木质素改良粉土路基的研究分析
改良粉土在高速公路路基中的适用性研究
第50卷增刊建筑结构Vol.50 S2改良粉土在高速公路路基中的适用性研究*刘铭杰，彭丽云（北京建筑大学土木与交通工程学院，北京100044）［摘要］为扩大粉土在高速公路路基中的应用，对粉土分别采用水泥、石灰和含有黏粒的粉质土进行改良。
结合高速公路路基填料的要求，从改良粉土的击实特性、压缩模量、加州承载比和渗透性方面分析了其在高速公路路基工程中的适用性。
研究表明，在粉土中掺入石灰、水泥均能提升粉土的压缩模量和CBR值，且相同条件下，水泥相比石灰的提升作用更显著，对承载力较低的粉土、变形要求较高的路基，可优先采用水泥改良粉土；掺入含有黏粒的粉质土因掺入黏粒少而使粉土的压缩模量和CBR值降低，不满足高速公路路基填料的要求；在粉土中掺入石灰可降低粉土的渗透性，石灰改良土可优先用于路基需要隔水、封水的部位和雨水较多地区的路基工程。
根据上述研究结果，对粉土作为填料的高速公路路基设计给出了建议。
［关键词］改良粉土；高速公路路基；适用性；路基设计中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1002-848X(2020)S2-0809-06Research on the applicability of improved silt in highway subgradeLIU Mingjie, PENG Liyun(Department of Civil and Transportation Engineering, Beijing University of CivilEngineering and Architecture, Beijing 100044, China)Abstract: In order to expand the application of silt in highway subgrade, cement, lime and silty soil with clay were used to improve the silt. Combined with the requirements of subgrade filling for expressway, the applicability of improved silt in expressway subgrade engineering was analyzed in terms of compaction characteristics, compression modulus, California bearing ratio and permeability. The research shows that the compression modulus and CBR value of silt can be improved by adding lime and cement into silt, and under the same conditions, cement has more significant lifting effect than lime. For silt with lower bearing capacity and subgrade with higher deformation requirements, cement can be preferred to improve silt. The compression modulus and CBR value of the original silt are decreased because of less clay after being m ixed with silty soil containing clay, which doesn’t meet the requirements of subgrade filling of expressway.The permeability of silt can be reduced by adding lime into the silt. Lime improved soil can be used in subgrade works where water separation and sealing are needed and where there is much rain. According to the research results, some suggestions are given for the design of highway subgrade with silt as filler.Keywords: improved silt; expressway subgrade; applicability; subgrade design0引言在我国，粉土广泛分布于河流三角洲、冲积平原以及沿海平原等地区。
公路路基填料粉土改良研究
公路路基填料粉土改良研究发布时间：2023-02-17T08:40:14.780Z 来源：《工程建设标准化》2022年10月19期作者：吴晓[导读] 粉土作为路基填料时，不宜直接用于二级及二级以上公路的路床吴晓身份证号码：4306811987****4041 摘要：粉土作为路基填料时，不宜直接用于二级及二级以上公路的路床，工程项目为减少土方外弃、保护生态环境，从而需对粉土进行改良以提高路基整体水稳定性及承载力，本文根据某一级公路对粉土进行改良，设计了水泥改良和石灰改良两种方案，分别进行了室内土工试验，通过数据对比最终提出了更加合适的水泥改良方案。
关键词：公路；路基填料；粉土；石灰改良；水泥改良；0引言我国粉土分布较广，粉土中的主要成分为小于0.075mm的粉土颗粒，其黏粒含量也少，决定了其承载力低、稳定性差、保水性差等特点。
如果直接用于公路路基填筑，较大概率会引起路基失稳现象，在工程通车运营后，雨季受到环境水害作用，易引起较多公路病害，从而影响行车安全性、路基整体稳定性。
为提高粉土路基整体水稳定性及承载力，减少土方外弃，降低施工成本，需对粉土填料进行改良以提高其性能。
本文结合某一级公路工程，对该工程的粉土进行改良开展试验研究，通过室内土工试验数据分析，最终确定了水泥改良方案，将为后面的同类工程施工提供宝贵经验数据及指导意义。
1工程简介某一级公路工程，全长10.2km，设计图纸中地质报告显示，该线路红线范围区域内，地面1.2m以下位置，分布大量的粉土层，原状土中主要成分以粉土为主，该土层分布厚度约6～9m，路基填方高度大约为1.3～8.3m，为大力提高路基填筑的稳定性，计划对挖方粉土进行改良，用改良土作为路基填料，达到减少土方外弃、填挖平衡，降低施工成本。
2路基填料粉土性能检测分析情况2.1土工试验室内结果汇总施工前对于不同方法处理地段，取代表性土样进行室内试验，充分了解填土类的性质、有关物理力学指标，提出满足要求的一种或几种试验参数，同时根据各类加固方法的特点拟定不同的工艺参数。
木质素改性合成高分土壤固化剂
报告人
报告内容
□ 研究背景 □ 研究内容 □ 技术难点
研究背景 土壤固化剂
是一种新型的筑路材料 由多种无机或有机材料配制而成，它与土壤混合后 通过一系列物理化学反应，可产生胶结土粒、填 充孔隙、离子交换等作用，将松散土体转为 致密的土体，可较大幅度提高土的强度、耐久性
