离子土壤稳剂在流溪河整治工程堤顶公路的应用.doc

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1、离子土壤稳固剂在流溪河整治工程堤顶公路的应用(广州市流溪河流域管理委员会办公室)一、概述流溪河整治工程自1999年开始，到2001年底为止，已完成一、二、三期共长46.5km的堤防整治。新整治的堤段，堤面宽8.0m，两侧各有宽0.3m、高0.4m的砼压顶，实际堤顶路面宽度为7.4m。第一期工程路面采用厚15cm石屑加6%水泥；第二、三期工程直接在土堤面上铺筑10cm石屑。以上两种方法所形成的堤顶路面，经过近年来的使用，效果均不理想：一是解决不了晴天扬尘现象；二是承载力低，车辙明显，行车一段时间之后，路面开始出

2、现凹凸、雨后积水；三是雨水通过石屑渗入堤顶土层，使表土稀软，在轮载作用下唧泥（石屑孔隙中喷溅出稀泥），使路面逐渐出现泥泞。因此，这种堤顶路面需要长年维修，或者待堤身沉陷稳定后，改建成砼路面。然而，堤面采用砼路面，尽管强度和承载力高、路面平整、行车舒适、耐久性强，但造价高（在行车流量不大的堤段显得没有必要），而且它属刚性路面，往往掩盖了堤面的多种隐患，包括裂缝、跌窝及内脱坡形成初期的堤面征兆等，使之不易被发现，也难以及时处理。另外，也无法直接在堤面上进行锥探灌浆，消灭鼠洞、獾洞和蚁穴。因此，对堤顶修筑砼路面，要

3、根据堤身情况和交通要求慎重对待。为了解决今后流溪河整治工程堤顶路面的设计方案，在2001年10月，我办委托佛山市佛利建设工程有限公司试验采用离子土壤固化剂（ISS）修筑堤顶路面（ISS溶剂由国际离子土壤稳固剂实业有限公司提供），试验位于流溪河整治第二期工程沙贝A段，长2.0km。试验段完成后，经公路检测部门检测，各项指标合格，而造价仅为砼路面(含基层)的40%左右，达到了预期的效果。回到主页二、ISS的土壤固化机理早在1959年，化学家雷诺便成功研制出一种利用现场土壤修路的新型土壤固化剂-ISS（IonicS

4、oilStabilizer），从而使一种新的、低成本的、可以就地取材的筑路方法问世，从七十年代起，已在世界上数十个国家和地区广泛应用。1994年，水利部首次从澳大利亚引进ISS技术并在长江三峡工程的临时施工道路试用成功。1998年12月18日，水利部在北京召开了新型高科技人工合成材料研讨会，正式向全国推广ISS离子土壤固化剂。近年来，该项技术已在多个省、市的水库道路和堤顶公路上拓展应用。土壤本身之所以不能形成坚固的路面，其主要原因在于土壤对于附着在其颗粒表面的水分有着异常顽强的吸附力。在雨天或潮湿天气，土壤颗

5、粒表面会吸入雨水或空气中的水气而膨胀，土壤含水量增加而变得稀软；而晴天或天气干燥时，水分蒸发使土壤体积缩少而变得干硬，尤其是粘性土，人们形容为"软时一团糟、硬时一把刀"。这一涨一缩的反复变化是造成土路基破坏的主要原因。解决这一问题需"对症下药"，设法除去土壤颗粒中所含的水分和气体，而"药"则是ISS离子土壤固化剂。ISS是土壤颗粒和水分之间的"第三者"，它加入到土壤之后，通过离子交换的化学反应把附着在土壤颗粒表面的水分子完全分离变成"自由水"，在压路机械压载的作用下，"自由水"连同土壤空隙中的空气大部分被排走

6、，实现土壤的改性-固化过程，而且这种过程是不可逆的。换句话说，完工后的ISS路面，即使降雨后水分也难以再渗入土壤颗粒之中，土壤由原来的亲水性变为憎水性，只要ISS存在于土壤中，其作用就是长久性的。ISS的固化机理，如图1所示。　三、ISS路面的优点与应用条件1986年10月13-17日，美洲国家组织在墨西哥城召开了第十五次泛美公路会议，专门研讨了ISS离子土壤固化剂在公路建设和堤身加固的应用问题，取得如下共识：1．土壤经过ISS处理后，在碾压机械的压载下，土壤颗粒间的水分和空气被排走，土壤颗粒紧密接触，相互作

7、用力增强，不仅解决了土壤缩胀造成路面的破坏，而且路面可以压得更密实，显著增加了路面的承载力。土壤的回弹模量E值增加到400-600Mpa。2．经过ISS处理后的路面，可用作低等级公路的路面层，对一般的堤防、水库的堤（库）面道路、进库公路、乡村公路、农场和林场道路、私人道路等因其费省效显，大派用场。若在ISS路面层之上，进行常规的沥青处理，可用于中级或次高级公路上。对高等级公路，ISS土层可代替用其它材料修筑的基层，以降低结构材料的厚度，节省工程费用。因为在ISS层上再铺上一层砼或沥青砼，可筑成优良道路。回到主

8、页3．ISS路面较砼路面施工速度快，同样能做到经久耐用。很多经过ISS处理的道路，使用多年，仍不需要维修。因为适当的交通流量、适度的车载碾压，不但不会破坏经ISS处理的土层，反而会使其强度巩固和增强。4．用高压注入技术向河堤中注入ISS，可以提高河堤的密实度和抗剪强度，破坏还原性有机物，消取孔洞和碾压不实的松软层。5．ISS本身对人体、牲畜、植物和环境无任何毒副作用，属环保产品。尽管ISS技术有诸多