固土劑穩(wěn)定土路面基層材料的性能與應(yīng)用研究
發(fā)布時間：2010-01-14 共2頁
QJ型土壤固化劑作為一種新型膠結(jié)材料應(yīng)用于公路路面基層中，取代水泥、石灰等膠凝材料，它比水泥、石灰性能更加優(yōu)越。應(yīng)用土壤固化技術(shù)可就地取材，確保工程質(zhì)量、加快工期、降低工程造價。QJ型土壤固化劑是一種質(zhì)優(yōu)價廉的新型筑路材料。
1、QJ型土壤固化劑穩(wěn)定土組成材料的性質(zhì)
1.1 QJ型土壤固化劑
采用四川青神生的產(chǎn)粉狀QJ型土壤固化劑，主劑由水泥、石灰等材料組成，添加劑主要由羧基化合物及有較強混合能力的胺基碘酸類等高聚物組成，細(xì)度在0.074mm標(biāo)準(zhǔn)篩上篩余量不得超過15%。
1.2 QY型二灰
QY型二灰是指水泥和石灰,水泥和石灰與QJ型土壤固化劑的主劑相同,技術(shù)性質(zhì)滿足規(guī)范要求。
1.3 碎石
采用重慶的石灰?guī)r破碎的碎石，最大粒徑≤40mm，其級配組成見表1，碎石壓碎值為13.5%，滿足《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ034—2000）的規(guī)定。
表1 碎石級配組成
篩孔尺寸/ mm 40 30 20 10 5 2 1 0.5 0.075
通過時分率/% 100 95 78 62 50 38 25 12 2
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)/% 100 90~100 60~85 50~70 40~60 27~47 20~40 10~30 0~15
1.4 土
試驗用土為粉碎新鮮頁巖,根據(jù)《公路土工試驗規(guī)程》（JTJ051—93）沒得液限Wp=34%，塑限WL=18%，塑性指數(shù)Ip=16%，其粒徑≤5 mm。
1.5 水
本次室內(nèi)試驗研究采用的是自來水,在施工中人或牲畜飲用水即pH值＜5的水源均可使用。
2 QJ型土壤固化劑穩(wěn)定土的最佳配合比
2.1 成型試件的配合比
為了找到QJ型固化劑穩(wěn)定土的最佳配合比及不同劑量固化劑穩(wěn)定土的物理力學(xué)特點,本次研究在室內(nèi)試驗分別做了QJ型土壤固化劑摻量分別為土的8%、10%、12%等3個不同比例（固化劑與土質(zhì)量之比），土與石比為：土：石=35：65、45：55、50：50和55：45等4個不同比例的混合料，按《公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》（JTJ057—94）成型試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護，分別測定其1d、3d、7d不同齡期的無側(cè)限抗壓強度，其試驗結(jié)果見表2。
表2 不同固化劑摻量、不同土石比與不同齡期的抗壓強度比較
齡期/ d 土：石=35：65 土：石=45：55 土：石=50：50 土：石=55：45
QJ摻量/% QJ摻量/% QJ摻量/% QJ摻量/%
8 10 12 8 10 12 8 10 12 8 10 12
1 0.84 1.14 1.20 1.44 1.60 1.48 1.48 1.86 1.74 1.60 2.1 2.3
3 1.04 1.16 1.22 2.1 1.84 2.3 2.1 2.4 2.4 2.4 2.5 2.7
7 1.06 1.10 1.22 2.2 1.54 1.82 2.1 2.0 1.98 2.0 2.0 2.1
注：1、1 d和3 d齡期試件測試未浸水
d齡期強度值為標(biāo)養(yǎng)6 d，浸水24h后測得的。
根據(jù)表2試驗結(jié)果，同時考慮到工程造價因素，通過比較，最后確定土石比為50：50時固化劑摻量為頁巖土質(zhì)量的10%時為最佳配合比，以后進行的各項性能試驗研究都是在最佳配合比基礎(chǔ)上進行的。最佳配合比的標(biāo)準(zhǔn)密度（最大干密度）為2.26g/cm3,最佳含水量為7.0%，以后各項試驗研究所用試件都是按照標(biāo)準(zhǔn)密度用靜力壓實在型。
2.2 最佳配合比的無測限抗壓強度試驗結(jié)果
無側(cè)限抗壓強度試驗是在確定的最佳配合比(土：石=50：50,QJ土壤固化劑摻量為頁巖土質(zhì)量的10%)基礎(chǔ)同用靜力壓實成型法制備的一系列試件,試件的養(yǎng)護條件控制在溫度(25±2)℃,相對濕度大于90%,試件測試前均浸水24h,試件取出后用毛巾擦拭干凈表面水分,置于測力計上測試。QJ型固化劑穩(wěn)定碎石土無測限抗壓強度試驗結(jié)果見表3。強度與齡期的關(guān)系曲線見圖1。
表3 QJ、QY2種固化劑穩(wěn)定土的強度測試結(jié)果
Mpa
固化劑 7 d 28d 60d 90d 180d
QJ 2.0 3.1 3.2 4.3 4.6
QY 1.72 2.8 3.0
圖1 不同固化劑穩(wěn)定碎石土強度增長與齡期的關(guān)系(略)
2.3 QJ型土壤固化劑與QY型二灰穩(wěn)定土性能對比
在進行QJ型固土劑穩(wěn)定碎石土研究的同時，還研究了用QY型（僅由水泥和石灰混合而成）二灰穩(wěn)定土做對比性能試驗，以確定QJ型固化劑穩(wěn)定土的效果。對比試驗中土石比例不變，QY二灰摻量相同。QJ和QY固化劑穩(wěn)定碎石土同條件、同齡期的強度對比見表3。
從表3和圖1可以看出，隨著齡期的增長，28 d以前強度增長較快，28d~60d強度增長較慢，60 d~90d、180d強度繼續(xù)保持較快的增長速度，齡期相同時QJ型固化劑穩(wěn)定碎石的強度比QY型二灰穩(wěn)定碎石土的強度高。主要是因為QJ型固化劑是由水泥+石灰+高聚物組成，早期水泥與水反應(yīng)羅快生成水硬性凝膠體，使其有較高的強度，后期由石灰凝結(jié)與土作用使其強度得到進一步的增長，所以QJ型固化劑穩(wěn)定土的整體強度早期增長較快，后期亦不斷增長。同時由于固化劑與水泥 、石灰離子和土結(jié)合，增強了混合料的粘結(jié)性，從而增強了固化劑穩(wěn)定土的抗摻性和防裂性。
