公路土基抗凍性能的改善

時洪順，于 丹

(1.長春市環城公路管理段;2.長春市公路規劃勘測設計院)

公路土基抗凍性能的改善

時洪順1，于 丹2

(1.長春市環城公路管理段;2.長春市公路規劃勘測設計院)

通過對公路土基產生凍脹的分析，研究防止公路土基凍脹的方法，確定在公路路基施工過程中采用節約能源和降低成本的有效方法。施工過程中根據本地區的實際情況，根據施工工期、質量和成本要求，采用適宜的方法改善公路土基的抗凍性能。總結了適合寒冷地區借鑒和推廣并且施工工藝簡單的改善土基抗凍性能的方法。

土基抗凍性能;改善路基土結構;土基施工工藝

1 前言

吉林省長春地區屬溫帶濕潤、半濕潤大陸性季風氣候，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥。由于冬季氣溫較低，蒸發微弱，降水量雖不十分豐富，對長春地區公路土基的破壞較嚴重。為了減少嚴寒對路基土的凍脹破壞，改善公路的使用性能，在公路施工過程中不斷采用先進的施工工藝和方法改善路基土的結構，降低土基凍脹對公路的破壞。

2 防止土基凍脹的方法

2.1 換填的利弊

在地下水位較高的地段，防止土基產生凍脹可以采用許多方法。最常用的方法是以非凍脹土代替凍脹土進行換填。這種方法能夠改變土基結構，起到一定的保溫作用，施工質量達到要求，可以很好地起到防凍作用，但遠距離運輸非凍脹土或者換土深度過大時，成本較高，而且施工難度大，很難到施工規范要求，有時還會產生凍脹現象。

2.2 用物理及化學原理對土進行處理

2.2.1 物理方法處理

(1)實踐證明，防止土基凍脹的有效措施是采用物理及化學原理對土進行處理。按物理、化學性質考慮，對土的影響可分為憎水作用、鹽漬作用、聚集作用(凝結作用)與分散作用等。這些作用都會改變土基的自由表面能。減少土的凍脹性，可借助于鹽漬作用，如采用含鈉或含鈣的鹽類，使土產生鹽漬作用，增加憎水性能，可獲得較好的防凍脹效果。

(2)采用使土分散作用的方法，對防止凍脹也獲得了較好的效果，有效期較長。分散劑的有效性有鉀與鈉的氧化物、磷酸鈉、含鈉的蒙脫土、四磷酸鈉。采用Na3PO4改善土發生物理作用，增加土的分散性，經過多次凍融循環，還能保持這種特性。為了改善土的抗凍脹性能，對摻加鹽類的綜合外摻劑和土中加入少量的膠結物，如1%的硫酸鈉，都獲得顯著效果。

(3)通過對摻加IIBC的土微團聚體的分析說明，其分散度下降較大，但砂粒占的比例有所增加。在凝結作用過程，膠體、粘土和粉土顆粒與形成的不同形狀、不同尺寸的堅硬的聚合體相接觸部分表面硬化，因而增加了親水性。摻IIBC的土增加了憎水性，IIBC與礦物質顆粒能牢固地聯接，包附蒙脫土顆粒后，進入結晶體的晶格空間中。

2.2.2 化學試劑處理

采用綜合外加劑改善土的抗凍脹性能，效果較好。研究結果如表1。經摻外加劑的土，其微團聚體與原有粉質重亞粘土有很大的差別。如向含60.30%的粉質粘土顆粒的土類中摻入10%的H2SiF6和0.5%的IIBC后，使土中含的砂顆粒相應增加到86.38%。

表1 研究結果分析表

3 結論

對公路土基防凍脹處理方式的選擇，關系到公路的造價和施工的難易，必須慎之又慎。既要防凍脹破壞，又要降低工程造價。在今后的公路設計與施工中不斷地總結經驗，進一步完善新型材料的防凍理論和實際運用經驗，既能有效防止土基凍脹，又能降低成本，減少公路建設、養護的費用。

U416.1

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1008-3383(2012)11-0062-01

2012-06-11