CN111778034A

CN111778034A - 一种土壤固化剂及土壤固化方法

Info

Publication number: CN111778034A
Application number: CN202010487879.2A
Authority: CN
Inventors: 樊亮; 李永振; 侯佳林; 周圣杰; 赵宁; 毕飞; 马士杰; 张岩; 魏慧�; 梁皓; 林江涛; 姜峰; 王林
Original assignee: Shandong Transportation Institute
Current assignee: Shandong Transportation Institute
Priority date: 2020-06-02
Filing date: 2020-06-02
Publication date: 2020-10-16

Abstract

本发明公开了一种土壤固化剂及土壤固化方法，属于道路工程领域。所述土壤固化剂，由泡沫沥青、水泥以特定比例混合而成。与现有技术相比，本发明的土壤固化剂施工速度快、施工设备少、施工工艺简单、强度提升快、固化强度高、水稳性能好，具有很好的推广应用价值。

Description

一种土壤固化剂及土壤固化方法

技术领域

本发明涉及道路工程领域，具体提供一种土壤固化剂及土壤固化方法。

背景技术

现有工程应用中，多采用水泥、石灰、粉煤灰等材料对土壤进行固化，以此增加土的强度、粘结力与稳定性，使其满足工程需要。然而，随着道路建设的不断发展，建筑材料的消耗和工程造价也在逐渐增加。再加上国家对环保的要求越来越严格，石料的开采越来越受限制。如何将当地的土壤进行固化，使其成为强度大、稳定性好的工程材料，成为了势必可行的研究方向。

申请人在公开号为CN107285694A的专利文献中公开了一种利用乳化沥青复合固化粉质土的方法。该方法以乳化沥青、水泥和粉质土为原料，虽然能够实现一种可用的路面材料，但在大面积施工时，需要乳化沥青喷洒车、旋耕机等多个设备，同时还存在乳化沥青加工工艺复杂、生产成本高、施工工艺复杂、施工设备要求高等弊端。

发明内容

本发明是针上述现有技术的不足，提供一种能够大幅度减少施工时间、快速提升土壤固化强度、水稳定性好土壤固化剂。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种土壤固化剂，由以下重量配比的原料制得：

泡沫沥青 5-20份；

水泥 2-20份。

各原材料优选的重量配比为：

泡沫沥青 10-16份；

水泥 8-16份。

所述泡沫沥青，可采用现有技术中泡沫沥青的制备方法得到，由沥青、水组成，沥青含量优选为95-99％，最佳为95-97％。沥青优选为SBS改性沥青、70号沥青、90号沥青。

所述水泥为硅酸盐水泥，如普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥等。水泥强度优选为32.5或42.5。

本发明进一步的技术任务是提供一种土壤固化方法。

以本发明所述述固化剂对粉土进行固化处理时，将固化剂与土混合均匀即可。泡沫沥青、水泥与土的重量比为(5-20):(2-20):(85-95)，优选重量比为(10-16):(8-16):90。

作为优选，可以在泡沫沥青、水泥与土混合过程中加入适量外加水。

外加水的用量由最佳含水量减去泡沫沥青含水量及土壤含水量计算得到，所述最佳含水量通过土的击实试验得到。

所述土优选为含砂低液限粉土、低液限粉土、低液限黏土和或细粒土质砂。实际工程时，如果土湿度过大，需翻土晾晒后再进行土壤固化处理。进行室内实验时，优选采用烘干后的粉土，实际施工过程中无需增加烘干工序。

与现有技术相比，本发明的土壤固化剂具有以下突出的有益效果：

(一)采用本发明，可以简化施工设备，采用路拌机即可完成固化剂与土壤的拌和，拌和后沥青在土壤中的分布更均匀，拌和效果优于传统的旋耕机；

(二)采用本发明，采用路拌机即可替代乳化沥青喷洒车和旋耕机，施工工艺简单，同时可节省乳化沥青运输的时间，施工速度快，节约运输成本；

(三)采用本发明固化的土壤，由于沥青在其中分布更均匀，压实后土壤中的沥青更容易联结成网状，强度增长快且高，水稳定性更好，低温抗裂性更好，耐冻性更好。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

如无特别说明，下述所用各成分的含量为重量百分比含量。

实施例一：

以本发明固化剂对含砂低液限粉土进行固化处理。固化剂及固化土壤的物料配比如下：

固化方法：

S1.按重量配比分别称取烘干的含砂低液限粉土、水泥，放置在拌和锅中，用搅拌器充分拌和；

S2.按重量配比称取水，加入已充分拌和好的粉土混合物内，用搅拌器充分拌和；

S3.将基质沥青、水、空气引入发泡混合器中，得到沥青质量百分比含量为95％的泡沫沥青，然后按重量配比称取泡沫沥青，加入混合物内，用搅拌器充分拌和；

S4.将拌和好的混合物放入模具内，按照95％压实度成型试件，在室温下套袋养生3天、5天、7天。

对比例固化方法：

S2.按质量比例配置乳化剂水溶液，然后将基质沥青、乳化剂水溶液通过胶体磨，得到沥青质量百分比含量为53％的乳化沥青，然后按重量配比称取乳化沥青，加入拌和锅内，用搅拌器充分拌和；

S3.将拌和好的混合物放入模具内，按照95％压实度成型试件，在室温下套袋养生3天、5天、7天。

根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)对养生后得到的试件进行不同养生日期的无侧限抗压强度试验，测试结果见下表，

实施例二：

固化方法与实施例一相同，区别在于：泡沫沥青中沥青的质量百分比含量为97％。

根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)对养生后得到的试件进行不同养生日期的无侧限抗压强度试验，测试结果见下表：

由实施例一、二的测试可以看出，以本发明固化剂对土壤进行固化时，采用泡沫沥青固化土壤强度提升速度快于乳化沥青固化土壤，同时7天后的强度大于乳化沥青固化土壤，水稳系数大于乳化沥青固化土壤。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种土壤固化剂，其特征在于，由以下重量配比的原料制得：

泡沫沥青 5-20份；

水泥 2-20份。

2.根据权利要求1所述的土壤固化剂，其特征在于，各原材料的重量配比为：

泡沫沥青 10-16份；

水泥 8-16份。

3.根据权利要求1或2所述的土壤固化剂，其特征在于：所述泡沫沥青由沥青、水组成，沥青含量为95-99％。

4.根据权利要求3所述的土壤固化剂，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥。

5.根据权利要求4所述的土壤固化剂，其特征在于：水泥强度为32.5或42.5。

6.土壤固化方法，其特征在于：以权利要求1所述固化剂对土壤进行固化处理，泡沫沥青、水泥与土的重量比为(5-20):(2-20):(85-95)。

7.根据权利要求6所述的土壤固化方法，其特征在于：泡沫沥青、水泥与土混合过程中加入适量外加水。

8.根据权利要求8所述的土壤固化方法，其特征在于：外加水的用量由最佳含水量减去泡沫沥青含水量及土壤含水量计算得到，所述最佳含水量通过土的击实试验得到。