劉莉萍 劉萬鋒 李飛 楊永東

【摘? ?要】? ?對一種人工合成筑路材料抗疏力固化土的路用性能進行工程應用研究。通過進行室內重型擊實試驗，確定了抗疏力固化土的最佳含水量及最大干密度。檢測應用路段無側限抗壓強度，滿足公路工程要求，并對抗疏力固化土的施工工藝及質量控制提出了要求。通過工程驗證，抗疏力固化土在公路工程養(yǎng)護中有著良好的路用性能，作為環(huán)保型新型筑路材料，抗疏力的推廣應用有一定的實踐意義。

【關鍵詞】? ?抗疏力;黃土;公路養(yǎng)護;應用

Application of Consolid System in Maintenance Engineering

in Collapsible Loess Area

Liu Liping1，2， Liu Wanfeng1，2， Li Fei1，2， Yang Yongdong1，2

（1. Longdong University， Qingyang 745000， China;

2. Provincial Key Laboratory of Loess Engineering Properties and Application in Universities，

Qingyang 745000， China）

【Abstract】? ? This paper studies road properties of synthetic road building material anti-hydrophobic solidified soil. The optimum moisture content and the maximum dry density of loess are determined by heavy compaction test in laboratory. The unconfined compressive strength of the applied road section is tested to meet the requirements of highway engineering， and the requirements of construction technology and quality control of anti-hydrophobic solidified soil are put forward. Through the engineering verification， the anti-hydrophobic solidified soil has a good road performance in the maintenance of highway engineering， and it has a certain significance for the popularization and application of anti-hydrophobic as a new environment-friendly road building material.

【Key words】? ? ?consolid system; loess; highway maintenance; application

〔中圖分類號〕? TU502.2? ? ? ? ? ? ? ? ?   ? ?〔文獻標識碼〕? A ? ? ? ? ? ? ?〔文章編號〕 1674 - 3229（2022）01- 0091 - 04

0? ? ?引言

黃土具有較強的濕陷性，容易形成公路水毀、穿孔及黃土陷穴[1]。在公路工程養(yǎng)護中，一般用水泥或石灰穩(wěn)定進行處理[2]。但隨著我國公路基礎設施建設規(guī)模的迅速擴大和交通量的快速增長，對公路路基路面的使用性能有了更高的要求[3-4]。抗疏力是專為土壤穩(wěn)固研發(fā)的一類化學加固材料，作為新型環(huán)保型固化土筑路材料，對土壤工程技術性能有改善和提高，能克服石灰、水泥等單一的缺點，且應用范圍廣泛，改變了以往單純依靠天然材料作為公路工程筑路材料的現(xiàn)狀，逐步向人工合成材料轉換。但抗疏力固化土在黃土地區(qū)應用還比較少，因此使用抗疏力固化劑對黃土進行改良，在公路養(yǎng)護中有很好的應用前景[5-6]。

1? ? ?抗疏力固化機理及特點

1.1? ?抗疏力固化機理

土壤具有再石化特性，抗疏力固化劑能加速土壤石化進程，抗疏力固化劑包括水劑（C444）及粉劑（SD）[7]。水劑可以有效地保護土壤，在抑制水毀方面尤其存在獨有作用，阻斷附著的水膜，減少毛細水上升，讓使用后的土壤能夠被更好地壓實，增加密實度[8]。粉劑可以提高土壤的粘合特性，保護處理后的土壤，通過關閉毛細管防止水浸入處理后的土壤中，從而降低吸水率，消除土壤膨脹[9]。按一定比例用抗疏力材料與土壤摻配，通過改變土壤顆粒的物理性質，降低土壤顆粒的界面活性，阻斷堵塞土壤中的毛細通道，去除粘土顆粒表面的結合水和土壤中的自由水，壓實土壤中的空隙阻斷，并利用土壤顆粒內部的原始內聚力重新結合，產生不可逆凝結[3]，讓抗疏力處理后的土壤長期穩(wěn)定至板結固化[10]。

