抗疏力针对绵阳地区道路路面基层的应用研究★

谭 星 唐 颂 龙 旺 苏强盛

(西南科技大学环境与资源学院，四川 绵阳 621000)

·道路·铁路·

抗疏力针对绵阳地区道路路面基层的应用研究★

谭 星 唐 颂 龙 旺 苏强盛

(西南科技大学环境与资源学院，四川 绵阳 621000)

从分析抗疏力的作用机理及其相对于传统土壤固化剂的优势入手，选用抗疏力针对绵阳地区的土样做室内试验研究，通过测试抗疏力固化后土壤的物理力学性能，确定抗疏力对提高土壤强度的效果，并由不同抗疏力掺量下土样的室内击实试验得到了针对绵阳地区抗疏力的最佳掺量，为抗疏力在绵阳地区道路工程中的应用提供参考。

抗疏力，室内击实试验，最佳掺量，土壤

近年来，随着我国城市化的步伐不断加快，道路建设高速发展。由于道路路基早期承载力差、雨水渗透严重、抗冻抗干缩性能差，导致道路维修周期短、耗费资源多，不但造成大量的经济损失，同时也阻碍了正常的公路交通，因此对公路路基的加固势在必行。然而传统的土壤固化方式存在强度不足、成本高昂和易造成环境污染等问题，需要发展新型土壤固化剂。抗疏力作为一种无毒无害、不腐蚀不刺激的土壤固化剂，通过处理现场路基土，改变土壤力学特性，具有土壤强度高、抗渗能力强和防霜冻等优点。研究抗疏力针对绵阳地区土壤固化的最佳掺量，具有一定的理论意义和使用价值。

1 抗疏力技术综述

1.1 作用机理

素土包括土颗粒、水和空气，素土中的水包括结合水和自由水。土中水的含量、运动和温度都会影响土的性质，若土体含水率大，使得土体不易压实，极大地降低了土体的强度和承载力[1]。土中水在土粒间的孔隙通道中流动，使得土体渗透变形，发生流沙、管涌。当气温降到负温时，土中水结冰，体积膨胀，引起土体冻胀，危害道路安全。而抗疏力就是通过减少地表水的渗透来降低土中水的含量，利用阻断毛细通道的方式来阻碍土中水的运动，遏制源源不断的水移向冻土区，从而改变土体性质。

1.2 价值分析

与传统土壤固化剂相比，抗疏力土壤固化剂在材料、工艺、性能、造价和环保方面均有诸多改进，有着明显的实用价值、经济价值和环境价值。

1.2.1 实用价值

抗疏力固化土承载力高，抵抗土壤渗透变形能力强，能够有效控制寒冷地区发生土体冻胀。此外，抗疏力施工简单、工期短，可以针对不同土质，用于加固道路路基、水利防渗和边坡防护等工程。综上，抗疏力技术性能优良，可行性强，有广泛的应用领域。

1.2.2 经济价值

传统土壤固化剂需要进行换土，而抗疏力可以直接处理现场土壤，节约了换土所需要的成本；由于固化土的承载力提高，减少了基层、底基层和磨损层的厚度，大大节省材料，降低造价；工程后期不需要断道、养护，进一步缩短工期，且道路维修周期长，能够节约资源，降低成本[2]。

1.2.3 环境价值

传统的换土加固路基的方式会产生大量烟尘，污染环境。而抗疏力为无毒环保产品，利用现场土壤，通过将其喷洒在土体表面来掺进土壤，最大限度的减少了生态和环境的破坏。

2 绵阳地区地质情况

绵阳市位于四川盆地西北部，涪江中上游地带，绵阳地区土质多为土样、砂砾卵石层状结构土和膨胀土等。本文是以绵阳地区的土样为研究对象，试验中所用的土样为绵阳已修二环路周边的工程弃土，深度范围为1 m～2 m，颜色为土黄色。

2.1 土颗粒分析实验

制备土样时，首先需风干土样，使土中水分蒸发，待土样中有结块时，研磨土样至单独颗粒。将土样过孔径为0.075 mm的筛子，用四分对角法在筛上土中选取代表性土样。用筛析法过筛及称量得到土的颗粒级配，土的颗粒级配和土的级配曲线图分别见表1和图1。

