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(shí)間：2010-01-14 共2頁(yè)
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(jià)。QJ型土壤固化劑是一種質(zhì)優(yōu)價(jià)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(qiáng)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(jí)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(jí)配組成
篩孔尺寸/ mm 40 30 20 10 5 2 1 0.5 0.075
通過時(shí)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(yàn)用土為粉碎新鮮頁(yè)巖,根據(jù)《公路土工試驗(yàn)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(yàn)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(diǎn),本次研究在室內(nèi)試驗(yàn)分別做了QJ型土壤固化劑摻量分別為土的8%、10%、12%等3個(gè)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(gè)不同比例的混合料，按《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ057—94）成型試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，分別測(cè)定其1d、3d、7d不同齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，其試驗(yàn)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(qiáng)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(cè)試未浸水
d齡期強(qiáng)度值為標(biāo)養(yǎng)6 d，浸水24h后測(cè)得的。
根據(jù)表2試驗(yàn)結(jié)果，同時(shí)考慮到工程造價(jià)因素，通過比較，最后確定土石比為50：50時(shí)固化劑摻量為頁(yè)巖土質(zhì)量的10%時(shí)為最佳配合比，以后進(jìn)行的各項(xiàng)性能試驗(yàn)研究都是在最佳配合比基礎(chǔ)上進(jìn)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(xiàng)試驗(yàn)研究所用試件都是按照標(biāo)準(zhǔn)密度用靜力壓實(shí)在型。
2.2 最佳配合比的無測(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果
無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)是在確定的最佳配合比(土：石=50：50,QJ土壤固化劑摻量為頁(yè)巖土質(zhì)量的10%)基礎(chǔ)同用靜力壓實(shí)成型法制備的一系列試件,試件的養(yǎng)護(hù)條件控制在溫度(25±2)℃,相對(duì)濕度大于90%,試件測(cè)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(cè)力計(jì)上測(cè)試。QJ型固化劑穩(wěn)定碎石土無測(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見表3。強(qiáng)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(qiáng)度測(cè)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(qiáng)度增長(zhǎng)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(duì)比
在進(jìn)行QJ型固土劑穩(wěn)定碎石土研究的同時(shí)，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(duì)比性能試驗(yàn)，以確定QJ型固化劑穩(wěn)定土的效果。對(duì)比試驗(yàn)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(qiáng)度對(duì)比見表3。
從表3和圖1可以看出，隨著齡期的增長(zhǎng)，28 d以前強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，28d~60d強(qiáng)度增長(zhǎng)較慢，60 d~90d、180d強(qiáng)度繼續(xù)保持較快的增長(zhǎng)速度，齡期相同時(shí)QJ型固化劑穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度比QY型二灰穩(wěn)定碎石土的強(qiáng)度高。主要是因?yàn)镼J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(qiáng)度，后期由石灰凝結(jié)與土作用使其強(qiáng)度得到進(jìn)一步的增長(zhǎng)，所以QJ型固化劑穩(wěn)定土的整體強(qiáng)度早期增長(zhǎng)較快，后期亦不斷增長(zhǎng)。同時(shí)由于固化劑與水泥 、石灰離子和土結(jié)合，增強(qiáng)了混合料的粘結(jié)性，從而增強(qiáng)了固化劑穩(wěn)定土的抗摻性和防裂性。
