簡析公路路基施工中土壤固化劑的運用

張自雨

鄭州市交通規劃勘察設計研究院，河南鄭州 450000

隨著我國經濟水平的快速增長，城市化進程的發展步伐也在進一步加快。由于車流量等條件的逐漸激增，越來越多的城市道路新建及改擴建等工程增多，從城市主干道、次干道、區道到街巷小道都運用分期、分批及計劃性的進行新建及改擴建處理。在城市道路建設中，通過對投資、環境及道路基層強度等因素的分析，運用土壤固化劑不僅對舊料實施再利用節約了施工成本，而且不會對環境造成破壞，為了確保道路處于全年通車狀態，使得行車速度提高，進一步加強道路通行的舒適性及安全性，從而使公路運輸成本降低，提升了公路的使用年限。

1 路基處理及土壤固化劑的作用

作為公路的生命，路基發揮著必不可少的作用。根據公路路基的處理看出，石灰、水泥及粉煤灰固化土中有一定的缺陷存在，要求土壤固化劑具備能夠對土壤水穩性進行改善，強度增加，干縮性降低以及節能環保的效果是現階段發展的要求。例如：土固精土壤固化劑則能滿足以上要求。

該類固化劑作為一種新型節能環保工程材料，通過多種無機和有機材料共同構成，從而對各類土壤實施固化的效果。該固化劑通過和土壤的混合，從而產生一系列的物理化學反應，促使土壤的工程性質的得到改變，能夠將土壤中存在的大量自由水通過結晶水的形式進行固定，實現土壤膠團降低電流的目的，膠團自身對雙電層的吸附減薄，電解質濃度加強，使得顆粒逐漸朝凝聚的效果發展，體積通過膨脹從而對土壤孔隙進行填充，在壓實的作用下，使固化土的穩定及壓實較為簡便，實現整體結構的形成，使其壓密度得到一定程度的提升。當土壤通過土壤固化劑進行處理后，都能進一步將強度、回彈模量、密實度、CBR、回彈模量、彎沉值以及剪切強度等的性能得到提升，促使公路的使用壽命得到一定程度的延長，降低了工程維修成本，具有顯著的經濟環境效益，是現階段最佳的工程施工材料。在公路施工中對土壤固化劑進行運用，不僅能夠對大量的水灰、粉煤灰、水泥及碎石等傳統筑路材料進行替代，而且還能達到資源、能源及土地的合理節約，促使經濟效益得到顯著的提升。

2 土壤固化劑的固結原理

固化劑的固結原理不僅關系到材料的組成，而且還關系到固化時間的長短以及土壤環境的不同，固結原理的類型通過固化劑的材料種類進行判斷。通常情況下，無機穩定類固化劑的狀態是呈固態狀，而離子類固化劑和有機類固化劑處于液態狀。

2.1 固態固化劑

固態固化劑中主要包括石灰、水泥等無機穩定材料。固化的過程主要包括以下幾方面：

1）通過水的作用下有化學反應產生，從而出現凝膠狀的水化物對土壤實施固結；

2）通過和水的相互作用，形成的額鈣、鎂、鋁離子會對土體中具備的鈉、鉀離子實施置換，從而使得電膜層的厚度減小；

3）通過和土混合物的作用，從而形成結晶體。對土中存在的自由水運用結晶水的形式實施存儲，最終達到固結的目的。

2.2 液態固化劑

通常情況下，液態固化劑分為離子類固化劑和有機類固化劑。

1）一般離子類土壤固化劑的固化原理是：當水稀釋之后，會有較大的離子作用產生，該類電化學作用能夠對粘土顆粒的雙電層結構進行改變，能夠使土壤的親水性永久性的轉化為疏水性，對土壤的壓實提供便利，從而產生固結穩定的整體板塊；

2）有機類固化劑的固結原理：當土體中有固化劑滲透時，會有化學反應出現，從而產生無機膠凝體，最終達到固化的效果。

3 施工工藝

3.1 測量放線

根據坐標法運用全站儀實施中測量，對中線進行恢復，每隔10m 位置進行一排樁的設置，并按照路基對其寬度進行確定，放出路基的邊線，為了使路基的壓實度及邊坡的穩定性得到保證，在對路基邊線進行放出時，應對兩側邊線各進行20cm～40cm 的寬度增加。其次，要求測量技術人員對水準測量線實施準確的放出，當縱橫斷面的標高確定之后，在側釬上對設計高程進行標記，當控制水準高程時，應對松鋪系數進行合理的考慮。

