农村土壤固化剂道路

沈群，等：农村公路建设中土壤固化剂的应用研究

农村公路建设中土壤固化剂的应用研究

沈群１，

唐谦２，

任晓云２

２３６０００）

（１．安徽省公路管理局，安徽合肥２３００２２；２．阜阳市公路管理局，安徽阜阳

摘要：文章针对安徽省农村公路技术等级低、路面状况差的状况，选择适合的土壤固化剂，经过大量的室内试验，研究适用于我省土壤特点的固化剂用量、路面材料配合比等，并通过试验路段的铺设与性能观测，为土壤固化剂在安徽的推广应用提出指导性意见。关键词：农村公路；土壤固化剂；研究中圈分类号：ＴＵ５８．２；Ｕ２１４．１１

文献标识码：Ａ

文章编号：１６７３—５７８ｌ（２００７）０３一０２４２一０３

截至２００６年底，安徽省公路总里程已达

１４７６１１

１．３试验结果分析

本试验共进行了１１０组试件无侧限抗压强度试验，其结果如图１～图４所示。

（１）图１为无侧限抗压强度随不同灰剂量掺加不同剂量固化剂的变化趋势，从中可以看出：当灰剂量≤２％时，掺加不同剂量的固化剂对土壤的改善效果不明显，当４％≤灰剂量≤８％时，掺加不同剂量的固化剂对土壤强度有较大提高，性能得到良好改善，当灰剂量≥１０％时，掺加固化剂对土壤强度不升反降，说明当灰剂量达到一定程度时，土体强度主要来源于土颗粒间钙化形成，此时掺加固化剂反而破坏其结构，使其强度降低。从图２～图４中可以看出，石

ｋｍ，其中县道以下农村公路１３６

３６３

ｋｍ，占

公路里程的９２．４％。农村公路普遍存在着技术等级低、路面状况差、服务水平落后及抗灾害能力弱的状况。由于我省淮北地区砂石材料匮乏，运距远，价格高，多半采用石灰稳定土、水泥稳定土或各种综合稳定土类基层。这种结构虽然能够满足强度和刚度要求，但是普遍存在着易产生收缩裂缝、受环境温度影响大、施工过程中对周围环境有污染等缺陷。因此，因地制宜，探索研究适合的道路工程新材料、新技术，

