浅谈土壤固化剂在道路工程中的应用

2020-02-16张慧清

四川水泥 2020年12期

张慧清

（山西应用科技学院，山西太原 030000）

0 引言

基于社会发展新形势下，我国道路工程建设发展要与时俱进，跟上时代前进的脚步。土壤固化剂在道路工程施工作业中的应用，不仅能够有效降低工程整体造价成本，方便道路工程施工操作，还可以实现生态环境的保护发展目标。因此，各个道路工程施工单位要正确认识到将土壤固化剂合理运用在道路施工中的重要性，科学引进应用高质量的土壤固化剂，帮助优化改良道路施工现场的土壤环境，稳定不同类型的土壤。常见的土壤固化剂主要包括了派酶土壤固化剂、高性能土壤改良剂、CHF 土壤固化剂、离子交换型土壤固化剂以及安定剂等，通过将这些固化剂应用在道路施工汇总，能够有效达到提升工程施工质量、减少施工成本支出的目的。

1 土壤固化剂的施工特点和基本原理

土壤固化剂实质是指一种由多种无机、有机材料合成的用以固化各类土壤的新型节能环保工程材料，在道路工程施工过程中，现场施工人员需要根据现场施工土壤的物理和化学性质，合理加入适当量的固化剂，然后经过一系列的拌匀、压实操作处理，就能够实现相关施工要求的性能指标，充分保障土壤良好的稳定性和强度。当前，土壤固化剂已经被广泛应用在各种类型工程建设施工中，取得了不错的施工效果。

1.1 土壤固化剂的施工特点

当道路施工人员在利用土壤固化剂进行施工作业时，我们可以发现其具有以下几个特点：1）传统土壤固化剂的主要材料为石灰和水泥，存在着一定的缺陷。而新型土壤固化剂有着操作简单方便、经济实惠以及施工效率高的特点。道路施工操作人员只需要根据现场施工土壤的相关物理和化学性质，选择优质适量的土壤固化剂，再通过搅拌与压实等施工操作处理，就可以保障起能够有效达到道路工程施工技术标准要求[1]；2）土壤固化剂在道路工程施工中的应用能够最大程度缩减工程造价成本，降低施工单位各项资源的不必要损耗；3）土壤固化剂在道路工程施工中的应用不仅不会对周围生态环境造成危害，还能够起到节省各项资源的作用，实现我国生态经济建设稳定持续的发展。

1.2 土壤固化剂基本工作原理

土壤固化剂的基本工作原理是根据土壤相关物理与化学性质，对其进行科学有效的物理化学反应，促使土壤中绝大多数的自由水能够向着结晶水的形状完成转换，同时还可以增加土壤浓度，有效让土壤中分散的颗粒凝聚在一起。接着现场施工人员通过操控机械设备进行搅拌与压实处理加工，以便能够完成加固土壤的良好加固。基于土壤固化剂作用下的施工现场土壤，各个方面性能都能够得到质的提升，比如土壤的稳定性、强度性等，这样无疑能够最大程度延长道路的实际使用寿命，为社会发展创造出更多经济效益。

2 土壤固化剂在道路工程中的实践应用

2.1 土壤固化剂在农村道路工程中的应用

随着我国新农村建设脚步的不断加快，通往城镇的交通道路建设变得尤为重要，而资金问题一直是制约各地区农村道路发展的关键因素。因此，为了降低道路工程施工成本，同时保障道路施工质量，农村道路工程施工单位可以优先采用土壤固化剂进行道路施工，该材料能够帮助农村道路工程施工提高土壤稳定性和强度性，促使其使用寿命变长，并且操作简单方便无需投入大量的人力物力，从而降低了农村道路工程造价成本。不如，在针对某段农村道路路面进行施工时，施工队伍采用土壤固化剂后的路面结构层调设计成：路基+35cm5%石灰+26CM 路特固LPC-600+4cmAM-16 沥青碎石。在实践施工过程中，首先农村道路工程施工队伍要对现场路床的平整度和密实度进验收工作，并就地使用机械设备推平土壤和进行搅拌，促使施工路面土壤破碎。其中粘土的含量不能够低于30%，并且土壤的PH 值要控制在7-7.5范围内；然后现场施工人员要在道路平整的土基上均匀摊铺辅剂5%的石灰，并操控路拌机进行均匀搅拌作业，之后用平地机进行路面整平操作[2]；最后，施工人员操控洒水车在施工现场进行喷洒稀释液，利用平地机做精平。接着还需对路面进行平摊碾压，并进行光碾收面，均匀喷洒透层油，在经过两三天后就可以进行铺沥青面层了。土壤固化剂在农村道路工程施工中的应用要严格按照规范流程进行，加强对土壤固化剂量与含水量的控制，并进行严格的路面压实与碾压操作，确保路面压实路能够超过95%，这样才能够保证农村道路施工质量满足相关技术设计标准和要求。