1.2? ?抗疏力固化土特點

抗疏力是一種人工合成筑路材料，針對不同的土質都能應用，可把工程中就地取材的土壤進行固化，有較強的凝固和固化性。在需固化材料中加入固化劑拌、均勻碾壓密實即可，施工簡便并且縮短工期，降低成本[11]。在常溫下，將施工現(xiàn)場土壤與土壤固化劑混合后，會進行化學和物理反應從而改變土壤性質，并在壓實的作用下趨于穩(wěn)定，形成的絮狀板體結構，使固化土的壓密度提高，這是土壤在常規(guī)狀態(tài)所不能達到的，并且顯著提高土體強度及水穩(wěn)定性[12]?？故枇袒瘎o毒害，固化土可循環(huán)再生使用，減少土壤的膨脹[13]。

2? ? ?抗疏力的路用性能

2.1? ?土

在慶陽市某二級公路工程養(yǎng)護中，引入抗疏力固化土技術，處理公路路基水毀土方回填。在工程應用中土為濕陷性黃土，進行土的相關試驗，土的級配見表1，土的級配曲線見圖1。

土為低液限粘土，塑限20%，液限31%，塑性指數(shù)IP為11，最佳含水量12.3%，最大干密度1.87g/cm3，土含水率與干密度關系曲線見圖2。

2.2? ?抗疏力固化劑

抗疏力固化劑由甘肅某公司生產，水劑C444常溫下為乳白色液態(tài)，偏酸性，略帶氨味，能改變土顆粒周圍水膜結構，減小結合水膜的厚度，使土顆粒發(fā)生凝聚，毛細水上升高度降低，土壤強度提高。粉劑SD是一種淡灰色粉末狀高聚類固化劑，與水泥氣味相似，可以附著在土顆粒表面，進一步保護土壤。使用時液劑材料為土總質量的0.4‰～0.5‰（質量分數(shù)），粉劑材料為土總質量的1%～1.5%（質量分數(shù)），液劑應與水按1：50～1：80的比例（體積比）混合使用。

在合理范圍內，固化土的無側限抗壓強度隨抗疏力固化劑含量的增加而增加，但當抗疏力固化劑含量達到一定量時，強度增長值的增加幅度大大減小，且趨勢平緩。結合工程實際及考慮經濟因素，抗疏力固化劑用量確定為水劑C444為0.8L/m3，粉劑SD為20kg/m3。對抗疏力固化黃土進行室內重型擊實試驗，結果見圖3。

抗疏力固化劑摻量水劑C444為0.8L/m3，粉劑SD為20kg/m3時，固化土最大干密度ρ=1.76g/cm3，最佳含水量w=17.5%。加入抗疏水固化劑后，土壤中的空隙被抗疏水固化劑阻塞，使土壤顆粒失去毛細吸水特性。與素土相比，固化土的最佳含水量增加，是由于抗疏水固化劑引起的。

2.3? ?應用結果

對工程應用抗疏力后的固化土根據《公路土工試驗規(guī)程》（JTG 3430—2020）進行無側限抗壓強度試驗。對齡期（7d）以98%的壓實度試件成型（每組9個試件），進行無側限試驗。試塊制備和養(yǎng)護時，制作徑高比1：1的圓柱形試件，試模的直徑×高=50mm×50mm。用標準養(yǎng)生方法，養(yǎng)生7d，最后一天浸水。試驗結果無側限抗壓強度見表2。

3? ? ?施工質量控制

3.1? ?拌和

抗疏力固化黃土施工，現(xiàn)場用裝載機拌和時，水應是人畜飲用水，控制計量比例在最佳含水量左右，充分拌和均勻。拌和時，嚴格按照計量標準計算用量，把粉劑按計算用量分次撒在料堆上，進行拌和均勻。液劑和水按1： 50～1：80的比例（體積比）混合，分兩次噴灑，第一次噴灑80%抗疏力液劑;第二次噴灑時，結合拌和料的含水量與天氣狀況，將需要添加的水與剩余20%液劑混合后噴灑完。拌和混合料均勻，至肉眼無白色粉劑。

3.2? ?攤鋪

攤鋪混合料采用人工配合裝載機攤鋪，確定松鋪系數(shù)，根據縱、橫斷面標高，控制平整度及橫坡，攤鋪抗疏力穩(wěn)定土混合料時注意松鋪厚度。整形后在最佳含水量時輕型壓路機碾壓一遍，若不滿足要求及時處理，嚴禁碾壓成型后薄層貼補。平地機按照設計圖紙標高進行多次刮平，刮平時應注意路面坡度走向有助于路面排水，對局部低洼處，用齒耙將5～8cm深的表面松動，用新拌的固化土混合料填筑、找平、碾壓，最后用平地機精平一次。高料應直接刮除，不得對固化土層形成薄層貼補。

