复合稳定土技术在松花江治理工程堤路路基中的应用分析

曲忠义

摘 要：复合稳定土是一种能够满足路用技术指标要求的半刚性材料其原理是采用水泥和石灰等粘结剂与土质固化剂和土等建筑材料按一定比例均匀参配而形成的路面基层混合料。土质固化剂有利于生态环境保护，经济、环境效益显著。复合稳定土具有因地制宜、就地取材，施工方便、缩短工期，成本低廉、降低工程造价，路用技术指标优良等特点，是一种可以替代大量的粉煤灰、水泥、石灰和砾石以及碎石等传统筑路材料的环境友好型人工合成材料，是路基基层工程可持续发展的创新型筑路技术之一，在市政、交通、水利、基础处理等工程具有广泛的应用前景。

关键词：复合稳定土 土质固化剂 堤路路基 水利工程

1.引言

土质固化剂配置的复合稳定土是一种人工合成材料，具有节约土地保护植被节省能源大幅度减少二氧化碳等温室气体的排放量，复合稳定土能够满足路用技术指标要求的半刚性材料有利于生态环境保护等特点，其经济、环境效益显著。复合稳定土具有因地制宜、就地取材，施工方便、缩短工期，绿色环保，成本低廉、降低工程造价，路用技术指标优良等特点。可应用于市政、交通、水利、基础处理等工程。本文以松花江吉林省段治理工程中堤顶路面路基工程实例对土质固化剂复合稳定土工作原理、技术特点、施工方法、施工工序进行工程应用分析。

2.土质固化剂复合稳定土工作原理

2.1术语

土质固化剂是指由多种表面活性剂和多种单分子水溶性无机材料组成、能够与土颗粒发生化学交联作用的复合物溶液。土质固化剂能够改善和提高土质的技术性能。

根据结合材料的不同，复合稳定土可分为石灰类复合稳定土、水泥类复合稳定土和水泥石灰类复合稳定土等是一种能够满足路用技术指标要求的半刚性材料。复合稳定土拌制过程为将采用水泥和石灰等粘结剂与土质固化剂和土等建筑材料按一定比例均匀参配而形成的路面基层混合料。

2.2复合稳定土工作原理

复合稳定土工作原理是使得土壤胶团表面电流降能将土壤中大量的自由水以结晶水的形式固定下来胶团所吸附的双电层减薄通过土质固化剂与土壤混合后通过一系列物理化学反应来改变土壤的工程性质，颗粒趋于凝聚电解质浓度增强体积膨胀而进一步填充土壤孔隙在压实功的作用下从而形成整体结构使固化土易于压实和稳定达到常规所不能达到的压密度，提高其强度、密实度、回弹模量、弯沉值、CBR、剪切强度等性能，已满足路用技术指标要求。

3.复合稳定土技术优势

（1）缩短工期节约筑路成本：在无石料地区降低工程造价50%，经大量工程实践测算使用复合稳定土可缩短工期约20%左右与使用传统的路面基层材料筑路相比可节约筑路成本的30%左右。

（2）提高无侧限抗压强度：我单位所完成的大量工程经统计分析后发现在不改变施工条件的情况下复合稳定土的无侧限抗压强度可提高40%左右。

（3）提高基层的耐久性及水稳定性：复合稳定土水稳定性随着试件龄期的增长，水稳定性逐渐增强。对室内试件和试验路的钻件进行180天和1年浸水观察，未发现散解现象且强度损失较小。

（4）提高基层的冻稳定性：结合季节性冰冻地区特点方面经复合稳定土冻融循环试验已达到国际先进水平。

（5）节能环保：土质固化剂属于环境友好型和资源节约型的高科技新材料稀释后的固化剂水溶液无毒无害生产和使用均无污染。

（6）施工工艺简单：土质固化剂渗透性好所用的施工机械和传统筑路所用机械设备基本相同劳动力需求量减少，与土的和易性好便于施工使土易于压实施工人员只需简单培训即可上岗施工工艺简单。

（7）降低了后期养护成本可延长道路使用寿命：经过土质固化剂处理过的土壤剪切强度等都得到很大提高，表层不受潮气、霜冻或热等自然条件的影响，其强度、CBR值、弯沉值和密实度以及回弹模量等工程技术指标大大提高从而延长了道路的使用寿命节省了工程维修成本。

（8）实用性广泛：具有独特的土质固化效果和广泛的实用性，已经被广泛应用于建筑地基的处理以及公路工程的基层及底基层等领域。它比传统的石灰和水泥等土壤胶结材料具有更好的环境效益和工程技术性能以及工程经济等诸多优势同时还能解决水泥、石灰、粉煤灰等胶结材料在土壤加固时难以解决的一些特殊问题，

