【摘要】粉砂土分布广泛，但作为筑路材料来说工程性质较差，因此需通过物理化学措施对其进行稳定。本文通过对各类稳定粉砂土物理化学特性的研究分析，详细阐述了其在路基路面工程中的应用及其产生的经济社会效益，对推动绿色公路建设，实现公路建设健康可持续发展具有重要意义。

【关键词】稳定粉砂土;路基路面;经济社会效益;绿色公路

1、引言

粉砂土是指粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的砂土，主要分布于长江以北黄淮冲积平原地区。由于粉砂土颗粒细微，级配较差，孔隙率高，在外力或内力（通常是孔隙水压力）作用下易产生液化现象，因此在工程中属于一种较差的筑路材料，作为路基填料在施工过程中存在难以压实，易产生分层等现象，通常很难达到规范规定和使用要求。通过物理稳定或物理化学措施对粉砂土进行稳定，改善其强度和稳定性，以期达到路基填筑要求，做到就地取材，节约集约用地，降低工程造价，具有重要的社会和经济效益。根据使用主要结合料的不同可以分为：石灰稳定粉砂土，水泥稳定粉砂土，水泥石灰稳定粉砂土，石灰粉煤灰稳定粉砂土;石灰粉煤灰水泥综合稳定粉砂土。

目前，国内专家学者对稳定粉砂土用于路基工程进行了较多的工程实践研究。袁玉卿[1]介绍了粉砂土分布，然后分析路基病害及危害，找出原因，并有針对性地提出设计、施工、养护措施袁二健[2]以G107线郑州段改建工程为依托，从室内土工试验着手，从技术、经济角度综合评价，得到满足设计抗压强度指标要求的最佳水泥石灰稳定方案。

综上所述，稳定粉砂土作为路基填料正引起国内工程界的广泛关注。但从国内的研究来看，主要集中于单一稳定土应用研究，对各类稳定粉砂土进行综合研究较少，而且对其产生的效益分析也较少。

本文基于已有的研究，对各类稳定粉砂土进行了综合研究分析，得出各类稳定粉砂土的适用范围和最佳稳定方案，并经直观数据分析，重点论述了稳定粉砂土在路基路面应用中产生的经济社会效益。

2、稳定粉砂土的适用范围和最佳配比研究

2.1研究过程

2.1.1借鉴稳定粉砂土在已建工程中应用的成功经验

本课题研究通过收集和借鉴稳定粉砂土在G107郑州段改建工程、G311毫州东段改建工程以及右平高速公路等众多高等级道路建设中应用的试验资料和施工经验，对粉砂土的固化稳定方法和物理力学指标进行了进一步分析，获得了大量数据支持和宝责的实践支撑。

2.1.2开展稳定粉砂土室内试验研究

试验选取亳州市谯城区粉砂土土样，通过一种结合料在不同剂量或多种结合料在不同剂量及不同配合比条件下的稳定土进行试验研究。

通过击实试验，确定不同剂量和配合比下各稳定粉砂土的最大干密度和最佳含水量，根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTGE51-2009）[3]对每种剂量和配合比的稳定土分别制作试验试件，在标准养护条件下分别养护7d后进行无侧限抗压强度试验，根据试验结果计算并分析各试件无侧限抗压强度值，得出最大强度下各稳定土结合料的剂量和配合比。

2.2研究结论

2.2.1石灰稳定粉砂土

通过研究，在标准养护条件下，石灰稳定粉砂土强度随着石灰掺入量的增加先增大后减小。当石灰含量在8-9%时，试件7天无侧限抗压强度达到最大值，为0.43MPa。由此可见，石灰稳定土可改善粉砂土的稳定性，可作为路基填料，但无法达到各级公路底基层或基层强度要求。

2.2.2水泥稳定粉砂土

通过研究，在标准养护条件下，随着水泥剂量的增加，土样无侧限抗压强度基本成比例增大。当水泥掺入量为4.5%以上时7d无侧限抗压强度可达到二级和二级以下公路底基层的强度要求;当水泥掺入量接近8%时7d无侧限抗压强度可达到二级和二级以下公路基层的强度要求。

2.2.3水泥石灰稳定粉砂土

研究中采用双因子方差分析，研究了水泥石灰总量及水泥石灰比对稳定土最大干密度和最佳含水量的影响程度;通过基于最小二乘法的多元回归方法，获得了水泥石灰总量和水泥石灰比与稳定土强度的二元二次表达式，得到水泥石灰稳定土无侧限抗压强度与水泥石灰总量及水泥石灰比的量化关系。

试验结果为水泥石灰稳定土方案所得强度均满足二级及二级以下公路基层强度要求。

2.2.4石灰粉煤灰稳定粉砂土

研究中采用双因子方差分析，研究了石灰粉煤灰总量及石灰粉煤灰比对稳定土最大干密度和最佳含水量的影响程度;通过基于最小二乘法的多元回归方法，获得了石灰粉煤灰总量和石灰粉煤灰比与稳定土强度的二元二次表达式，得到石灰粉煤灰稳定土无侧限抗压强度与石灰粉煤灰总量及石灰粉煤灰比的量化关系。

