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        公路土基抗凍性能的改善

        2012-06-06 06:01:06時(shí)洪順
        黑龍江交通科技 2012年11期
        關(guān)鍵詞:公路方法施工

        時(shí)洪順,于 丹

        (1.長(zhǎng)春市環(huán)城公路管理段;2.長(zhǎng)春市公路規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院)

        公路土基抗凍性能的改善

        時(shí)洪順1,于 丹2

        (1.長(zhǎng)春市環(huán)城公路管理段;2.長(zhǎng)春市公路規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院)

        通過對(duì)公路土基產(chǎn)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(jié)約能源和降低成本的有效方法。施工過程中根據(jù)本地區(qū)的實(shí)際情況,根據(jù)施工工期、質(zhì)量和成本要求,采用適宜的方法改善公路土基的抗凍性能??偨Y(jié)了適合寒冷地區(qū)借鑒和推廣并且施工工藝簡(jiǎn)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(jié)構(gòu);土基施工工藝

        1 前言

        吉林省長(zhǎng)春地區(qū)屬溫帶濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候,夏季高溫多雨,冬季寒冷干燥。由于冬季氣溫較低,蒸發(fā)微弱,降水量雖不十分豐富,對(duì)長(zhǎng)春地區(qū)公路土基的破壞較嚴(yán)重。為了減少嚴(yán)寒對(duì)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(jìn)的施工工藝和方法改善路基土的結(jié)構(gòu),降低土基凍脹對(duì)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(chǎn)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(jìn)行換填。這種方法能夠改變土基結(jié)構(gòu),起到一定的保溫作用,施工質(zhì)量達(dá)到要求,可以很好地起到防凍作用,但遠(yuǎn)距離運(yùn)輸非凍脹土或者換土深度過大時(shí),成本較高,而且施工難度大,很難到施工規(guī)范要求,有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生凍脹現(xiàn)象。

        2.2 用物理及化學(xué)原理對(duì)土進(jìn)行處理

        2.2.1 物理方法處理

        (1)實(shí)踐證明,防止土基凍脹的有效措施是采用物理及化學(xué)原理對(duì)土進(jìn)行處理。按物理、化學(xué)性質(zhì)考慮,對(duì)土的影響可分為憎水作用、鹽漬作用、聚集作用(凝結(jié)作用)與分散作用等。這些作用都會(huì)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(chǎn)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(duì)防止凍脹也獲得了較好的效果,有效期較長(zhǎng)。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(fā)生物理作用,增加土的分散性,經(jīng)過多次凍融循環(huán),還能保持這種特性。為了改善土的抗凍脹性能,對(duì)摻加鹽類的綜合外摻劑和土中加入少量的膠結(jié)物,如1%的硫酸鈉,都獲得顯著效果。

        (3)通過對(duì)摻加IIBC的土微團(tuán)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(jié)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(jiān)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(zhì)顆粒能牢固地聯(lián)接,包附蒙脫土顆粒后,進(jìn)入結(jié)晶體的晶格空間中。

        2.2.2 化學(xué)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(jié)果如表1。經(jīng)摻外加劑的土,其微團(tuán)聚體與原有粉質(zhì)重亞粘土有很大的差別。如向含60.30%的粉質(zhì)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(yīng)增加到86.38%。

        表1 研究結(jié)果分析表

        3 結(jié)論

        對(duì)公路土基防凍脹處理方式的選擇,關(guān)系到公路的造價(jià)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(jià)。在今后的公路設(shè)計(jì)與施工中不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步完善新型材料的防凍理論和實(shí)際運(yùn)用經(jīng)驗(yàn),既能有效防止土基凍脹,又能降低成本,減少公路建設(shè)、養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用。

        U416.1

        C

        1008-3383(2012)11-0062-01

        2012-06-11

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