土壤固化剂在路基处理、道路基层中的应用分析

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1、第一章概述进土壤固化剂，到目前为止，已经在道路、水利、农业等诸多领域应用。美国、日本是世界上研究土壤固化剂材料最活跃的国家。日本田熊公司的Aught．Set系列土壤固化剂，美国帕尔玛公司的固化酶，路邦公司的EN一1型固化剂等是最具代表性的品种。路邦公司的EN一1型固化剂已经在美国、墨西哥、澳大利亚广泛应用，并获得很好的实用效果和经济效益。我国长江动力(集团)公司首先引进该项技术应用在湖北孝感至武汉的孝天公路上。美国帕尔玛公司的固化酶筑路技术不仅在美国、加拿大、墨西哥等北美国家普遍采用，近几年来也已在新加坡、马来西亚、印度等亚洲国家推广。北京怡天生物公司和上海大庆能源有限公司引进了这种新技

2、术，并在北京昌平、上海奉贤、内蒙、江西等省市修建了各种等级公路十余条。日本田熊公司的土壤固化剂也已大量用于高速公路、铁路的路基处理，并已把土壤固化剂技术用于海底深层土的安定处理。日本田熊公司的Aught．Set系列土壤固化剂最初由台商引进，在国内海南省公路上推广应用。近十余年，国内先后已有十多家科研院所和大专院校对土壤固化剂展开了研究，如北京建工学院、山东大学、武汉水利电力大学、化工部晨光化工研究院和铁道部科学研究院等，取得了一批实验室研究成果，有的还在一些铁路、公路上做过试验。如晨光化工研究院的TR土壤固化剂系列曾在四川成雅路K92+800做路基填方使用，在108国道K2369修补沥青

3、路面的坑槽，在资(阳)资(中)公路K27+650～750段用固化碎石土作路面基层试验等等，都取得了良好的成绩和效益。然而由于土壤固化剂在国内还是个新事物，从研究、生产到应用施工等各个领域又是一项复杂的系统工程，涉及到化工、机械、道路工程等很多学科领域，加上对此项技术的投入极为有限，至使大多数都停留在实验室研究阶段，未能转化为生产力。综上所述，土壤固化剂加固地基的研究已有30多年的历史，取得了许多土壤固化的实践经验和理论成果。概括的说，土壤固化剂加固地基的研究方向有两个：一是固化土性质和本构模型的研究；二是加固各种类型土壤的固化剂的配比研究。如KinyonobuKasama等在一系列标准固

4、结试验、不排水三轴试验的基础上，建立了基于极限状态理论的轻型水泥土应力、应变模型，认为在P．q空间内固化土的破坏线与未经固化土的破坏线平行，它们的距离可以描述固化剂的加固效果；A．Vatsala等假定固化土的强度由土壤骨架的强度及固化剂的粘结力两部分组成，建立了一个水泥土的弹塑性模犁；TakashiTsuchida等把在港口和河道清淤中挖出来的淤泥进行固化，既提供了海滨地区建筑材料的短缺，又解决了淤泥对环境的污染；HeikkiKukko利于无机工业废料进行了加固粘土的试验研究，认为加固土的强度与水、粘结剂的比率有关，加温处理能加快试验进程；A．HilmiLav等用火力发电站的粉煤灰分别与

5、水泥和石灰混合用于土的固化，对固化土作了微结构、化学、矿物学等的分析，发现两种固化剂的加固效果几乎相同。2第一章概述1．3本课题研究的主要内容为探求土壤固化剂在高速公路路基、基层中的作用，本课题在广泛调研国内外固化剂处理技术的基础上，对空客A320飞机总装线配套工程、津汕高速公路(天津段)土样采用不同品种的固化剂做固化处理，进行室内土工试验，对比不同固化材料的优缺点。在此基础上，选择适合于天津市软土地区路基处理及基层固化材料的固化剂(一种或几种)进行集中试验，探求最佳掺配比例，选择可以代表天津地质情况的公路及城市道路作为试验段，用所确定的固化剂进行路基处理。重点选择城市道路软弱路床段、公

6、路所经池塘段进行不同材料固化处理(传统的灰土处理、石料处理及采用固化剂处理)，并选择等级较低道路基层进行固化处理，与传统的基层材料进行对比，并通过室内外对比试验确定固化剂处理路基及基层的施工工艺及最佳剂量，对固化剂作用机理进行研究。根据室内土工试验的特点，本次试验在进行土壤物理性质试验后，选用无侧限抗压强度试验作为试验控制条件。试验技术路线如下图1．1所示：试验准备阶段4：‘试验阶段。7，““试验结论整理”图1．1试验研究技术路线试验结论根据《公路土工试验规程》(JTJ05l一93)、《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ057叫4)的要求，本次试验研究的具体内容包括：1、对空客

7、A320飞机总装线配套工程、津汕高速公路(天津段)现场的原状土做天然密度、含水量、塑限试验确定施工现场土壤的物理特性。2、对上述现场土分别进行击实试验，域出干密度与含水量的关系曲线，确定土壤的最大干密度和最佳含水量，为添加土壤固化剂或其它敷料提供依据。第一章概述3、分别对上述现场土进行无侧限抗压强度试验和回弹模量试验，确定该土壤的力学特性，以便与添加土壤固化剂或其它敷料后的试样做比较提供基础数据。4、进行各种辅料配比混合土的击实试验