研究内容 木质素接枝改性反应
木质素磺酸盐与双键类单体反应通式
研究内容
对得到的改性木质素进行以下测试：
a.液相色谱、核磁共振等分析手段进行测定进 行分子结构分析
b.用GPC （凝胶渗透色谱法 ）测试高分子的分 子量及分子量分布 c.用化学方法检测反应剩余的烯基含量
通过各方面的改变和筛选 合成需要的形态结构的物质
等性能等。
能根据工程的具体要求处理各种土壤，实现 实现了人们“点土变石”的梦想。
研究背景 特点：
就地取材
低等级公路图片对比 固化剂使用情况
缩短施工周期
节省能源 有利环保 能大幅减少甚至代替水泥、石灰，沙石的 使用，与传统的筑路材料相比,可降低成本 15%-50%。
广泛应用于道路工程、 水利工程、基础处理工程等领域， 我国每年需要土壤固化剂上亿吨
确定土壤固化剂的使用条件
技术难点
技术难点和关键
大单体的分子量和分子结构 制备成本低，便于生产及施工
对各种土壤的兼容性，并大幅度 增强对土壤固化的综合性能
谢谢！
普 通 路 面
使 用 土 壤 固 化 剂 的 路 面
土壤固化剂
研究内容
固化土性能的测试：
a.用无侧限抗压强度 CBR试验初步检测
b.三轴剪切试验检测
c.固化土的抗水性等 d.用SEM分析固化土土的微观形貌。
干湿循环下木质素改良粉土抗剪强度特性
干湿循环下木质素改良粉土抗剪强度特性周恩全;张曼;居东煜;王龙;李护良【期刊名称】《工程科学与技术》【年(卷),期】2024(56)2【摘要】为克服粉土强度低、干湿循环性能差的特点,同时解决固体废弃物木质素的资源化利用的问题,将木质素掺入粉土中,形成木质素改良粉土。
为研究木质素改良粉土抗剪强度特性及干湿循环性能,对经历干湿循环后的木质素改良粉土进行直接剪切试验和X射线衍射试验,研究了木质素掺量0、2%、5%、8%、12%、15%和干湿循环0、1、2、3、4次对改良土抗剪强度特性的影响。
结果表明:掺入木质素可以显著提升粉土的抗剪强度及干湿循环性能;一定干湿循环次数下,改良土的抗剪强度及黏聚力随着木质素掺量的增加先增大后降低,内摩擦角随着木质素掺量的增加先快速增大后基本不变;当木质素掺量为8%时,改良土的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角最高。
改良土的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角均随着干湿循环次数的增加而降低,当木质素掺量为0时,纯土试样经过1次干湿循环即崩解,强度损失率为100%;当木质素掺量为8%时,改良土的强度损失率最低,黏聚力及内摩擦角的降低幅度均较低。
X射线衍射试验表明,木质素掺量为8%时,石英、方解石、白云石含量最高,黏土矿物含量较高,钠长石含量最低,这是造成改良土强度及干湿循环性能提升的直接原因。
结果显示,当木质素掺量为8%时,改良土在提高抗剪强度及干湿循环性能方面具有明显优势。
研究结果可为实际施工设计提供理论支撑。
【总页数】9页(P208-216)【作者】周恩全;张曼;居东煜;王龙;李护良【作者单位】江苏大学土木工程与力学学院;江南大学环境与土木工程学院【正文语种】中文【中图分类】TU443【相关文献】1.干湿循环对改良膨胀土抗剪强度影响分析2.干湿循环条件下木质素改良土抗剪强度研究3.干湿循环作用对崩解性砂岩改良膨胀土抗剪强度影响4.干湿循环条件下木质素改良膨胀土胀缩特性5.干湿循环下红砂岩改良土抗剪强度特性试验研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
木质素的改性及其在道路建设中的应用1
木质素的改性及其在道路建设中的应用引言木质素是一种可再生的天然高分子有机物,大量存在于造纸废液中。
从造纸废液中提取的木质素结构复杂，分子量分布范围宽，缺乏强亲水官能团，应用性能难以提高。
通过对木质素进行改性，可以提高其应用性能，拓宽应用范围，而且对促进资源充分利用、环境保护和制浆造纸业协调持续发展有重要意义。
目前广大研究工作者将木质素经过改性，使其在农业、石油、冶金、燃料、水泥及高分子材料工业上的应用已取得了较好的经济效益和社会效益。
改性木质素在道路方面的应用主要是作为沥青乳化剂和水泥减水剂，沥青和水泥是修筑道路不可缺少的主要材料。
随着道路建设的发展，乳化沥青和混凝土应用领域越来越宽、大大推动了沥青乳化剂和混凝土外加剂技术的发展，沥青乳化剂和水泥减水剂在道路的建设过程中起着重要的作用，木质素类沥青乳化剂和减水剂更是功不可没。
1木质素的化学性质和提取1.1木质素的化学性质木质素是由三种不同类型的苯丙烷基单体通过脱氢聚合生成的无定形具有巨大网状空间结构的三维聚合物。
木质素苯丙烷基单元有2/3是通过醚键连接的，其余为碳碳键连接，木质素结构、成分复杂、其水溶液是一种近似胶体的溶液，具有一定的表面活性，能降低水的表面张力。
木质素具有较大的表面积，其分子中的反应基团醚键、碳碳双键、醇羟基、酚羟基和苯环等都暴露在外，有利于对其进行化学改性，可进行烷基化、羟基化、酯化、酯化等反应。
1.2造纸废液中木质素的提取碱法制浆过程中，木质素大分子水性基团发生降解并溶解于蒸煮溶液中，黑液酸化后，碱木质素的不同成分依pH值下降而减少，酚羟基和羟基随pH值下降而增多，在pH值达到3时，木质素充分析出。
室温下酸化黑液析出的木质素凝聚性差，似胶体状，分离困难，随着温度升高，颗粒逐渐增大坚实，并产生沉淀。
工业提取木质素就是通过酸化，升温凝聚，然后离心分离或过滤分离得到。
2 改性木质素在道路建材中的应用2.1 改性木质素沥青乳化剂2.1.1改性木质素沥青乳化剂的合成改性木质素用于沥青乳化剂，一般都是以阳离子型木质素胺的形式使用，根据其合成原料的不同可以分为以下几种合成方法。
木质素纤维提高水泥搅拌桩强度的分析
木质素纤维提高水泥搅拌桩强度的分析[摘要]水泥搅拌桩是一种将水泥作为主要固化剂，利用搅拌机将水泥与软土充分搅拌，使软土硬结从而提高地基强度的一种有效的软基处理形式；但是在加固以淤泥及淤泥质黏土为主的软土地基时，其加固效果很不理想，而木质素纤维有价格便宜来源广、优异的抗裂增强特性，能够有效的提高水泥搅拌桩的物理性能；本文通过在水泥土配合比设计中增加木质素纤维，寻找木质素纤维提高土体物理力学性能和抗硫酸盐侵蚀性能的最优掺量，为工程施工提供参考。
[关键字]水泥搅拌桩、木质素纤维、掺量、强度、抗硫酸盐能力一、前言1.1 概况我国东南沿海地区，广泛分布着滨海相软土，主要以淤泥及淤泥质黏土为主的软土地基，软土的厚度一般为10m～60m不等。
这些软土具有含水量高、孔隙比大、渗透性小、压缩性大和抗剪强度低的不良工程性质，普遍不能达到建设道路、港区、码头、跨海大桥等构筑物的承载力要求，故在该区域进行构筑物施工时，需对该类地基进行处理，而水泥搅拌桩便是最常用的地基处理方式。
1.2 水泥搅拌桩水泥搅拌桩是把水泥作为固化剂，用专用的深层搅拌机械进行搅拌，将天然土、水泥、水以及其它组分按适当比例混合、搅拌，使天然土在一定范围内固化成为具有较好的整体性、水稳定性和抗压强度的加固土体，与天然地基形成复合地基，共同承担荷载，最终达到提高地基承载力、改善地基变形特性的一种软基处理方法。
该方法的优势在于：①将水泥浆与天然土就地混合，充分搅拌，充分利用原有的地基土；②深层搅拌机械的低振动和无污染特性，对周围构筑物的影响较小；③改良后土体的重度变化很小，有软弱下卧层土时的沉降不明显；④可在短时间内有效提高地基的承载力和整体稳定性，有效控制地基变形和沉降，并降低地基改良的价格，节约资源。