2.2 土壤固化剂在公路路基工程中的应用

针对公路路基工程的施工，施工单位采用了派酶土壤固化剂，该固化剂具有防水性好、绿色环保、造价成本低以及施工取材方便等应用优势。派酶固化剂应用下的路基所用土壤需要具备一定的黏性土质，施工人员需要将黏性土质含量科学控制在20%-30%范围内，土的塑形指数IP则要控制在5%-18%之间，含水量则控制在8%-12%范围内。具体施工包括了以下几个步骤：1）下承层准备。路基施工人员需要提前将下承层表面的杂物进行全部清理，同时还需保证下承层的压实度要超过90；2）搅拌和闷料。路基施工管理人员要想充分保障派酶土壤固化剂作用下的基层材料均匀稳定性，就需要合理使用集中搅拌方式，促使混合料配合比能够符合设计配合比，施工人员要将派酶基层材料的含水量有效控制在1%-2%范围内。此外为了确保派酶土壤固化剂能够均匀渗透进去，就需要在混合搅拌和好后让其进行整整一天的闷料[3]；3）摊铺。派酶路基的摊铺工作要使用推土机结合平地机的方式展开，同时加上现场施工人员的操作配合。在实践摊铺施工作业中，施工人员要严格按照混合料的最佳含水比（1%-2%）为标准，优化调整现场混合料中的含水量；4）碾压。混合料摊铺成型之后，施工人员要科学高效运用现场快速法进行对混合料含水量的测定工作，当混合料中的含水量接近±1%时即可展开碾压施工操作。施工人员首先要使用轻型压路机进行初次碾压，接着再使用重型压路机展开最后碾压工作；5）后续养护。在派酶路基施工完成之后，施工管理人员还需对其展开养护工作。在该路基路段养护过程中，施工管理人员要进行设置封闭交通的醒目提醒，严禁任何机动车辆在派酶路基上进行来往行驶。

2.3 土壤固化剂在市政道路路基工程中的应用

在市政道路路基工程施工中，DKASS 固化剂是一种常用的土壤固化剂，其能够对多种道路土壤产生良好的适应，同时还可以有效提升土壤的抗剪强度、抗压强度。市政道路施工单位在确保同样掺量基础条件下，通过加入DKASS 固化剂的土壤抗压强度要远远高于水泥土的抗压强度。DKASS 固化剂的应用反应机理是通过有效发生水化反应生成水化硅酸钙凝胶和钙矾石及氢氧化钙结晶体，而水化硅酸钙凝胶与氢氧化钙结晶体之间会有效交错在一起，从而形成空间结晶网架结构。与普通土壤的松散凝聚结构相比较，空间结晶网架结构能够赋予固土更加高的抗压强度。与此同时，DKASS 固化剂作用下产生的钙矾石针状晶体结构还能够有效形成晶体骨架结构，当该晶体持续生长时，其会顺延渗入到土团颗粒缝隙中，这样一来就会产生对土体加筋的稳固作用，帮助提升固化土体的强度。

在市政道路路基工程施工中，DKASS 固化剂的施工步骤包括了以下几方面内容：1）测量放线，市政道路路基工程施工单位要展开科学的测量放线工作，通过利用先进的全站仪设备对中线位置进行精确测量。同时在每隔10米的位置有效设置一排路桩。结合道路路基工程的实际要求，施工人员要准确放出路基边线，这样能够充分保障道路路基的边坡稳定性和压实度，最大程度提升市政道路路基的整体施工质量。此外，施工人员还需对道路路基密度、高程以及试验用土含水量展开测定工作，对现场土壤进行加DKASS 固化剂用反铲进行反复搅拌直至均匀[4]；2）备土整平。在将DKASS 固化剂作用下的混合土进行摊铺施工前，现场施工人员首先要保证施工道路场地的平整清洁性，倘若道路本身就不够平整，那么施工人员有必要操控推土机设备进行现场推平，这样才能够方便后续摊铺施工作业的顺利进行；3）喷洒DKASS 固化剂并进行湿拌。现场施工技术人员要选择出具有一定代表性的点进行测试含水率，科学准确计算出施工段所需的补水含量。接着计算出施工路段的实际体积，严格按照每立方应加固化剂数量，明确该段路所需的固化剂用量。最后施工人员要将固化剂与水量一起倒入到晒水车中进行充分搅拌均匀，完全稀释后即可喷洒在施工路段中。施工人员在操作喷洒土壤固化剂时可以优先使用喷管式洒水车，充分保障土壤固化剂喷洒过程的均匀性；4）闷料与补水拌和。当将DKASS 固化剂与其他材料混合搅拌在一起后，施工人员需要对其进行闷料处理。其中沙土不能低于6h，粘土则不能低于10h，最长时间不能够超过2d。闷料时间结束后，现场和施工人员还需对混合料进行再次的含水率检测工作，根据实际含水率情况确定是否要补水。接着，施工人员需要操作拌合机械设备进行现场混合料的拌和作业，混合料拌和达到标准的标示内容是不存在花面、灰团，混合料颜色保持一致，不会有素土夹层以及水分均匀散布在混合料中；5）固化土初压和整平。在混合料拌和均匀之后，现场施工人员要及时使用操作推土机设备进行首次排压工作，在确保路基挂线的精确整平后，再使用平地机展开整型作业。施工人员在操作平地机进行整平施工时，对于局部低洼位置要先用齿耙将其表层厚度耙松至5cm 以上，并且还需倒入新拌的混合料进行填平。值得注意的是，施工人员在整平过程中要注意在光滑平面上展开薄层找补操作。在整型操作完成之后，现场施工人员要在最佳含水量状态下展开压实作业，并且要科学结合路基路宽、压路机轮距的不同，合理制定不同的碾压方案。相关施工人员可以通过科学使用振动压路机，先静压一遍后再对路基固化土层进行压实作业。施工人员要严格遵循“先轻后重、先慢后快、先两边后中间、先静压后振动”的施工原则，尽量控制好振动压路机的行驶速度，维持在1.5km/h-1.7km/h之间，在压路两三遍之后就可以进行适当提速了。