3.3? ?碾壓

壓實是抗疏力穩(wěn)定土質量關鍵。機械攤鋪及整形的抗疏力固化土層混合料在最佳含水量時，壓路機先靜壓一至三遍再用大能量振動壓路機碾壓，如帶振動碾壓時，第一遍全寬帶振結束后，第二遍及以后碾壓要降低振動頻率，碾壓至要求的密實度。若碾壓過程中表層水分失水過快，用少量的水劑稀釋液補灑。碾壓時固化土層各寬度部分都應有相同的碾壓次數(shù)，達到要求的壓實度。碾壓順序應在直線段上保持從兩邊向中間進行碾壓，如在設超高的曲線路段，則應從內側依次向外側進行碾壓，碾壓結束時用膠輪壓路機消除輪跡。為保證不破壞穩(wěn)定土層表面，嚴禁壓路機在已完成的或正在碾壓的路段調頭或急剎車。

3.4? ?養(yǎng)護

抗疏力固化土碾壓成型后采用自然養(yǎng)生方法。保持成型抗疏力穩(wěn)定層干凈整潔，完工后的抗疏力穩(wěn)定層若尚未鋪筑面層但需開放交通時，應全面開放，使層面均勻受壓。

4? ? ?結論

（1）抗疏力在公路養(yǎng)護工程中，對于處理路面底基層有較好的效果，相對石灰穩(wěn)定土可節(jié)約投資14%左右，在養(yǎng)護工程中方便快捷，有較好的應用前景及經濟效益。

（2）抗疏力固化黃土作為公路底基層，強度優(yōu)于石灰穩(wěn)定土，與水泥穩(wěn)定土相當，力學、水理性質較好，工程性質滿足。

（3）在公路建設中就地取材以人工合成的抗疏力固化劑固化隨處可見的土壤，不受資源限制，環(huán)保生態(tài)，節(jié)約資源。

（4）抗疏力固化黃土應保持在干燥狀態(tài)，施工成型后，應注重養(yǎng)護，施工應避開雨季。

[參考文獻]

[1] 張虎元，林澄斌，生雨萌.抗疏力固化劑改性黃土工程性質試驗研究[J].巖石力學與工程學報，2015，34（S1）：3574-3580.

[2] 鄒雁飛.抗疏力固化劑配合比設計研究[J].交通標準化，2012（4）：64-66.

[3] 李小對.跨斷層鐵路橋梁地震反應分析方法研究[J].廊坊師范學院學報（自然科學版），2019，19（4）：82-86+90.

[4] 梁永貴，申鐵軍.抗疏力劑固化細粒土無側限抗壓強度試驗分析[J].黑龍江交通科技，2021，44（2）：12-13.

[5] 賀月民，申鐵軍.抗疏力劑固化礫類土無機結合料應用研究[J].黑龍江交通科技，2020，43（9）：1-3.

[6] 尹磊，申愛琴，吳寒松，等.抗疏力固化基層材料擊實特性與力學性能研究[J].公路，2019，64（10）：245-249.

[7] 彭宇，張虎元，林澄斌，等.抗疏力固化劑改性黃土工程性質及其改性機制[J].巖石力學與工程學報，2017，36（3）：762-772.

[8] 楊永東，劉萬鋒，董蕓秀，等.抗疏力復合地基的變形特性研究[J].中國建材科技，2016，25（1）：51-53.

[9] 李琦. 固化土技術在農村公路中的應用研究[D].重慶：重慶交通大學，2009.

[10] 劉萬鋒，楊永東，張斌偉.抗疏力固化土工程特性及其在黃土路基穩(wěn)定層中的應用[J].中國建材科技，2014，23（6）：61-62+66.

[11] 林澄斌. 抗疏力固化黃土工程性質試驗研究[D].蘭州：蘭州大學，2015.

[12] 郭曉宏，周文文，呂錦雄.基于抗疏力的土壤處理劑對膨脹土的改良試驗[J].西南科技大學學報，2016，31（1）：40-43.

[13] 羅林杰，劉洋，張永強，等.凍融循環(huán)后抗疏力固化鹽漬土無側限抗壓強度試驗研究[J].四川水泥，2017（10）：274.