该方法存在的不足：①对含水量大的淤泥及淤泥质黏土的加固效果不佳，需采用砂井排水法或者真空排水法，做排水处理；②施工过程中土压力、孔隙水压力等相互作用，造成水泥浆沿钻杆上冒出地面，形成溢浆，导致水泥沿搅拌桩纵向分布不均匀，桩体上部水泥含量较高，下部水泥含量较低，存在薄弱面；③施工过程中，存在搅拌不均匀时，桩身有效处理深度大大减小，制约了水泥搅拌桩的应用范围。
高速铁路路基粉粘土填料改良技术的探讨及应用
(3)理论解反映了锚杆自由段的弹性变形、锚固体的拉伸变形和锚固体与土层之间的相对剪切位移,同时考虑了土层对拉拔力的影响。
4 结论(1)分析和计算表明:锚杆的位移量与其自由段长度、锚固长度、锚固体截面积的浆体强度、锚杆孔径等因素有关。
(2)锚杆的相对剪切位移的分布取决于锚固体与锚固土层之间的剪切模量和锚固体的平均弹性模量的比值,它在锚杆位移中占主导地位,拉伸变形次之,自由段变形最小,但是后两者的影响不可忽略。
(3)计算结果和实测结果较为吻合,说明了本文所得计算模型使用性较强,从而为土层锚杆的承载力设计及施工验收提供了有力的理论计算依据。
(4)本文的基本假定是在较小的荷载作用下,即在弹性范围内适用,当荷载较大时,是否适用,还需进一步探讨。
参考文献:[1] 土锚固工程协会.岩土锚固新技术[M ].北京:人民交通出版社,2000.[2] 唐保付.土层锚杆的锚固机理及工程应用[M ].北京:人民交通出版社,1998.[3] Ostermayer H ,ScheeleF.Research on ground anchors in noncohesivesoil [A ].Proceeding of the 9th International Conference on soil Me 2chanics and Foundation Engineering[C].Tokyo :the Japanese Society of Soil Mechanics Engineering.1977.收稿日期:20030526作者简介:要文堂(1970—),男,工程师,1994年毕业于石家庄铁道学院土建专业。
高速铁路路基粉粘土填料改良技术的探讨及应用要文堂(中铁十八局集团公司 天津 300222) 摘 要:结合秦沈客运专线的工程实际,对C 组的粉粘土实施改良用作高速铁路路基基床底层进行试验分析,研究水泥改良土的物理、力学性质,得出不同掺入料改良粉粘土的最佳配合比,通过现场试验验证其结论的正确性,并总结各改良土的施工工艺,为今后高速铁路路基填料的改良积累资料。
木质素改良季冻土工程性质研究
—22—北方交通2020年第7期文章编号：1673-6052(2020)07-0022-04DOI：10.15996/ki.bfjt.2020.07.006木质素改良季冻土工程性质研究李家宇，朱福(吉林建筑大学交通科学与工程学院长春市130118)摘要：依托吉舒高速公路工程，通过重复加载动态回弹模量试验、承载比试验和导热性试验，研究分析了粉质黏土在不同木质素掺配比例、养生时间及冻融循环条件下的力学性质。
试验结果表明：随着木质素掺量的增加,木质素改良粉质黏土的回弹模量减小;冻融循环作用下木质素改良粉质黏土的回弹模量及CBR减小幅度较小，导热系数随着木质素掺量增加而减小。
木质素掺入路基土，提高了其抗冻性,降低了导热性,推荐季冻区粉质黏土路基最佳木质素掺量为4%o关键词：木质素改良粉质黏土；回弹模量;CBR；导热系数中图分类号：U414.01文献标识码：A0引言吉舒高速公路路基经常因为冬季冻结、春季融化，导致发生严重病害，需改变土体原有的物理力学性质，以减少路基损害。
一般采用石灰、水泥等无机改良剂对路基土进行改良处理，但这些改良剂抗冻能力不足，同时也对环境造成一定的危害。
因此，新型和保护环境的改良剂的开发具有重要意义。
木质素在自然界中储存量极大，每年新增量可达几百亿吨，木质素单价低廉,这种有机改良剂具有保护环境、化学性质相对稳定等优点。
Muge Elif Orakoglu 等采用三轴试验研究了木质素改良土冻融循环条件下的力学性质，得出了木质素有效改善改良土的强度与抗冻性。
Tao Zhang等将木质素改良粉土应用于江苏省阜建高速公路，开展了现场CBR、回弹模量、回弹弯沉、轻型动力触探及压实度等的测试，并对木质素和石灰改良粉土的应用效果进行了比较分析,论证了木质素改良粉土技术的可行性和优越性。
中国在工业副产品木质素改良剂方面的研究才刚刚起步，尤其是工业副产品木质素改良剂在寒区冻融循环条件下的性能还需要进一步考察。
高速公路改良粉粘土路基施工技术研究
高速公路改良粉粘土路基施工技术研究李明皓1刘钊2(1.河南高速公路发展有限责任公司，河南郑州450000;2.河南交院工程技术有限公司，河南郑州450000)[摘要]伴随交通量的日益增长，公路建设规模越来越大。
低液限粉粘土是高速公路施工常见问题，其特点为强度低、压实难度大Q因此必须通过改良粉粘土路基才能提高施工质量Q本文选取掺配砂砾法处 理低液限粉粘土路基，在充分了解砂綠改良机理的基础上，提出了科学有效的改良措施，且通过沉降杯埋设 法，详细观测改良路段沉降问题，并分析获取数据，评价改良措施Q[关键词]高速公路;改良措施;粉粘土路基 文章编号:2095 - 4085 (2017)06 - 0141 - 021砂砾改良机理作为公路施工最常见的一种建筑材料，砂石材 料应用较广，不仅能够用于道桥工程结构施工，还能 以集料的形式掺合于沥青混合料、水泥混凝土。
天 然岩石的矿物成分、岩石内此类矿物的结构等直接 决定石料的物理力学性质。
在公路工程施工中，选 取的石料不仅要具备相应的力学性能，如抗压、抗剪 等，还应具备良好的路用性能，如抗磨光及抗磨耗 等。
在混合物内集料主要起到填充功效，如砂砾、碎 石等。
改良粉性土时，一般选取天然砂砾即可。
本 文以集料原理为基础，进行集料级配的确定。
同时，为确保级配合理，需按照相应比例配置各类粒径不 同的集料，最终保证其密实度及摩擦力满足施工规 范规定。
当前往往选取最大密实度理论作为级配理 论，具体如下:作为一种理想曲线，在大量经验指导 下，W.B.Fuller及其同事认为“矿料颗粒级配曲线 愈接近拋物线，其密度愈大”。
由此可见，如拋物线 为其级配曲线时，则其具有较大密实度，那么其空隙 率则会逐渐变小，公式：圪=i〇〇7f⑴其中，粒径为d的集料通过百分率（％)可由 '表示;集料最大粒径可由D表示，单位为mm。
随后，Fuller公式被A.N.albol转变为〃幂公式：'=100(|■卜（2)其中，试验指数可由〃表示，其他同上。
冻融条件下木质素改良土的工程特性研究
冻融条件下木质素改良土的工程特性研究季冻区的路基处理问题是我国东北地区道路工程建设中面临的技术性难题,探索一种经济、环保的路基改良技术是目前亟待解决的问题。
据国内外相关报道,木质素可用于路基的土体改良,具有良好的水稳性和抗侵蚀性。
而且木质素在我国的产量也是非常巨大的,与此同时这些木质素并没有得到很好的利用,往往被当作废料而遗弃。
本文以吉林省交通运输科技项目(2018ZDGC-14)为依托,以木质素改良季冻区路基土为研究对象,通过众多室内试验对该种改良方法进行系统的研究,为该方法在季冻区的推广应用提供科学依据。
其主要研究内容和成果如下所示:1、随着木质素的掺入,改良土的最优含水率不断减小。
木质素改良土重型击实的最佳含水率曲线与石灰、水泥改良土曲线的趋势不同。