运用到我省农村公路建设中，改善农村公路状况，具

有良好的经济效益和重要的社会意义。

１室内性能试验

１．１

原材料与试验方法的确定

根据路特固生产厂家提供的参考用量范围以及

时

蹇

固化剂掺量／（％）

北京、河南等省市试验数据，首先在２％～１２％不同石灰土含量的土样中，分别按１９％、２１％、２３％、２５％的剂量掺入路特固固化剂［１ｊ，再根据７

ｄ、１４ｄ、２８

ｄ

三种不同龄期的浸水与不浸水养生条件，测定试件强度进行对比分析，找出最经济合理的配合比，评价固化剂对土样强度的影响及经济效果［２］。

∞

１．２试验步骤

（１）土样颗粒分析和液塑限试验，以检测土样是否适合路特固ＬＰＣ一６００的适用范围。

（２）对不同石灰含量（ｏ％～１２％）的混合料掺入不同剂量的路特固进行击实试验［３］。

（３）试件成型和养生，进行无侧限抗压强度试验。

收稿日期：２００７一０３—１６

作者简介：沈群（１９６９～），男，安徽宁国人，硕士，安徽省公路管理局高级工程师

蹇

固化剂掺量／（％）

（ｂ）

图１不同灰剂量７ｄ浸水无侧限抗压强度

２４２

《工程与建设》２００７年第２１卷第３期

万方数据

沈群，等：农村公路建设中土壤固化剂的应用研究

＋７＋７ｄ不浸水—＊一１４ｄ浸水

ｄ不浸水

一１．５

＋１４ｄ不浸水＋２８ｄ浸水—＊卜２８ｄ浸水

蹇¨

１９

２１

２３

２５

固化剂掺量／（％）

图２

２％灰土不同龄期无侧限抗压强度

２

∞

塞

Ｏ

固化剂掺量“％）

图３４％灰土不同龄期无侧限抗压强度

２

ｌ

日

塞

ｌＯ

Ｏ

１９

２１

２３

２５

固化剂掺量／１：呦

图４

６％灰土不同龄期无侧限抗压强厦

灰土在不掺加路特固和掺加时，同一配比７ｄ、１４

ｄ

强度均有所增长，但同龄期７

ｄ、１４

ｄ掺加路特固的

灰土强度大大高于不掺加的灰土强度，在同龄期２８ｄ

时这种强度增长却不明显。这说明路特固ＬＰＣ一６００的加固作用在较短时间内就会达到最佳效果，对早期灰土强度提高有较大帮助。

（２）结合图１～图４可以看出，当灰剂量合适时，掺加一定量的固化剂，会使灰土强度有较大提高，脆性减弱、可塑性增强。但剂量并不是越大越好，当达到０．２１～Ｏ．２５Ｌ／ｍ３压实土质量浓度时，可发挥最佳效果，继续增大，效果不明显反而不经济。

（３）通过浸水与不浸水的养生条件后，强度对比得出，加入路特固ＬＰＣ一６００固化剂的灰土，在浸水条件下仍保持有较高的强度。说明路特固会使土壤斥

水性增强，使路基的使用范围大大增加，还可以有效

万方数据

降低路基填土高度。２

工程应用

（１）试验路段概况。Ｘ０５０线华高路位于阜阳市

颍州区内，按平原微丘区三级公路标准建设，起点与省道１０２线相接，向西南经驿堂店、马寨至临泉交界处欧庙，全长１３．９７９ｋｍ，计算行车速度６０ｋｍ／ｈ，路基宽１０ｍ，路面宽７ｍ，桥涵设计荷载为汽一２０，

挂一１００。试验路段位于２ｋｍ＋０００ｍ～２ｋｍ＋

９００

ｍ段。

（２）路面结构设计。试验路段原结构层设计为：

路基＋２７ｃｍｌＯ％灰土＋１５ｃｍ水泥稳定碎石＋３ｃｍＡＭ～１６沥青碎石；采用加固化剂后，结构层调整为：路基＋３０ｃｍ４％石灰土掺２３％路特固ＬＰＣ一６００＋

３

ｃｍＡＭ一１６沥青碎石。竣工验收弯沉值为６１．２

（Ｏ．０ｌｍｍ）。

（３）试验路段的施工工艺及控制，如图５所示。

Ｉ

验收路床平整度、密实度

、Ｌ施工工艺

。。。。

取就地土壤，用推土机推平，弪制措施

拖拉机排压（可配铧犁或旋耕机，降低初始含水量）路拌机拌和、破碎土壤。

一萤轰皇曩笳揽。

上

平整的土基上均匀摊铺辅剂（４％Ｉｌ必须经消解过石灰４‰石灰），路拌机将辅剂充分拌和均卜叫６％准确测试出最佳含水匀，平地机整平。ＩＩ量，配路特固稳定剂。

上

洒水车将稀释液均匀喷洒，压稀释比不得低于１：２００，

实土按２３％控制路拌机充分拌测出最佳含水量时充分匀ｌ遍，平地机将拌过的土料●—一

压实，取拌匀土料制件

向路中间推移，以加强拌匀，澳０７ｄ，１４ｄ，２８ｄ无俱０

然后平地机做精平。

限抗压强度。

Ｊ，

振动式羊蹄碾碾压２遍，平地机同时整平，振动式羊角碾碾压２遍，平地机整平，平地机与胶一臻徽黟

轮碾同时整平，光碾收面。

上

立即喷洒透层油，４８～７２ｈ完成Ｌｌ立即喷洒透层油，４８～铺沥青面层。ｌ’１７２ｈ完成铺沥青面层。

图５试验路段的施工工艺及控制

试验段施工各技术环节均按流程进行，严格控制石灰含量及含水量，精确掺加路特固稳定剂［４］，并控制每层松铺厚度保证碾压效果。但由于天气原因及施工设备条件限制，２ｋｍ＋０００ｍ～２ｋｍ＋５００ｍ路段在施工过程中受雨水浸泡受到影响。施工时每段

（下转第２４５页）

《工程与建设》２００７年第２１卷第３期

２４３

韩振峰：中等跨度斜拉桥的动力分析，

另外，塔、承台、主梁、横梁都用梁单元（框架单元）模拟［５’６］。

计算方法采用反应谱法和动力时程分析法相结合。反应谱采用桥涵设计规范反应谱，也可借用建筑抗震规范的反应谱；时程分析用的地震波可以利用现有的记录如ＥＬＣＥＮＴＲＯ波等，也可人工拟合生成；同时不考虑行波效应对结构动力反应的影响。

