土壤固化剂对道路工程的应用

1、CHF土壤固化剂固化土机理

传统的土壤固化剂主要为石灰、水泥等,存在一些缺陷,CHF土壤固化剂的出现,改变了路基施工中处治不良土质的传统方式,以其高效、简便、经济的特点应用到实际的工程中。一方面CHF土壤固化剂一边破坏了松散的黏土颗粒的双电子层结构,形成了新的牢固的结构,一边打破原有的小颗粒组合使其重新组合,并借助一定外在干预使其形成大颗粒牢固而稳定的整体。另一方面CHF土壤固化剂在水中溶解,产生强离子性溶液,使双电子层厚度减小,电子层变薄,水分子被挤出来,黏土结构变结实。

2、CHF土壤固化剂各性能试验

《固化类路面基层和底基层技术规程》(CJJ/T80-98)中对不同等级路面基层固化土的抗压强度都有明确的规定。黏性土样取自南宁五象新区蟠龙片区29号路,根据此标准,试验采用试样均控制在最优含水率和最大干密度状态的重塑土样,最大程度上限制了由于压实度、含水量差异等抗压强度值带来的影响。由图1可知该土样的最优含水量为17.5%,故本次试验土样均在该最优含水率状态下进行。

2.1不添加固化剂与添加固化剂试验

按照相关技术规程,土样进行分组对比实验,探求不添加固化剂与添加固化剂,以及添加不同类型不同浓度的固化剂下,土样吸收率和无侧限抗压强度,见表1。由表1数据分析可知,没有添加任何固化剂的素土,遇水随即发生崩解,证明未经处理的黏土无法直接作为多雨地区的基层,即使作为路床,也可能在干季收缩雨季膨胀,导致路面路基病害;素土在添加了0.02%的固化剂后,抗压强度为0.31MPa,吸水率为2.3%;素土在添加了3%的电石渣后,抗压强度为1.2MPa,吸水率为1.1%;素土在添加了3%的水泥后,抗压强度为1.34MPa,吸水率为0.9%;说明素土在添加了固化剂后抗压强度和吸水率都得到了显著的提高,而且CHF固化剂的浓度远小于其他固化剂,出于经济考虑可多采用CHF固化剂。

素土添加了3%电石渣后又添加了0.02%固化剂,抗压强度1.6MPa,吸水率为0.5%;素土添加了3%水泥后又添加了0.02%固化剂,抗压强度1.66MPa,吸水率为0.5%;与只是添加了3%的电石渣固化剂和只添加了3%的水泥固化剂数据相比,抗压强度加大了30%左右,吸水率减少50%,说明综合添加固化剂的效果比单一添加固化剂的效果好。

2.2受力变形性能试验

在标号路段上取黏性土作为土样,可知该土样为中等黏性土,塑限约23%,液限42%,塑性指数约为20。参照《公路土工试验规程》JTGE40-2007中T0126-1993有载荷膨胀率试验相关方法进行,分析不同受力情况下,土样添加不同浓度不同类型固化剂后的变形情况,试验结果见表2。由表2可知,素土在添加了传统的固化剂电石渣后,膨胀率有了明显的下降。

素土在添加了3%的电石渣后又添加了0.02%的CHF土壤固化剂,膨胀率又再次急剧下降,说明添加固化剂有效抑制了膨胀。尤其在添加传统固化剂后,又添加CHF固化剂,土壤变形得到了明显的抑制;在不同载荷下,尤其在强度为50kPa力的作用下,添加了传统固化剂和CHF固化剂后膨胀率为0,土样不再膨胀,不再有变形,说明CHF土壤固化剂能有效抑制住膨胀土变形,使土壤更加稳固,真正实现了对膨胀土的改良。

2.3承载比性能试验

承载比(CBR)值是规定贯入量时载荷压强和标准压强的比值,用来表征路基土、粒料、稳定土强度的一个指标。本试验选择同一土样,分别添加不同浓度和不同类型的固化剂,进行CBR试验。对不同配比的土样按最佳含水率加水焖料不少于24h,然后分层击实,进行98次击打,击实完毕,称重、计算、记录,然后击实的土样进行不少于96h泡水,使用仪器测量其膨胀量,称重、计算、记录,得出试验结果,见表3。

由表3分析数据可知,素土在添加3%的电石渣后,CBR值由3%升高到10%,后又在添加3%的电石渣的基础上添加了0.02%的固化剂,CBR值升高到20%,可见又添加了CHF土壤固化剂后的土样,明显比只是添加电石渣固化剂的CBR值升高了一倍,说明CHF土壤固化剂增强了土样的承载能力,尤其与电石渣一起使用,效果更好。

3、结语

CHF土壤固化剂能使土壤力学性能得到改良。增强抗压强度,有效降低土壤的膨胀性,使土壤稳定性得到进一步提高,起到固化作用,同时也增强了土壤的承载能力。在施工应用中广泛使用CHF土壤固化剂,能增大道路的早期强度,有利于早期开放交通,减少路面基层和面层的厚度,符合经济效益的要求。同时CHF土壤固化剂可利用工业废渣(电石渣),减少矿石开采,符合生态环境保护要求。

以上土壤固化剂对道路工程的应用由鲁班乐标搜集整理,更多关于“土壤固化剂对道路工程的应用”等建筑方面知识可以关注鲁班乐标行业栏目。“一点鲁班乐标,中标很轻松”。查询建筑企业信息,请登陆鲁班乐标、鲁班乐标或关注鲁班乐标微信公众号进行查询。

免费
试用
登录
注册
服务
热线
微信
咨询
返回
顶部