木质素改良土的轻型击实曲线和重型击实击实曲线中只有3%和6%掺量的曲线位于素土击实曲线之上,而且两者的击实曲线均有向左移动的趋势。
2、木质素掺入粉土质砂土中后,土体的碱性迅速提高,改良土的PH值随着木质素掺量的增加先升后降。
同一养护期内3%~6%木质素掺量改良土的PH值相对较高,9%~15%掺量下的PH 值基本相同。
各个掺量的木质素改良土的PH值均随着养护龄期的增加而增加。
同等试验环境条件下,5%石灰改良土的PH值为11.73,而木质素改良土的PH 值仅为10.14。
3、在同一养护时间内,木质素改良土的线性冻胀率会随着木质素掺量和冻融循环次数的增加而提高;木质素改良土的线性冻胀率会随着养护龄期的增长而降低。
各掺量改良土的冻胀率与冻融循环次数进行非线性拟合时的相关系数均较低,拟合效果不佳。
4、木质素改良土的粘聚力和抗剪强度随着冻融循环次数的增加而下降,内摩擦角却呈上升趋势。
木质素的掺入增加了土体的抗冻性,但是随着木质素掺量的增加,抗冻性却出现下降的趋势。
在经历15个冻融循环周期后,木质素改良土的抗剪强度和粘聚力曲线逐渐趋向于稳定。
对比各养生期的抗剪强度数据发现,短期养生对木质素改良土的影响不大。
木素在土壤修复中的应用潜力
木素在土壤修复中的应用潜力引言随着全球土壤污染问题的日益严重，人类正在寻找新的方法来修复受污染的土壤。
近年来，木素作为一种新兴的土壤修复剂备受关注。
木素是植物细胞壁、木质素和木质素衍生物的主要成分之一，具有独特的化学结构和生物活性。
本文将探讨木素在土壤修复中的应用潜力，并对其效果进行评估。
1. 木素的性质及来源木素是一类长链聚合物，由苯基丙烯醛、丙烯酸和木糖等单体组成。
它主要存在于植物细胞壁中，并广泛分布于各种植物中，如柳树、松树和玉米等。
木素具有极强的稳定性和高度的抗腐解能力，这使得它成为一种理想的土壤修复剂。
2. 木素的土壤修复机制木素在土壤修复中的应用可以通过多种途径起到修复作用。
首先，木素具有吸附性能，能够吸附土壤中的重金属和有机污染物，从而降低它们对土壤和植物的毒性。
其次，木素可以改善土壤的物理性质，增加土壤的孔隙度和保水能力，提高土壤的通气性和水分利用效率。
此外，木素还能够促进土壤微生物的活性和多样性，增加土壤的有机质含量，加速有机物的分解和循环过程。
3. 木素在重金属污染土壤修复中的应用重金属污染是土壤污染中的一个重要问题，对生态系统和人类健康造成严重影响。
木素在重金属污染土壤修复中的应用已经取得一定的成果。
研究表明，木素可以与重金属形成稳定的络合物，从而减少重金属的溶解度和迁移性。
此外，木素还可以刺激土壤中铁、锰等元素的氧化反应，形成难溶的沉淀物，降低重金属的生物利用度。
因此，木素可以有效地修复重金属污染土壤，减少其对环境和生物的危害。
4. 木素在有机物污染土壤修复中的应用有机物污染是土壤污染中的另一个重大问题，如石油、农药和工业废水等。
木素在有机物污染土壤修复中的应用也显示出良好的效果。
研究发现，木素可以与有机物形成较为稳定的络合物，降低有机物的毒性和迁移性。
据实验室研究，添加木素能够显著降低土壤中有机物的溶解度和浸出量。
此外，木素还能够提高土壤中微生物的降解活性，促进有机物的降解和分解过程。
木质素-石灰改良黄河冲积粉土的力学特性
木质素改良土微观结构分析
作者： 尹博坦[1];付星[2];阿不都拉·木沙[1];李方舟[1];徐金超[1];于壬杨[1]
作者机构： [1]吉林建筑大学交通科学与工程学院,吉林长春130118;[2]中交装配式建筑科技有限公司,北京100024
出版物刊名： 科技创新与应用
页码： 28-30页
年卷期： 2019年 第33期
主题词： 粉土质砂;SEM;微观结构
摘要：选择工业副产品木质素作为改良剂对粉土质砂进行改良,采用SEM试验并对扫描电子显微镜后所得的图像用图像处理软件进行处理。
通过不同木质素掺量下粉土质砂粒径、孔隙直径、丰度等参数的变化情况,分析其微观结构的变化。
木质素改良粉土力学特性试验研究
基 金 项 目： 吉 林 省 交 通 运 输 科 技 项 目“ 工 业 副 产 品 木 质 素 改 良 季 冻 土 路 基 关 键 技 术 研 究”， 项 目 编 号： 2018ZDGC-14。 收稿日期：2019—05—21 作者简介：杨添元（1995—），男，湖北黄冈人，硕士研究生。
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2.66
１．２ 试验方法 根据试验所需土样的数量，将素土风干，碾碎
并过筛（5 mm 筛用于击实试验，0.5 mm 用于界限含 水率试验），界限含水率试验、颗粒分析试验、击 实试验、静三轴不固结不排水试验均依据《公路土 工试验规程》（JTG E40-2007）[2] 进行，三轴试样是 在最佳含水率、压实度为 96% 的情况下配料制作而 成。木质素的掺量均为 0%、3%、6%、9%、12%（掺 料一夜之后，静压成型，三轴试件直 径 39.1 mm，高度 80 mm，将成型的试件用塑料薄膜 包装好并贴上标签，放入标准养护室内（养护温度 为 20±2℃），养护相对湿度≥ 95% 至相应的龄期。
（School of Transportation Science and Engineering Jilin Jianzhu University,Jilin Changchun 130118 China）
Abstract:The industrial by-product lignin was selected as a modifier to improve the silt.Through the indoor experiments such as boundary water content, particle analysis, compaction and static triaxial,the physical and mechanical properties of plain soil and lignin-modified soil were compared and determined. The change law and improvement effect of the physical and mechanical
木质素改良粉土路基的研究分析
木质素改良粉土路基的研究分析摘要：粉土路基处理是我国东南沿海地区交通工程建设经常面临的技术难题，探索经济、高效的粉土改良技术是目前我国岩土工程界迫切需要解决的难题之一。
木质素是生物能源和造纸厂生产的主要副产品，目前没有得到有效的利用。
通过应用木质素对粉土路基进行改良，研究分析木质素改良土的其改良机理，对其效益与环境影响进行分析评价。
关键词：木质素；粉土；改良机理；环境1 引言随着中国城市化、工业化进程的不断加快，煤、石油和天然气等化石燃料的消耗越来越大，由此引发的环境污染问题也越来越严重。
能源危机的出现迫使人类寻求新的可再生能源，如太阳能、风能、潮汐能和生物能等，其中生物能源被认为是最高效的清洁能源［1］。
在可持续发展背景下，生物能源的产量和使用量日益增加，基于植物生物质的生物能源生产不仅产生生物燃料或乙醇，也产生了大量的木质素和木质素衍生物等副产品［2］。
木质素是一种存在于大部分陆地植物木质部中的复杂高分子化合物，在自然界中的储量仅次于纤维素，且每年以50万亿千克的速度再生。