3.2 整平

按照施工過程中對土量的使用狀況向施工段路床中進行拉入，根據測量的寬度及高度實施大致的整平，通常整平的方式是運用人工與推土機相結合。

3.3 固化劑的噴灑及濕拌

施工技術人員應先選定具有代表性的一點對含水率進行測試，精確的對施工作業段所需的補水總量進行計算。其次計算出施工作業段的總體積，根據每立方需運用固化劑的數量對所需固化劑的用量進行計算。最后在灑水車內將計算出的補水量及固化劑一并加入，通過充分的攪拌達到均勻狀態，經過稀釋在作業段內進行均勻的灑布。在對土壤固化劑水溶液進行噴灑時，應先采用壓力式灑水車或噴管式灑水車進行操作，確保噴灑達到均勻狀態，禁止中途有停車現象出現。對于在混合料中直接摻入的固化劑水溶液，應采用兩次噴灑的方式進行操作，首先應先進行40%的噴灑，機械拌和的次數不能低于兩遍，隨后再進行40%的噴灑并實施兩遍拌合，促使拌和顏色達到一致狀態后即可。當碾壓成型之后，即可對其余20%的固化劑水溶液實施噴灑封層。

3.4 悶料

當混合料達到拌和均勻后即可實施悶料處理，通常情況下沙土的悶料時間不能低于6h，而粘土的悶料時間則應超過10h，最多不能超過2 天時間。

3.5 水泥的撒布

首先應計算水泥用量，對施工路段進行若干個方格的劃分，每個方格根據計算的水泥袋數對水泥進行堆放，實施撒布。在水泥撒布的過程中，應設置專業的施工人員對每個方格內所需的水泥數量進行控制，促使其寬度及厚度得到保證，禁止表面有空白、水泥集中的現象出現，確保平面處于平整效果。在攤料的過程中，應撿除其中存在的超尺寸顆粒及其他雜物。

3.6 補水及二次拌和

當悶料結束之后，應對混合料的含水量進行再次測定，確定是否要進行補水處理。其次運用路拌機或合適的拌合機械及西寧拌和處理，當拌和中混合料的顏色達到一致狀態后即可停止拌合，禁止有灰團、灰條、花面、素土夾層及粗細顆粒窩存在，保證水分均勻且合適。

3.7 固化土的初壓及整平

當混合料拌和均勻之后，應運用推土機實施及時的初步排壓，采用人工掛線的方式進行精確整平，隨后采用平地機進行整型。在整平的過程中，當局部有低洼存在時，應采用齒耙對其表面進行超過5cm 的翻松，運用新拌和的混合料實施找補整平處理，在整平的過程中禁止在光滑的平面上實施薄層找補。

3.8 碾壓

應在路面處于最佳含水量的狀態下進行壓實，運用不同的路寬及壓路機的輪距，對合理的碾壓方案進行制定。通常情況下，運用l8T-22T 的振動壓路機進行碾壓，先實施一遍靜壓，隨后對固化土層實施壓實操作。嚴格按照碾壓原則對其碾壓過程進行控制，按照1.5km/h～1.7km/h 的低速對前兩遍碾壓，隨后則需采用2.0km/h～2.5km/h 的速度實施碾壓處理。

運用縱向進退式進行碾壓，通常要求壓路機的輪跡與二分之一輪寬相重疊，后輪應和兩段接縫處超過，當后輪對固化土面全寬進行碾壓結束之后，則被稱之為一遍碾壓。在碾壓過程中，應確保固化土的表面處于始終潮濕狀態，例如表面有過快蒸發時，應對其進行及時補灑。當出現松散、彈簧、起皮、剪切推移問題時，應及時進行翻開并重新拌和處理。從水泥攤鋪到碾壓的整個過程中，都必須確保在水泥終凝期之內進行操作。

在碾壓過程中應處理施工縫的位置，對于施工接縫位置進行搭接拌和處理。當第一段拌和之后，應對5m～8m 位置進行留出，且不對其實施碾壓。在第二段施工過程中，應采用適量水泥和土壤固化劑水溶液對前段未實施碾壓的區域進行添加并實施重新拌和，使其和第二段相結合進行碾壓處理。

3.9 養護

每實施一段固化土層的碾壓并達到檢查合格要求之后即可對交通即可中斷，實施養護，使其養護時間控制為7h，養護方法主要包括以下幾點：

1）灑水養護，應確保路面處于濕潤狀態；

2）對塑料薄膜進行覆蓋的方式進行養護，要求土埝按照縱橫向的方式進行封實；

3）乳化瀝青作為下封層進行養護，此時基層的面層應屬于瀝青層狀態；

4）鋪土養護。上層應繼續對施工固化土層進行操作。

4 養護

在公路工程施工中土壤固化劑的運用已達到普遍狀態，并且存在廣泛的應用領域，不僅在路基頂層進行應用，而且還應在路面基層中得到使用，存在較為成熟的施工經驗。不僅對施工材料的成本造成一定程度的節約，而且還對自然資源進行了保護。作為一種新型施工材料，土壤固化劑的發展前景較為顯著。

[1]崔廣豐.土壤固化劑在公路路基施工中的應用[J].中國新技術新產品，2011(4).