固化剂稳定土路面基层应用研究

固化剂稳定土路面基层应用研究 研 究 报 告

（简本）

吉林省交通科学研究所

松原市交通局

一、 绪论

1.1 项目研究的目的、意义

1.1.1该项目是针对平原地区修路难的问题而提出的。

1.1.2固化剂稳定土材料的应用，可降低工程造价，促进经济发展，

保护生态与环境。

1.1.3通过研究可使固化剂稳定土路面基层的应用更规范，使修路变

得更环保、更简单、更有效益。

1.2 国内外研究概况

1.2.1国外技术现状

国外使用固化剂筑路约有30年以上的历史，其中美国、日本、德国、澳大利亚、南非等国都处在研究与应用的前列。大量资料表明，在全球范围内土壤固化剂的开发、应用正在成为道路建设发展的新趋势，尤其固化剂的品种不断增多，应用范围也逐步拓展，应用技术也将日趋完善。

1.2.1国内技术现状

由于国外在固化剂的应用方面历史悠久，有很多的成功经验和成型产品，通过各种渠道进入我国的也很多。为了确定名目繁多的固化剂的使用效果，多年来国内对固化剂进行研究应用的很多，尤其对液体类固化剂。但对这些固化剂的研究，大多不系统或存在局限性。有的没有全面系统的室内试验，有的只修了些试验路，却没有系统的检测和合理的结论，所以限制了固化剂产品的推广应用。

1.3 主要研究内容

（1）固化剂稳定土路面基层材料的力学性能、抗冻性能及抗收缩性能的研究

（2）固化剂稳定土路面基层的施工工艺及质量控制方法的研究

（3）对固化剂稳定土进行固化机理分析，作出了机理分析报告

（4）固化剂稳定土适宜条件的研究

（5）通过室内外试验对比研究提出固化剂稳定土路面基层材料的各项技术参数和技术指标，为路面结构组合设计提供依据。

（6）编制了固化剂稳定土路面施工技术指南。

二、 固化剂稳定土的抗压力学性能

2.1 固化剂稳定土基层原材料的工程性质试验

2.1.1固化剂稳定土中的固化剂

项目组通过筛选和一些定性试验，最后确定对三种液体类固化

剂进行较深入的研究，即美国的RDS-8固化酶和EN-1固化剂,以及项目组自主研发的ZL-1固化剂。

美国的RDS-8是有机酶类固化剂，其无毒、无腐蚀性；不易挥发、不易燃；对环境没有任何污染。而且是高浓缩液体状，分子结构非常稳定，常温下可长期储存；运输方便、用量较少，使用成本较低。

EN-1也是美国产品，其为浓缩状液体，具有较强的酸性；并具有一定的挥发性和腐蚀性。

ZL-1是参照EN-1的机理分析研究而研制的，是性状与EN-1相仿的国产化产品。

三种固化剂均是液体类的，且都溶于水，使用非常方便。

2.1.2有关土壤的物理性质试验

为了验证固化剂的使用性能，我们选用了吉林省内筑路中有代表性的几种常用土壤和试验路所用土壤进行试验，具体有：①农安的粘性土；②松原的粉质土和粘质土、碱土和细砂土；③通榆的粉质土；④长岭的粉土和粘土等。对这些土质进行了有关物理指标的测试并进行工程分类。

试验结果表明，所选用土的塑性指数比较离散，介于 6.0%～15.5%之间，但多数土大于10%，属于粒径较细的低液限粘土或粉土。

2.1.3 有关碎石和砾石的试验

对试验中所用碎砾石做了压碎值试验。

2.1.4 试验中所用石灰

试验中所用石灰均满足现行规范要求。在试验研究中，考虑到石灰只是起辅助作用，所以试验中尽量使用Ⅲ级灰。

2.2 固化剂稳定土的无侧限抗压强度

课题组应用三种固化剂，稳定不同种土，参配不同种添加剂，在不同养生龄期，不同养生条件下进行了大量的室内试验研究，共做试验约1000余组，成型大小试件万余个。从这大量的试验中筛选出优良配方，进行其它力学性质试验。

2.2.1标准击实试验

课题组对研究中所涉及的配方均进行了标准击实试验，从试验结果中可见，固化剂的加入，对材料的最佳含水量和最大干密度影响不大。

2.2.2水稳定性试验

根据现行的试验规程与规范的要求，试件在养生到龄期的前一天，要进行24小时饱水试验，测定其水稳定性。课题组在进行的大量试验中发现，纯细粒土及细粒土加33% 碎石（重量比）的混合土中加入液体类固化剂其水稳性均不好，不能满足我国现有规范的要求。

通过查资料及技术咨询，得知温度和压力对固化剂的稳定作用均有利，为此课题组在研究中，对试件进行了高温养生和分级加压。下面是试验中实际情况的照片：见图2-1～图2-6

图2-1 图2-2 图2-3

图2-4 图2-5

图2-1为：素土加RDS-8酶的试件。1#、2#件为正常养生件，其它件为经过分级加压的试件，试件开始饱水泡入水中。

图2-2为：饱水24小时后，LR4#不加压对比件（LR4-1、LR4-2）破坏，SR7#不加压件1小时破坏；加压件,十几个小时后破坏。

图2-3为：LR4#加压件饱水后完好，测无侧限抗压强度为：0.71MPa

图2-4为：26#是素土加RDS-8酶件，16#为纯素土件，60o C养生10小时后在饱水。

图2-5为：16#和26#饱水后情况，素土件已破损，加固化剂件完好，测强度为：0.1MPa，强度降低较多。

从试验结果可见，同样加固化剂的试件，加压的比不加压的试件水稳定性要好的多，而加固化剂的与不加固化剂的试件比，同样高温养生后加RDS-8固化酶的试件水稳性要好得多，说明温度和压力对固化酶在土壤中起作用是非常必要的条件。

2.2.3标准养生时无侧限抗压强度

固化剂稳定土的水稳定性问题是一个很重要而较难解决的问题，尽管路面被水浸泡的情况较少，但在固化剂稳定土强度还没有形成时（不加其它胶结材料时，其强度形成的过程还是相对较缓慢