目前为止，超过95％的木质素副产品以“黑液”形式直接排入江河或浓缩后焚烧，回收利用率较低。
这种处理方式不仅污染了生态环境，而且造成资源的严重浪费，不符合中国“建设资源节约型、环境友好型社会”的需要［3］。
目前基于生物能源副产品木质素的土体加固技术在国外已得到广泛研究。
相关研究结果表明，与传统无机固化剂（如水泥、石灰、粉煤灰和矿渣等）相比，木质素具有环境友好、成本低廉、化学性质相对稳定、不改变固化土pH值等优点。
中国木质素及其改性产品在工业中的应用主要表现在：①合成树脂和胶粘剂；②橡胶补强剂；③石油化学品，如驱油剂和降粘剂等；④建材助剂，如减水剂和沥青乳化剂等；⑤其他应用，如分散剂、絮凝剂和固沙剂等。
2 木质素改良粉土机制目前，国内外对木质素加固土体的相互作用机理做了大量的研究，但是直到现在，尚没有统一的定论。
张涛[4]根据其试验结果发现，在粉土中加入木质素后，粉土中的土颗粒开始相互粘结，使得结构内部的空隙得到填充，并且增加了土骨架的刚度，在宏观方面表现为力学性能的增强。
可再生能源木质素对路基土的水稳定性研究
可再生能源木质素对路基土的水稳定性研究摘要: 可持续利用生物质作为可再生能源, 可以替代化石能源和解决有关全球变暖的成本。
从植物生物量中生产生物燃料不仅是基于生物的能量, 还包括含有木质素、改性木质素和木质素衍生物的副产品。
本文论述了含木质素生物能源副产品对路基土的水稳定性能, 以期在土壤稳定中建立生物基能量副产品新的应用。
对木质素副产品处理土与传统粉煤灰稳定剂处理土样的水分敏感性进行了试验研究，还对添加剂组合进行了评价。
关键词: 可再生能源；木质素；可持续发展；路基；水稳定性。
引言随着化石能源成本和全球变暖问题的日益增加, 自然资源的可持续利用已被广泛接受为解决这些问题的可行技术。
在各种自然资源中, 生物量, 详细来说, 植物生物量, 被认为是可再生的能源, 如生物燃料和乙醇, 以及矿物燃料替代品。
植物生物量产生的生物基能量比传统的化石燃料具有多项优势[1]。
生物能源是可再生和环境友好型能源, 提供安全能源, 促进着世界巨大的经济发展。
它的缺点是目前费用较高和大量土地参与生产可观的能量。
在基于生物的能量转化过程中, 植物生物量也产生了许多不同的副产物, 有许多未探索的用途。
木质素是植物生物量的第三大部分, 是丙烷和甲氧基组的大型复杂聚合物, 一种非碳水化合物多酚类物质, 包裹植物细胞壁和水泥植物细胞。
利用植物生物量的各种工业产品转化技术可以改变天然木质素。
本文还对在土木工程基础设施应用中使用亚硫酸盐木素进行了各种研究。
一些研究表明, 亚硫酸盐木质素在土壤稳定、未铺设道路的防尘、沥青铺路混合物的膨胀剂以及作为混凝土的减水剂和缓凝掺合料等方面都是有效的。
然而, 对研究使用生物燃料衍生的无硫木质素用于土木工程基础设施的应用进行了不足的调查, 而无硫木质素的使用最近由于多样化而在生物质的加工方案中获得了兴趣。
土壤稳定化是去改善岩土材料的性质复合成为混合材料土壤的过程。
传统的土壤稳定添加剂或外加剂包括水合石灰、硅酸盐水泥和粉煤灰。
含木质素基混凝土外加剂的研究进展
含木质素基混凝土外加剂的研究进展谌凡琪【摘要】综述了木质素在混凝土外加剂中的应用。
工业木质素，尤其是木质素磺酸盐，可以充当混凝土减水剂、缓凝剂、引气剂和泵送剂。
由于未经改性的工业木质素性能不够理想，为了提高木质素基混凝土添加剂的性能，宜对其进行适当的改性。
碱木质素经过氧化、磺化、磺甲基化、接枝共聚等改性后，可以得到具有良好性能的混凝土外加剂。
%The applications of lignin derivatives in concrete admixtures are reviewed. Technical lignins, especially lignosulfonates, can serve as concrete water reducers, retarders, air entraining agents and pumping agents. The performance of lignin is not good. Some appropriate modifications are sometimes required in order to improve the performance of the lignin-based concrete admixtures. Lignin-based concrete admixtures with good performaces can be obtained fxom alkali lignin after modifications such as oxidation, sulfonation, sulfomethylation and graft copolymerization.【期刊名称】《纤维素科学与技术》【年(卷),期】2012(020)003【总页数】8页(P70-77)【关键词】木质素;混凝土;外加剂;改性【作者】谌凡琪【作者单位】合肥水泥研究设计院设计分院,安徽合肥230051【正文语种】中文【中图分类】TU528.042木质素是自然界中唯一的芳香族有机高分子化合物，其总量仅次于纤维素，为第二大天然有机高分子化合物。
生物能源副产品木质素加固土体研究进展_刘松玉
第２７卷 第８期２０１４年８月中 国 公 路 学 报Ｃｈｉｎａ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｉｇｈｗａｙ ａｎｄ ＴｒａｎｓｐｏｒｔＶｏｌ．２７ Ｎｏ．８Ａｕｇ．２０１４文章编号：１００１－７３７２（２０１４）０８－０００１－１０收稿日期：２０１３－１１－０３基金项目：国家自然科学基金项目（４１３３０６４１，４１２０２２０３）；“十二五”国家科技支撑计划项目（２０１２ＢＡＪ０１Ｂ０２）；高等学校全国优秀博士学位论文作者专项资金项目（２０１３５３）；教育部新世纪优秀人才支持计划项目（ＮＣＥＴ－１３－０１１８）；中央高校基本科研业务费专项资金项目（２２４２０１３Ｒ３００１４）；江苏省交通科学研究计划项目（２０１３Ｙ０４）作者简介：刘松玉（１９６３－），男，江苏靖江人，教授，博士研究生导师，工学博士，Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｕｓｙ＠ｓｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。
生物能源副产品木质素加固土体研究进展刘松玉１，张 涛１，蔡国军１，李军海２，接道波２（１．东南大学交通学院，江苏南京 ２１００９６；２．江苏省交通规划设计院股份有限公司，江苏南京 ２１００１４）摘要：为了明确生物能源副产品木质素在道路工程土体加固领域的研究现状，根据国内外大量文献中有关木质素加固土体的相关报道，对木质素与土体之间的相互作用机理进行了综述，并对比了各种固化机理模型，总结了国内外评价木质素加固土性能的方法和相关典型室内试验结果，同时论述了木质素加固土的抗侵蚀特性，归纳了木质素加固土抗侵蚀特性的室内试验方法。
分析结果表明：生物能源副产品木质素是一种具有工程应用前景的土体固化添加剂，具有环境友好、成本低廉等特点；木质素加固土在力学特性和抗侵蚀特性等方面均表现优越；木质素与土体的相互作用机理和加固土的耐久性能仍需要进一步试验研究与验证；关于木质素加固土的现场施工工艺和效果评价尚缺少相关研究，有待开展此方面的研究工作。
