新型固化剂在大连地区路基改良的试验研究

摘要：大连属北方沿海地区，路基性能受冻融影响严重。以大连滨海公路营城子路段路基土为对象，利用SLB-1型三轴试验仪进行三轴压缩试验，对固化土壤（配方A 、配方B）进行海水侵蚀、冻融循环试验，得出固化土壤有很好的抗盐性与抗冻性。进行造价分析，进一步证明新型固化剂在路基处理的可行性。

关键词：路基土 土壤固化剂 海水侵蚀 冻融循环

中图分类号：U213 文献标识码： A

Experimental Investigation of New Soil Stabilizer in Improving Subgrade at Dalian Area

JIANG An-nan ZHANG Si-qi ZHAO Xiao-wei ZHAO Hui

Abstract： Dalian city belongs to north coastal areas. The influence of freezing-thawing cycles upon subgrade performance is serious. Now we take subgrade soil from Yingchengzi section of Dalian Coastal Highway as research object. Using SLB-1 triaxial apparatus to do compression test， we do experiment of marine corrosion and freezing-thawing cycles to solidified soil（formula A and formula B）.And we draw a conclusion that solidified soil has excellent performance of salt-resistance and freeze-resistance. We further proof the feasibility of new soil stabilizer in subgrade treatment in cost analysis.

Key words： subgrade soil soil stabilizer marine corrosion cycle of freezing and thawing

1引言

大连属北方沿海地区，水资源丰富，特别是沿海路段，常年受海水侵蚀，冻融循环的侵害，加重了路基破坏，可能造成路面鼓包、断裂和翻浆冒泥等病害。因此对路基土进行处理，使其适应北方沿海地区环境，提高其耐久性，有很高的工程意义。

在众多处理办法中，在路基土中添加固化剂，使其达到预期工程性质，是一种操作简便、造价便宜的施工处理手段。但由于大连的特殊气候条件，市面上现成的固化剂往往达不到预期的效果，本文将提出一种的具有抗盐性、抗冻性的新型固化剂，以适应北方沿海地区，达到改良路基土的效果。

2双电子层理论及固化剂的作用机理

粘土颗粒表面由于本身性质带有固定数量的负电荷和受静电引力吸附的水化阳离子，吸附的阳离子越靠近土颗粒表面，静电引力越大阳离子浓度越大。土粒表面的负电荷和受表面影响的阳离子层合称双电子层。在土粒表面的双电子层区域存在着结合水，水膜厚度由土粒的静电引力决定，因此土颗粒的结合水受电子层中电荷浓度的影响。结合水膜厚度对粘性土的工程性质有直接影响，水膜厚度大，土的塑性高，颗粒间的相对距离变大，土的强度降低。

新型固化剂为一种阴离子表面活性剂，它能与土壤颗粒所带的正负电荷产生反应，降低偶极电荷，大大减少结合水膜的厚度，可综合提高土壤的承载能力与抗渗性能。

3实验

试验土壤样品取自大连滨海公路营城子路段施工现场，样土为级配不良的细粒土质砂，根据液塑限可以进一步细分为粉土质砂物理性质见下表：

表1 试验土样基本物性指标

表2 试验土样颗粒分布比例

制作39.180mm试件放入恒温恒湿箱中养护7天在100kpa围压下进行不固结不排水三轴试验素土强度见图1

图2：固化土壤强度（最大主应力差258.4kpa）

为更好的模拟大连路基环境，对固化土壤进行抗盐性、抗冻性试验。我们制作两组试件，一组用清水拌合成件养护后放入清水中放置

3、

5、7天测试其强度；另一组用0.35%盐水拌合养护后放入0.35%盐水中放置

3、

5、7天测试其强度。有图3可见试件强度随浸泡时间没有明显下降，其含盐试件强度反而略高于清水试件，固化土壤有良好的抗盐性。

图3：海水清水浸泡试件强度变化

图4：冻融循环试件强度变化

在受到海水侵蚀的路基处理中可以考虑配方A，在既有海水侵蚀及冻融情况的路基处理中可以考虑配方B。

4造价分析

各成分市场价格：新型固化剂8000元/吨、石灰500元/吨、粉煤灰100元/吨

以宽10m，厚0.15m，1公里的待处理路基土为算例，土总量：

配方A：2700×4%×500（石灰）+2700×0.02%×8000（新型固化剂）=54000+4320=58320

由上述计算可见该固化剂的造价相对便宜，其中固化剂中主要成分新型固化剂造价远小于石灰与粉煤灰。

5结论

（1）研究粘土的双电子层理论，表明改变结合水中的正负电荷性质可以影响结合水膜的厚度，从而改变土壤的强度。从理论出发我们找到了一种新的离子型固化剂能有效的提高土壤强度。

（2）实验表明开发的新型固化剂能明显提高路基土强度，并提高其抗盐性、抗冻性，能满足北方沿海地区路基土处理要求。

（3）新型固化剂造价便宜，有良好的市场前景。