公路土基抗凍性能的改善

時(shí)洪順，于 丹

(1.長(zhǎng)春市環(huán)城公路管理段;2.長(zhǎng)春市公路規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院)

公路土基抗凍性能的改善

時(shí)洪順1，于 丹2

(1.長(zhǎng)春市環(huán)城公路管理段;2.長(zhǎng)春市公路規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院)

通過(guò)對(duì)公路土基產(chǎn)生凍脹的分析，研究防止公路土基凍脹的方法，確定在公路路基施工過(guò)程中采用節(jié)約能源和降低成本的有效方法。施工過(guò)程中根據(jù)本地區(qū)的實(shí)際情況，根據(jù)施工工期、質(zhì)量和成本要求，采用適宜的方法改善公路土基的抗凍性能?？偨Y(jié)了適合寒冷地區(qū)借鑒和推廣并且施工工藝簡(jiǎn)單的改善土基抗凍性能的方法。

土基抗凍性能;改善路基土結(jié)構(gòu);土基施工工藝

1 前言

吉林省長(zhǎng)春地區(qū)屬溫帶濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥。由于冬季氣溫較低，蒸發(fā)微弱，降水量雖不十分豐富，對(duì)長(zhǎng)春地區(qū)公路土基的破壞較嚴(yán)重。為了減少?lài)?yán)寒對(duì)路基土的凍脹破壞，改善公路的使用性能，在公路施工過(guò)程中不斷采用先進(jìn)的施工工藝和方法改善路基土的結(jié)構(gòu)，降低土基凍脹對(duì)公路的破壞。

2 防止土基凍脹的方法

2.1 換填的利弊

在地下水位較高的地段，防止土基產(chǎn)生凍脹可以采用許多方法。最常用的方法是以非凍脹土代替凍脹土進(jìn)行換填。這種方法能夠改變土基結(jié)構(gòu)，起到一定的保溫作用，施工質(zhì)量達(dá)到要求，可以很好地起到防凍作用，但遠(yuǎn)距離運(yùn)輸非凍脹土或者換土深度過(guò)大時(shí)，成本較高，而且施工難度大，很難到施工規(guī)范要求，有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生凍脹現(xiàn)象。

2.2 用物理及化學(xué)原理對(duì)土進(jìn)行處理

2.2.1 物理方法處理

(1)實(shí)踐證明，防止土基凍脹的有效措施是采用物理及化學(xué)原理對(duì)土進(jìn)行處理。按物理、化學(xué)性質(zhì)考慮，對(duì)土的影響可分為憎水作用、鹽漬作用、聚集作用(凝結(jié)作用)與分散作用等。這些作用都會(huì)改變土基的自由表面能。減少土的凍脹性，可借助于鹽漬作用，如采用含鈉或含鈣的鹽類(lèi)，使土產(chǎn)生鹽漬作用，增加憎水性能，可獲得較好的防凍脹效果。

(2)采用使土分散作用的方法，對(duì)防止凍脹也獲得了較好的效果，有效期較長(zhǎng)。分散劑的有效性有鉀與鈉的氧化物、磷酸鈉、含鈉的蒙脫土、四磷酸鈉。采用Na3PO4改善土發(fā)生物理作用，增加土的分散性，經(jīng)過(guò)多次凍融循環(huán)，還能保持這種特性。為了改善土的抗凍脹性能，對(duì)摻加鹽類(lèi)的綜合外摻劑和土中加入少量的膠結(jié)物，如1%的硫酸鈉，都獲得顯著效果。

(3)通過(guò)對(duì)摻加IIBC的土微團(tuán)聚體的分析說(shuō)明，其分散度下降較大，但砂粒占的比例有所增加。在凝結(jié)作用過(guò)程，膠體、粘土和粉土顆粒與形成的不同形狀、不同尺寸的堅(jiān)硬的聚合體相接觸部分表面硬化，因而增加了親水性。摻IIBC的土增加了憎水性，IIBC與礦物質(zhì)顆粒能牢固地聯(lián)接，包附蒙脫土顆粒后，進(jìn)入結(jié)晶體的晶格空間中。

2.2.2 化學(xué)試劑處理

采用綜合外加劑改善土的抗凍脹性能，效果較好。研究結(jié)果如表1。經(jīng)摻外加劑的土，其微團(tuán)聚體與原有粉質(zhì)重亞粘土有很大的差別。如向含60.30%的粉質(zhì)粘土顆粒的土類(lèi)中摻入10%的H2SiF6和0.5%的IIBC后，使土中含的砂顆粒相應(yīng)增加到86.38%。

表1 研究結(jié)果分析表

3 結(jié)論

對(duì)公路土基防凍脹處理方式的選擇，關(guān)系到公路的造價(jià)和施工的難易，必須慎之又慎。既要防凍脹破壞，又要降低工程造價(jià)。在今后的公路設(shè)計(jì)與施工中不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步完善新型材料的防凍理論和實(shí)際運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，既能有效防止土基凍脹，又能降低成本，減少公路建設(shè)、養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用。

U416.1

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1008-3383(2012)11-0062-01

2012-06-11