关键词：道路工程；土体固化；综述；木质素；路基中图分类号：Ｕ４１６．１ 文献标志码：ＡＲｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ Ｓｏｉｌ Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｌｉｇｎｉｎ ｆｒｏｍＢｉｏ－ｅｎｅｒｇｙ Ｂｙ－ｐｒｏｄｕｃｔｓＬＩＵ Ｓｏｎｇ－ｙｕ１，ＺＨＡＮＧ Ｔａｏ１，ＣＡＩ Ｇｕｏ－ｊｕｎ１，ＬＩ Ｊｕｎ－ｈａｉ ２，ＪＩＥ Ｄａｏ－ｂｏ２（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９６，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ；２．Ｊｉａｎｇｓｕ ＰｒｏｖｉｎｃｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１４，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｆｉｎｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｔａｔｅ ｏｆ ｓｏｉｌ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｌｉｇｎｉｎ ｆｒｏｍ ｂｉｏ－ｅｎｅｒｇｙ ｂｙ－ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｉｎ ｒｏａｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅｓ ｗｈｉｃｈ ｈａｄ ｒｅｐｏｒｔｅｄ ｓｏｉｌ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｗｉｔｈ ｌｉｇｎｉｎ ｗｅｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｌｉｇｎｉｎ ａｎｄ ｓｏｉｌ．Ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆｖａｒｉｏｕｓ ｍｏｄｅｌｓ ｆｏｒ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ ｌｉｇｎｉｎ ｔｒｅａｔｅｄ ｓｏｉｌｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｙｐｉｃａｌ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｔｅｓｔｓ ｗｅｒｅ ａｌｓｏｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｅｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｌｉｇｎｉｎ ｔｒｅａｔｅｄ ｓｏｉｌｓ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｖａｒｉｏｕｓ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｅｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｒｅａｔｅｄ ｓｏｉｌｓ ｗｅｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｌｉｇｎｉｎ ｆｒｏｍ ｂｉｏ－ｅｎｅｒｇｙ ｂｙ－ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｉｓ ａｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｒｉｅｎｄｌｙ，ｌｏｗ－ｃｏｓｔ ｓｏｉｌ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ａ ｇｒｅａｔ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｔｏ ｓｔａｂｉｌｉｚｅ ｓｏｉｌ ｉｎ ｃｉｖｉｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｌｉｇｎｉｎ ｔｒｅａｔｅｄ ｓｏｉｌ ｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｅｒｏｓｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｒｅｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｎａｔｕｒａｌ ｓｏｉｌ．Ｔｈｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｂｅｔｗｅｅｎ ｌｉｇｎｉｎ ａｎｄ ｓｏｉｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆｔｒｅａｔｅｄ ｓｏｉｌ ｓｔｉｌｌ ｎｅｅｄ ｔｏ ｂｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ａｎｄ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｗｉｔｈ ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｔｅｓｔｓ．Ｏｎ－ｓｉｔｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｇｎｉｎ ｔｒｅａｔｅｄ ｓｏｉｌ ａｒｅ ｌａｃｋ ｏｆ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｓｔｕｄｉｅｓ ａｎｄｔｈｅｓｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｏａｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｓｏｉｌ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ；ｒｅｖｉｅｗ；ｌｉｇｎｉｎ；ｓｕｂｇｒａｄｅ０引 言随着中国城市化、工业化进程的不断加快，煤、石油和天然气等化石燃料的消耗越来越大，由此引发的环境污染问题也越来越严重［１］。
木质素改良红黏土强度特性试验研究
木质素改良红黏土强度特性试验研究摘要：木质素是一种可以从植物中提取的可再生原料，将木质素用于红黏土的改良，具有显著的环境友好性。
为此，通过无侧限抗压试验，以明确木质素掺量及养护时间对红黏土无侧限抗压强度的影响规律，主要得到了以下结论： 1.在非饱和状态时，试样的应力-应变曲线都呈软化型，发生脆性破坏，在饱和状态时，改良试样的应力-应变曲线呈软化型，发生脆性破坏，但饱和红黏土试样的应力-应变曲线则呈硬化型，发生延性破坏；2.红粘土的软化系数为0.29，改良试样的软化系数在0.70以上，即经木质素改良后，饱和红黏土试样的无侧限抗压强度至少达到了最优含水率状态下试样无侧限抗压强度的70%以上，改良试样软化系数为红黏土软化系数的2倍以上，说明红黏土遇水强度急剧下降的特性得到了改善。
