程云

中铁武汉大桥工程咨询监理有限公司

固化剂改良土在道路工程中的应用

程云

中铁武汉大桥工程咨询监理有限公司

固化剂也就是人们常说的土壤固化剂，是一种可以在常温状态下直接和土粒状的粘土矿物成分或胶结土粒的表面发生物理反应，最终形成胶结物质的一种改良剂，可使土壤的性能提高。根据用途不同，可将固化剂分为三种：离子类固化剂、胶体类固化剂、生物酶类固化剂。用于道路工程中的固化剂，通常为第一种。

道路；固化剂；改良；应用

1 固化剂的施工工艺

固化剂有一定的水溶性，因为它的组成成分中含有一部分的水。在道路施工之前，可先加入一些水，将固化剂溶解之后再将它的水溶液通过水的方式进行折算，使之成为最理想的含水量，并且再加入一些水同时投入施工，而且施工操作简单，具体操作如下。

1.1 施工前的准备工作

①根据施工方案来进行灰剂量标准曲线、原材料、强度、混合料配合比、标准击实等各种试验；②土壤在施工现场采集，要求土壤塑性指数为8～26；③使用生石灰之前，提前9天左右将其彻底消解，达到标准含水量，然后用直径为1cm的筛子将生石灰里的残渣筛除干净；④计算土壤的含水量是否与固化剂混合料的标准含水量相符；⑤固化剂与石灰的使用量需结合其配合比以及道路的宽与长、最大干密度、路基厚度来确定，水和固化剂的稀释比例为150～200:1。

1.2 道路施工的放样

布设道路路基的中线，标桩在直线段上每隔15m～20m左右设置，平曲线段每隔10m～15m设置，同时在两旁的路肩边缘设置标桩并且标记桩号，之后将相应桩号的路基边缘设计标高测量出来。石灰的摊铺厚度需要根据其配合比、固化剂石灰土的最大干密度、厚度计算，之后人工摊铺，再测算出石灰铺筑的厚度，保证石灰合适的使用量。

1.3 石灰、素土的拌和

石灰土使用路拌机拌和均匀，标准是拌和后的颜色与石灰土的颜色一致，路拌机速度＜3km/h，不能出现没有拌和完全的素土夹层，人工处理边边角角，需拌和两次，之间的宽度相互重叠20米。

1.4 固化剂稀释后的溶液喷洒

在洒水车上装好水，之后倒入固化剂的浓缩液，根据天然含水量来确定稀释浓度，如果素土的含水量低，那么稀释后浓度的取值就要低，反之亦然。结合施工日的气温，把固化剂的稀释液喷洒在石灰土上，要求喷洒均匀；保证固化剂的量均匀且合适，同时混合料的含水量要高出标准含水量的1%～2%。当道路的纵坡超过20%的时候，需要密切配合，以防固化剂浓缩液流失，导致配合地不均匀。

1.5 湿拌和路基的整形

使用路拌机湿拌石灰土，要求同上，且必须在1天之内碾压完成混入固化剂的石灰土。把混合料充分拌和之后，使用推土机来回推压两次，之后再使用平地机将石灰土刮平整。如果道路处于平曲线段，刮平的时候应从里到外，如果道路处于直线段，刮平的时候则应从两旁向中心。路基的整形过程，工作人员需要使用水准仪来控制不平整地段的湿铺标高，禁止在道路较低处做薄层补贴。

1.6 碾压

当混合料的路基整形完成后，在其最理想的含水量的时间内压实路基，如果路基的表层含水量不够，应该先洒水，再压实。第一遍使用三轮压路机静压，需180kN以上，第二遍使用振动压路机压实。碾压过程中重叠的部分是1/2的轮宽，至少重复碾压四次，直至后轮超过两段的接缝位置，再使用三轮压路机将其压实成光面，严格控制压路机，使之速度低于3km/h，道路没有碾压成型时，禁止做急刹车或调头的动作，直至符合压实度的标准为止，即碾压的路基表面没有明显的车轮痕迹。

1.7 养护

当路基碾压结束后，应在第一时间内使用固化剂的水溶液进行喷洒封层，要求喷洒地均匀且没有遗漏处，之后至少养护一周，期间持续不断地进行洒水。

2 道路工程中应用固化剂的注意事项

(1)比如路拌法中使用洒水车进行实地喷洒时，如果均匀度不足，而且喷洒过程中泄露较多，全部用旋耕犁或者圆盘犁来拌料很难大面积地搅拌均匀，以至于是施工时出现软浆问题，最终路面干燥之后固化地不够均匀。根据室内和工地试验结果来分析原因，最好在条件合适的情况下通过场拌法来解决，如果不得不使用路拌法的时候，则应该辅以刮平机来大面积地拌和。

(2)土壤中的天然含水量并非一成不变，拌和的过程中的用水量可稍高于理想含水量的2%～3%，以此控制土壤含水量。

(3)使用固化剂加固土壤，必须满足道路性能的各项使用要求，比如承载能力、抗压强度以及回弹模量等，掺入量越多，物理力学的指标就应越大。若固化剂的掺入量超过了8%，但在12%以内，应在保证土质的同时，尽可能降低道路工程的造价。若将石灰加入了固化剂中，为提高道路的使用性能，最好的混合比例是1/10的石灰与1/10的固化剂。

(4)现有的土壤固化剂早已广泛用于各种路基填筑施工，且效益极佳。比如产于美国的Soilrock，EN-1,top-seal、产自日本的Aughtset系列固化剂、产于澳大利亚的Roadbond（r），Roadpacker（r）、产于南非的CON-AD与ISS固化剂等。另有学者提出使用粉煤灰、混凝土粉末、火山灰土、纸浆渣对有机质与含水量较高的土壤进行固化；另有学者使用石灰与粉煤灰对石灰质的膨胀性粘土进行固化。如果基层土的加固用固化剂将水泥取而代之，可直接就地取材，不需要更换土壤。

3 结束语

作为一种加固土壤的材料，固化剂的性能非常好，而且稳定性强，固化后的土壤力学性能与抗渗性均比较满意，从技术经济指标方面看，也十分合理。本文分别论述了固化剂加固土壤的施工流程以及相关的注意事宜，可见使用固化剂加固土壤，不仅可以变废为宝环保经济，还能提高土壤的性能，采用改良土施工的道路无论是强度还是道路的使用性能，都可满足相关规范标准。所以土壤固化剂应该在道路工程、堤防工程、建筑工程中推广使用，发挥其环保、经济的优势。

[1] 姜利,邢志强.路邦EN-1固化剂稳定土路用性能试验研究[J].公路交通科技,2010(3):54～58.

[2] 黄梅英,黄秀平.固化剂在道路工程中的应用分析[J].科技与生活,2010,(7):145+217.