表1 土的颗粒级配

2.2 土样的物理力学性质指示试验

参照JTG E40—2007公路土工试验规程[3]采用液塑限联合测定法进行土的界限含水率试验，得到土的液限ωL=38.2%、塑限ωp=25.2%、塑性指数IP(IP=ωL-ωp)=13.0。由酒精燃烧法测得土样含水率，制备含水率分别为7%，9%，11%，13%，15%的土样。室内击实试验采用轻型击实，用环刀法测得不同含水率下土的干密度。通过绘制干密度与含水率的关系曲线，确定土样的最佳含水率为13.9%，最大干密度为1.826 g/cm3，判定试验土样为低塑性粉土。最终测得的土样的基本性质见表2。

表2 土样的基本性质

液限ωL/%塑限ωp/%塑性指数IP最佳含水率/%最大干密度/g·cm-338．225．213．013．91．826

3 室内试验测试

3.1 击实试验方法

本文共选取了3组，每组各5个土样做室内击实试验，其中抗疏力掺量依次相差1%，含水量依次相差2%。实验称取一定质量的风干土样，酒精燃烧法测得其天然含水率，计算得到土样的干土质量。将土实验按照实验相对应的比例掺加抗疏力，并使用喷壶在摊开的土料上均匀喷洒计算的水量，拌匀后装入桶内，在土样上铺一层湿布，留待第二日可使用土样。室内击实实验采用轻型击实，选用的击实方法为轻型 Ⅰ-1，标准击实仪的主要参数见表3。

表3 标准击实仪的主要参数

由表3可知，单位体积击实功约为598.2 kJ/m3，分3层击实，每层27击，每组土样击实后称重、测定含水量、计算土壤干密度，以含水率为横坐标，干密度为纵坐标，绘制含水率与干密度的关系曲线，曲线峰值点对应的横纵坐标分别为该抗疏力掺量下的最佳含水率、最大干密度。对比分析不同抗疏力掺量下的最佳含水率和最大干密度，研究适用于绵阳地区土样的最佳掺量。

3.2 最佳掺量研究

在土体中分别掺入抗疏力掺加量为1%，2%，3%的三种土样做含水率分别为7%，9%，11%，13%，15%室内击实试验。通过绘制三种抗疏力掺量下土样的含水率与干密度关系曲线，得到不同掺量下固化土的最佳含水率和最大干密度，具体见表4。

表4 不同掺量下的固化土的最佳含水量和最大干密度

由表4可知，掺加抗疏力的土样的最佳含水率均小于素土，最大干密度均大于素土，且随着抗疏力掺量的增加，最佳含水率逐渐增大，具体表现在素土ωop(13.9%)>3%抗疏力固化土ωop(13.7%)>2%抗疏力固化土ωop(13.2%)>1%抗疏力固化土ωop(13.0%)。三种掺量下的固化土的最大干密度变化不大，与抗疏力掺加量多少没有明显规律。为了保证工程质量，降低工程造价，节省资源和成本，最终确定抗疏力的最佳掺量为2%。

4 结语

抗疏力土壤固化剂通过降低土中水的含量和减少土中水的运动的方式来改善土体性质，使得固化土力学性能优良，具有承载力高，抗寒、抗渗的优点。与传统改良、固化土壤的方式相比，抗疏力固化土壤施工简单，安全环保，同时能够节约资源，降低造价，值得大范围推广应用。本文证明了采用抗疏力处理绵阳地区路基的方法是可行的，综合分析使用抗疏力的技术性和经济性，得到抗疏力在绵阳地区的最佳掺量为2%，可在实际工程参考应用。

[1] 邹雁飞.抗疏力固化剂配合比设计研究[J].交通标准化，2012(4):7- 8.

[2] 李锋光.抗疏力材料在道路建设中的应用研究[N].中国企业报，2009- 08-26(12).

[3] JTG E40—2007，公路土工试验规程[S].

Study on the application of the consolid for road pavement base in Mianyang area★

Tan Xing Tang Song Long Wang Su Qiangsheng

(CollegeofResourcesandEnvironmental,SouthwestUniversityofScienceandTechnology,Mianyang621000,China)

On the analysis of the mechanism and hydrophobic resistance compared with the traditional advantage of soil stabilizer, choose hydrophobic resistance in Mianyang region of soil sample do indoor experimental study. Through test of hydrophobic resistance after curing soil physical and mechanical performance, determine the hydrophobic resistance to improve the effect of soil strength, and by different dosage of hydrophobic resistance affecting sample indoor compaction test was aimed at the optimum content of hydrophobic resistance in Mianyang region, for steam resistance application in road engineering to provide the reference in Mianyang region.

consolid, indoor compaction test, optimal dosage, soil

1009-6825(2015)07-0124-03

2014-12-22 ★：西南科技大学创新基金

谭 星(1993- )，女，在读本科生

U416.212

A