3.木质素改良试样的无侧限抗压强度随着养护时间的增加逐渐增大，且峰值强度软化系数随着养护时间的增大速率在逐渐减小；4.在养护3天后，木质素改良试样的无侧限抗压强度软化系数就有0.63，说明在掺入木质素后，短期内就可以改善红黏土遇水强度急剧下降的不利工程特性。
研究结果可为西南地区红黏土在交通建设中的应用提供理论参考。
关键词：木质素；红黏土；无侧限抗压强度；养护龄期Experimental study on strength characteristics oflignin-amended red clayYANG Weiqing，CHEN Yun，DUAN Zhichao，GUAN Yanli（YCIH NO.1 Engineering Survey and Design Co.,Ltd.，Kunming，Yunnan province,650032）Abstract: If the red clay is improved and used as roadbed filler,it not only reduces a large amount of red clay disposal, but also expands the filler selection range. Lignin is a renewable raw material that can be extracted from plants, and using lignin for theimprovement of red clay soils has significant environmental friendliness. To this end, the unconfined compressive test was conducted to clarify the effect law of lignin dosing and maintenance time on the unconfined compressive strength of red clay, and the following conclusions were mainly obtained In the unsaturated state, the stress-strain curves of the specimens were all softened andbrittle damage occurred, and in the saturated state, the stress-strain curves of the improved specimens were softened and brittle damage occurred, but the stress-strain curves of the saturated red clay specimens were softened and brittle damage occurred, but the stress-strain curves of the saturated red clay specimens were The softening coefficient of red clay is 0.29, and the softening coefficient of the modified specimen is above 0.70, which means that the unconfined compressive strength of the saturated red clay specimen reaches at least 70% of the unconfined compressive strength of the specimen in the optimum moisture content state after being modified by lignin, and the softening coefficient of the modified specimen is more than twice of the softening coefficient of the red clay, indicating that the red clay 3. the unconfined compressive strength of the lignin-improved specimens gradually increased with the increase of curing time, and the softening coefficient of the peak strength gradually decreased with the increase of curing time; 4. the softening coefficient of the unconfined compressive strength of the lignin-improved specimens was 0.63 after 3 days of curing, which indicated that the unfavorable characteristics of the red clay soil of rapid decline in strength with water could be improved in a short time after the incorporation of lignin. The unfavorable engineering properties of the red clay soil,in which the strength decreases sharply with water, can be improved in a short period of time after lignin is added. The results of the studycan provide theoretical reference for the application of red clay in transportation construction in southwest China.Key words: Lignin; Red clay; Lateral limitless compressive strength; Age of maintenance0 引言随着成渝双城经济圈的蓬勃发展，成渝轨道交通线路里程越来越长，不可避免的要穿越红黏土区，若将红粘土改良后用作路基填料，既减少了大量的红粘土弃方，扩大填料选用范围。
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木质素改良粉土路基的研究分析
发表时间：2019-09-16T15:46:33.963Z 来源：《基层建设》2019年第18期作者：闫振强
[导读] 摘要：粉土路基处理是我国东南沿海地区交通工程建设经常面临的技术难题，探索经济、高效的粉土改良技术是目前我国岩土工程界迫切需要解决的难题之一。