（9）使用方便易于储运：供应半径大高浓缩运输费用低用量少且不爆炸不燃烧室温下可储存一年以上。

4.工程设计实例

4.1工程概况

2010年、2013年松花江干流发生洪水，洪水持续时间长，沿江一些村屯无防汛道路，在内水围困的情况下不能运送物资抢险，而堤防是抗洪抢险的唯一交通道路，堤防筑堤材料多为壤土、砂壤土，在防汛抢险期间，遇雨的情况下，堤防泥泞无法行车，给汛期交通、防汛物资运送、工程抢修等带来困难。修建堤顶路面。从而使汛期交通无阻，保证抢险物资运输，并方便日常管理。因此堤防路面工程建设是非常必要的。

设计标准堤防路面参照四级路设计，设计行车速度为20km/h。

4.2路面基层设计

路面基层采用复合稳定土基层，复合稳定土基层厚20cm。设计配合比为水泥：石灰：土+固化剂=6：4：90+0.035%，水泥为42.5级普通硅酸盐水泥，石灰为III级钙质消石灰，固化剂型号ZL-1A。复合稳定土作为砼路面基层，我省市政和村村通道路工程应用广泛，复合稳定土基层可以就地取材节省碎石用量，用新型工程材料土质固化剂和无机结合料形成基层，替代了碎石用量，节省石材资源，降低工程造价。常规20cm厚碎石二灰基层造价为62元/m2，20cm厚复合稳定土基层造价为52元/m2，较碎石二灰垫层节省投资约20%。吉林省2013年颁布了《复合稳定土路面基层技术规范》（DB22/T1816-2013）。2011年10月该土质固化剂在我省前郭县松花江堤顶做了100m长的试验段，经各项检测和实际运行检验至今良好，2011年11月以土质固化剂在水利堤顶道路工程中的应用通过了吉林省科学技术厅组织的科学技术成果鉴定（证书号：吉料鉴定[2011]第610号）。采用复合稳定土作为路面基层施工时，应先期就地进行试验，进一步确定复合稳定土的配合比。

5.复合稳定土路面基层施工工艺

复合稳定土路面基层和底基层施工可采用路拌法和集中厂拌法。5.1路拌法施工工艺

（1）铺土、铺石灰。将经过检验合格的土、石灰，等距离、均匀地按施工配合比铺置于下承层上。

（2）初步拌和。选用拌合机械沿路拌合、使石灰和土充分混合。

（3）喷洒固化剂稀释液。调整压力洒水车的液压、速度、流量按每遍50%的剂量喷洒两遍固化剂稀释液。

（4）再拌和。合理控制拌和次数，达到拌和均匀且含水率最佳。

（5）整形。用推土机、平地机或人工等方法，根据指示桩标记控制高程和界限，对拌和完成的混合料进行整平。

（6）碾压。合理配置压路机、调整振幅、速度在结构层全宽范围内不间断地对整形后的结构层进行压实。

（7）养生。应选择适当的可行的养生方法，宜采用塑料薄膜盖养生、薄膜上加素土或裸露洒水养生的方法，扬声器一般不少于7d。

5.2集中厂拌法施工工艺

（1）拌制拌和设备。设置配套完备、性能良好的拌合设备，建立拌合站。

（2）拌制固化剂稀释液。根据设计用量和混合料的平均含水率进行配置。

（3）拌制混合料。根据现场材料的含水率、调配适宜浓度的固化剂稀释液，和材料一起在拌制缸中均匀拌和。

（4）运输。应及时将混合料运至施工路段，施工环境气温高或阴雨时应应采用苫盖等措施，以防止混合料含水率发生变化。

（5）摊铺。根据混合料的松铺厚度，采取挂线控制、跟踪检测的措施，用性能良好的摊铺机，一次成型平铺于施工路段。

（6）碾压。合理配置压路机、调整振幅、速度在结构层全宽范围内不间断地对整形后的结构层进行压实。

（7）养生。应选择适当的可行的养生方法，宜采用塑料薄膜盖养生、薄膜上加素土或裸露洒水养生的方法，扬声器一般不少于7d。

6.结语

复合稳定土是一种能够满足路用技术指标要求的半刚性材料。复合稳定土具有因地制宜、就地取材，节省资源、能源，节约土地，保护植被，减少二氧化碳等温室气体的排放量，绿色环保，成本低廉、降低工程造价，施工方便、缩短工期，路用技术指标优良等特点。有利于工程建设的可持续发展，符合我国建设资源节约型、环境友好型社会的要求。复合稳定土在市政、交通、水利、基础处理等工程中具有广泛的应用前景。

参考文献：

[1]黄小梅.路用水泥基复合稳定土材料初步研究[D].中南大学，2008.

[2]姚永茂.复合土壤胶结料在稳定土中的应用试验[J].门窗，2013，05：316.

[3]复合稳定土路面基层技术规范，DB22/T 1816-2013.

[4]吉林省松花江干流治理工程初步设计报告.吉林省水利水电勘测设计研究院.