来调整模态。

对塔的水平纵向位移和主梁中最大轴力，分别用反应谱法和动力时程分析法做了比较，结果见表１所列。可以看出反应谱法和动力时程分析法的分析结果比较接近，因而可仅采用反应谱法进行中等跨度斜拉桥的动力分析，进一步简化了分析。

表１反应谱法和动力时程分析法计算结果

３软件选择与结果示例

结构动力简化工作完成后，要进行计算分析，那么就要选择软件：ＡＮＳＹＳ，ＳＡＰ，ＡＬＧＯＲ等都可，考虑到普通设计人员的使用，推荐用ＳＡＰ２０００软件进行分析。可以在ＡｕｔｏＣＡＤ中建立桥梁空间模型，然后再导入ＳＡＰ２０００中进行分析。

本文用ＳＡＰ２０００对上述双塔双索面预应力混凝土肋板式斜拉桥进行了分析，承台底的纵向弹簧刚度为３．ｏｅｌＯｋＮ／ｍ，竖向弹簧刚度为３．２ｅ７ｋＮ／ｍ，扭转弹簧刚度为４．３ｅ９ｋＮ／ｍ，分别用反应谱法和动力时程分析法进行计算，反应谱法采用规范谱（ＣＱＣ法），地震波采用ＥＩ。ＣＥＮＴＲＯ波。

计算得出该桥的模态值，其中前三阶模态频率分别为０．１３８

１６、０．２９９２５、０．３６７

４结束语

对此类桥型的动力分析的简化，使得原先很复杂的分析理论及过程清晰化、明确化，满足一般设计人员的需要。

［参考文献）

［１］刘士林．斜拉桥［Ｍ］，北京：人民交通出版社，２００２．

［２］谢旭．桥梁结构地震响应分析与抗震设计［Ｍ］．北京：人民交

通出版社，２００６．

［３］项海帆．高等桥梁结构理论［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００１．［４］范立础．桥梁抗震［Ｍ］．上海：同济大学出版社，１９９７．［５］

李国豪．桥梁结构稳定与震动［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，１９９２．

［６］林元培．斜拉桥［Ｍ］．北京：人民交通出版社，１９９４．

９３，比较接近，为长

周期，与预计情况相符；也反映了该类型的斜拉桥以主梁水平纵向振动为主，可以通过改变塔与索的刚度

（上接第２４３页）

完成后７ｄ内喷洒透层油，并在未喷洒透层油前及时进行了洒水养护。全线基层施工结束后，一次性铺筑沥青碎石面层。

（４）试验路段的工程质量检测评定哺］。每段试验段完成后，均及时采用灌砂法检测灰土层压实度，发现不足立即补压，最终全路段灰土压实度值均达到规定的９５％以上，同时也对灰土层的平整度、宽度、纵断高程进行检测，均满足设计标准要求。

铺筑沥青碎石路面后，检测竣工弯沉平均值为４２．４

（ｏ．０１ｍｍ），满足设计弯沉最大值６１．２（ｏ．０１Ｈ】ｎ１）的要求。

约工程费用３．７万元，节省１５％的工程建设投资。

在农村公路建设中，当路基材料、现场施工条件适合时，采用在石灰土中加入适量的路特固土壤固化剂的方式，可以达到增强基层强度、改善基层性能的使用效果，并且可以节约造价、缩短工期以及保护环境，值得推广使用。

［参考文献］

［１］张信贵，欧鸥，易念平．土壤固化类材料及其应用［Ｊ］．工程设

计与建设，２００４，３６（６）：８—１１．［２］汪梁旗，孙秀香，谢

禄．土的固化材料在公路工程中的应用

［Ｊ］．内蒙古公路与运输，２００４，（４）：２３—２５．［３］

张丽娟，汪益敏，陈页开．电离子土壤固化剂加固土的压实性能［Ｊ］．华南理工大学学报（自然科学版），２００４，３２（３）：８３—８７．

３

结束语

采用固化剂灰土层代替水泥稳定碎石基层，两种

［４］杨建华，习应祥．土壤固化剂在湖区道路基层的应用研究［Ｊ］．中南公路工程，２０００，２５（２）：８５—８７．

方案的建设成本分别如下：按原设计方案实施：建设直接费约２４．６万元。采用固化剂方案：建设直接费约２０．９万元。两种方案相比，采用固化剂施工可节

［５］李文瑛，戴经梁．土壤固化剂加固土的研究［Ｊ］．东北公路，２００３，

２６（１）：３４—３６．

《工程与建设》２００７年第２１卷第３期

２４５

万方数据