山东建筑大学交通工程学院山东济南 250101
摘要：粉土路基处理是我国东南沿海地区交通工程建设经常面临的技术难题，探索经济、高效的粉土改良技术是目前我国岩土工程界迫切需要解决的难题之一。
木质素是生物能源和造纸厂生产的主要副产品，目前没有得到有效的利用。
通过应用木质素对粉土路基进行改良，研究分析木质素改良土的其改良机理，对其效益与环境影响进行分析评价。
关键词：木质素；粉土；改良机理；环境
1 引言
随着中国城市化、工业化进程的不断加快，煤、石油和天然气等化石燃料的消耗越来越大，由此引发的环境污染问题也越来越严重。
能源危机的出现迫使人类寻求新的可再生能源，如太阳能、风能、潮汐能和生物能等，其中生物能源被认为是最高效的清洁能源［1］。
在可持续发展背景下，生物能源的产量和使用量日益增加，基于植物生物质的生物能源生产不仅产生生物燃料或乙醇，也产生了大量的木质素和木质素衍生物等副产品［2］。
木质素是一种存在于大部分陆地植物木质部中的复杂高分子化合物，在自然界中的储量仅次于纤维素，且每年以50万亿千克的速度再生。
目前为止，超过95％的木质素副产品以“黑液”形式直接排入江河或浓缩后焚烧，回收利用率较低。
这种处理方式不仅污染了生态环境，而且造成资源的严重浪费，不符合中国“建设资源节约型、环境友好型社会”的需要［3］。
目前基于生物能源副产品木质素的土体加固技术在国外已得到广泛研究。
相关研究结果表明，与传统无机固化剂（如水泥、石灰、粉煤灰和矿渣等）相比，木质素具有环境友好、成本低廉、化学性质相对稳定、不改变固化土pH值等优点。
中国木质素及其改性产品在工业中的应用主要表现在：①合成树脂和胶粘剂；②橡胶补强剂；③石油化学品，如驱油剂和降粘剂等；④建材助剂，如减水剂和沥青乳化剂等；⑤其他应用，如分散剂、絮凝剂和固沙剂等。
2 木质素改良粉土机制
目前，国内外对木质素加固土体的相互作用机理做了大量的研究，但是直到现在，尚没有统一的定论。
张涛[4]根据其试验结果发现，在粉土中加入木质素后，粉土中的土颗粒开始相互粘结，使得结构内部的空隙得到填充，并且增加了土骨架的刚度，在宏观方面表现为力学性能的增强。
黏土矿物主要以蒙脱石、伊利石和高岭石为代表，不同的黏土矿物其晶粒大小不同，相应的双电层水膜厚度也不同。
晶粒大小依次为高岭石＞伊利石＞蒙脱石，水膜厚度与晶粒大小呈反比。
添加木质素后，三种黏土矿物的水膜厚度均有不同程度的压缩，晶粒尺寸减小。
土体中含有一定量的黏土矿物可有利于吸引带正电荷的木质素聚合物，増强木质素联结土颗粒的效果。
木质素在土中经过水解反应、离子交换和质子化反应等形成带正电荷的木质素聚合物胶体，通过静电引为作用吸附于黏土颗粒表面。
微观结构上，土颗粒通过木质素产生的胶结物质相互连接，颗粒间孔隙得到有效填充，整体形成更为稳定、致密的土体结构[5]。
对于粉土或砂性土而言，土体中含有较少量的黏土矿物，水化膜厚度变化在土体改良中作用较小，木质素固化土体主要通过具有黏结特性的高分子聚合物联结、缠绕土颗粒，并填充一部分孔隙，改良土体的微观结构，进而可以显著的改善土体的力学特性。
3 经济和社会效益分析
张涛[6]等通过室内试验和现场实验测试结果发现，一定掺量下的木质素改良粉土的工程特性要比一般的石灰土要好的多。
木质素为工业副产品[7]，其材料成本远远低于石灰，利用木质素代替石灰来进行土体加固和路基改良，不仅节约了建设成本，有效利用了自然资源，而且也避免了工业副产品对环境造成的污染，一定程度上保护了自然环境。
目前我国道路基层填料改良大多采用石灰或石灰＋水泥联合改良，石灰一般需要集中堆放和提供消解场地，施工时易产生扬尘，威胁工作人员和周围居民身体健康。
水泥虽然具有显著提高土体工程特性的能力，但其价格相对昂贵，水泥土较高的碱性环境不宜植被生长，同时对地下水安全具有一定的危害。
木质素具有一定的吸湿性，现场与土体拌合时，可黏结至土颗粒表面，产生抑制扬尘的作用。
从能源消耗和温室气体排放的角度考虑，以水泥为例，生产1吨水泥熟料需要消耗约1.5吨石灰石和黏土，消耗能量约5000MJ，同时排放约0.95t二氧化碳[8]，木质素来源于工业副产品，其产生过程无能耗和二氧化碳等温室气体排放。
利用木质素改良路基粉土，不仅有效利用自然资源、节约建设成本，减少能源消耗，同时解决了副产品可能产生的环境危害和工程建设场地缺乏优质填料的问题，具有良好的经济和社会效益，符合可“持续发展的”基本要求。
4 现有研究存在的不足
生物能源副产品木质素是一种极具应用前景的土体固化添加剂。
已有研究证明，木质素在提高土体强度、耐久性和抗侵蚀性等方面效果显著，有些方面甚至优于水泥等传统固化剂，但仍存在以下几方面的问题有待进一步研究：
（1）生物能源副产品木质素加固土体的类型。
现有文献中木质素加固土体的类型主要包括粉砂、粘性土（包括低塑性粘土和高塑性粘土）以及分散性土（人工配制），除此之外，尚无木质素加固其他类型土（如粉土、海相粘土等）的研究。
（2）生物能源副产品木质素加固土体物理力学特性和路用性能评价方法。
目前文献中评价木质素加固土体性能的方法常见的有UCS 验、水稳性试验和抗侵蚀性试验等，对于 CBR、回弹模量等其他耐久性试验和现场试验研究较少，然而固化土作为路基填料时对这些试验结果指标有一定的要求，需进一步完善。
（3）木质素固化改良土体技术是一项新技术，现有的理论和工程应用处于起步阶段。
木质素改良前后土体微观结构、pH值、化学组成和矿物成分等的变化规律，以及木质素的分子结构、化学活性等方面有待深入研究，木质素改良土体的机理仍需进一步探索。
（4）工业副产品木质素改良路基粉土技术是一种利用工业废渣处理不良土体的新技术，其工程应用和效果评价都十分缺乏。
因此不仅需要对该技术进行室内试验和理论研究，还需开展工程实践应用，提出应用该技术的施工工艺和应用效果评价方法。
这将有助于木质素固化改良土体技术的推广应用，对提高我国粉土地基处理技术水平具有重要的实际意义。
5 结语
（1）木质素作为一种生物能源副产品，具有环境友好，成本低廉的特点，是具有应用前景的土体改良剂。
木质素相对于传统固化剂具有明显的优势，同时在工业废弃物的回收利用方面也具有非常重要的意义。
（2）木质素改良土的微观结构中具有胶结物质，土颗粒被其包裹并联结，使土体形成稳定的结构。
（3）通过水解、离子交换、质子化和静电引力等作用，使木质素减小双电层厚度，形成木质素高分子聚合物，填充空隙，在宏观上改善土体的力学特性。
参考文献：
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[2] 魏建华，宋艳茹. 木质素生物合成途径及调控的研究进展[J]. 植物学报，2001，43（8）：771-779.
[3] 邱学青，楼宏铭，杨东杰，et al. 工业木质素的改性及其作为精细化工产品的研究进展[J]. 精细化工，2005（3）：161-167.
[4] 张涛，蔡国军，刘松玉，et al. 工业副产品木质素改良路基粉土的微观机制研究[J]. 岩土力学，2016，37（6）：1665-1672.
[5] 张涛，刘松玉，蔡国军. 考虑胶结作用的木质素固化粉土边界面塑性模型[J]. 岩土工程学报，2016，38（4）：670-680.
[6] 张涛. 基于工业副产品木质素的粉土固化改良技术与工程应用研究[D]. 2015.
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