试验结果为对于石灰粉煤灰稳定粉砂土，在石灰粉煤灰总剂量为20%，石灰粉煤灰比为1：2时稳定土可满足二级和二级以下公路底基层强度要求;石灰粉煤灰总剂量为30%，石灰粉煤灰比为1：2时稳定土可满足二级和二级以下公路基层及一级和一级以上公路底基层强度要求;石灰粉煤灰总剂量为40%，石灰粉煤灰比为1：2、1：3时满足一级和一级以上公路基层强度要求。

2.2.5石灰粉煤灰水泥稳定粉砂土

研究中采用双因子方差分析石灰粉煤灰总量及水泥剂量对综合稳定土最大干密度和最佳含水量的影响程度;通过二元二次多项式回归方法，获得石灰粉煤灰总量和水泥剂量与稳定土强度的二元二次表达式，得到石灰粉煤灰水泥综合稳定土无侧限抗压强度与石灰粉煤灰总量及水泥剂量的量化关系。

试验结果为石灰粉煤灰水泥稳定土均可满足一级和一级以上公路基层强度要求。

2.2.6最优方案的选择

根据以上结论，研究对各种方案进行了经济分析比较，得出如下结论：石灰稳定粉砂土可用于路基填料，具备施工便宜，经济节约等优点;作为二级及二级以下公路基层或底基层时，水泥石灰稳定粉砂土且水泥、石灰、粉砂土配合比为1 5：6.5：92时最为经济合理;作为一级及以上公路基层或底基层时，水泥石灰粉煤灰稳定粉砂土且水泥、石灰、粉煤灰、粉砂土配合比为1：7：13：79是最为经济合理。

3、稳定粉砂土应用的经济社会效益分析

3.1稳定粉砂土在路堤和路床填筑中应用的经济社会效益分析

粉砂土分布地区地域辽阔，土地广袤，但土地多为优良耕地或林地，道路路基多为填方路基，需填筑大量土石方，但该类地区取土困难而且取土后场地很难恢复耕作，同时取土不可避免对现状地貌植被和水土保持设施造成一定程度的破坏，导致水土流失增加。通过前述研究，石灰稳定土可广泛应用于各级道路路基填筑，因此充分利用当地粉砂土资源，对粉砂土采取石灰稳定改良方法使其达到路基填筑材料规范和使用要求，做到就地取土，“變废为宝”，降低工程造价，经济效益显著。

以皖北平原区24.5m宽一级公路为例，路基每公里填方数量约4万m3，按平均取土深度5m计算，每公里所需取土场占地面积达12亩，因此，充分利用稳定粉砂土可最大限度减少取土场的设置数量和外借土方工程量。对保护耕地红线，坚持实行最严格的耕地保护制度，减少水土流失，保护生态环境意义重大，社会效益显著。

3.2稳定粉砂土在路面基层、底基层中应用的经济社会效益分析

当前，在工程实践应用中，各级道路路面基层、底基层多以水泥稳定碎石为主，随着石料开采和使用数量的不断增加，优质石料资源日益减少，同时受国家宏观政策、开采、物流、终端使用和市场预期等各种因素影响，石料市场价格也在不断攀升。根据上述研究，稳定粉砂土可替代水泥稳定碎石作为各级道路路面基层、底基层材料。以用于一级及以上公路基层的水泥石灰粉煤灰稳定土和水泥稳定碎石来计算，使用水泥石灰粉煤灰稳定土每立方米造价较水泥稳定碎石可节约约70%，经济效益显著。

同时，使用稳定土可减少用于生产石料的灰岩等矿产资源的使用量，对避免因石料开采所产生的废水排放、粉尘、噪声、固体废弃物污染、水土流失及自然景观破坏等一系列环境问题以及维持矿产资料的可持续利用方面具有重要意义。

结语：

在土地、矿产等资源日益紧张的情况下，深入贯彻党的“十九大”精神，坚持可持续发展道路，研究并通过直观数据分析稳定粉砂土等筑路材料在实际工程中应用的经济社会效益，对充分利用现有资源，在质量优良的前提下，节约集约用地，降低工程造价，提高资源利用率，完成《交通运输节能环保“十三五”发展规划》目标，推进绿色公路建设具有重大而深远的意义。

参考文献：

[1]袁玉卿.粉砂土路基处理技术及应用[M].中国建筑工业出版社，2013： 1-180.

[2]袁二健.水泥石灰稳定处治粉砂土路基的应用技术研究[D].河南工业大学，2011：1-85.

[3] JTGE51-2009.《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》[S].

作者简介：

陈明浩（1985-），男，汉，安徽合肥，本科，工程师，主要从事公路设计。