山东粉土地区路基病害分析

　　山东粉土地区路基病害分析：本文主要讲述了粉性土的特性，并讲述了粉性地区路基的病害的原因。以及一些处理方法。　　关键词：粉性土路基病害加固剂　　随着我国交通事业的蓬勃发展，公路建设取得举世瞩目的辉煌成绩。随着公路通车里程的增加和交通量的日益增长，尤其是超载车辆的大量出现，公路病害层出不穷，特别是粉土地区，由于粉土难以压实、水稳定性差、易冲刷、强度低，导致路基路面病害更加严重，这些病害的出现严重影响了公路的使用性能和使用寿命。而山东境内的菏泽、聊城、德州、滨州、东营、济宁、济南等地区有大面积的黄河冲积粉土分布。　　由于粉土具有塑性指数低、粘结性小、施工时不易成型、强度低、水稳定性差、易冲刷等问题，粉土已成为不适宜填筑路基的土质之一。为克服粉土的上述不足，国内外对粉土进行了大量的研究工作，主要集中在粉土路基压实技术以及稳定粉土的稳定机理、措施以及施工工艺上。 　　粉土含有较多的粉粒，干燥时虽稍具粘结力，但易被粉碎，扬尘大，浸水时很快被湿透，易成流体状态(低液限)。粉性土的毛吸水上升高度大，颗粒小，容易使路基产生水分累积，造成严重的冬时冻胀，春时翻浆，道路病害情况严重。粉性土是较差的筑路材料，塑性指数低，粘结性小，作为路基垫层土，施工时极不易成型，如果机械设备配套及施工技术措施不合理，路基压实度很难满足要求，CBR值、强度，水稳性更差，防冲刷能力差等众多问题。　　采用粉土修筑路基主要存在下列问题及病害:压实困难;路基强度低;边坡易冲刷。其产生的原因如下：　　1)压实困难的原因　　粉土塑性指数较低，粉性颗粒含量高达84.6%以上，属于级配不良的填筑材料。对于级配不良的土在成型时难以达到最理想的压实状态，首先是由于砂粒和粉粒之间的空隙没有更多的细小粘粒来填充，形成了所谓“搭积木”式的构架，更重要的一点，作为粉粒，既不能像粘粒那样与各种稳定剂有效地发生作用，也不能像砂粒那样可在土中起到像硅中石料的骨架作用，所以粉粒含量偏高、级配不合理导致粉土的压实困难，难以达到规范的压实标准，同时还易出现表层重皮现象，严重影响了路基的施工质量。　　2)路基强度低的原因　　由于粉土以粉性颗粒为主，粘性和砂性颗粒较少，级配不良，导致粉土路基强度较低，对于高等级公路常常采用石灰改善土等措施处理顶层路基，以达到提高强度的目的。　　3)边坡易冲刷的原因 　　由于粉土的物质组成主要是原生矿物砂、粉粒，含有较少的次生粘土矿物，蒙脱石含量较高，因此具有弱可塑性，低粘结性，高分散性，从而导致路基边坡易被水冲刷，普通的路基边坡防护难以满足要求。　　为克服粉土的弊端，综合提高土的强度、刚度和稳定性，通常通过在粉土中掺加无机结合料形成半刚性材料从而提高粉土的路用性能。我国使用较多的无机结合料是石灰和水泥，由此形成的石灰土、水泥土、石灰粉煤灰土由于技术性能优良、施工简单且价格低廉近年来在高等级公路中得到推广，并广泛应用于土基表层、基层、底基层和垫层中。在国外应用较多的是水泥土。对粉土这种特殊土使用石灰、水泥进行加固效果不理想。在这种情况下，土壤加固剂开始引起工程技术人员的关注。国外发达国家对土壤加固剂的研究起步较早，他们从环境保护的角度出发，从电化学原理入手，综合土壤力学、土壤化学、有机高分子化学、化学工程、材料工程、环境工程等多学科知识，形成一跨领域的交叉科学— 土壤加固学。美国、日本、加拿大、南非等国都从各领域的基本要求出发，研制出适合不同要求、不同土质情况的加固剂。这些加固剂在各国都得到应用，结果表明:使用加固剂，可以节约能源、节省投资且施工快捷，因而加固剂在国外发达国家已形成相当的产业规模，取得巨大的经济效益和社会效益。近几年，随着我国公路发展速度的加快，许多国外加固剂开始向国内推广，我国许多省市也采用进口加固剂修筑了不同等级的公路，取得了宝贵的经验和教训，但由于我国经济水平的制约、土质情况的差别、道路标准的差异、试验手段的不同，这些进口固化剂在我国并没有大规模的应用。近年来，国内工程技术人员开始自主研究开发适合我国国情的固化剂，经过几年的发展，国产固化剂逐渐形成一定的规模，许多品牌的固化剂开始在国内推广应用，并取得良好的效果。该类土性质不稳定，尤其是水稳性不好，干燥时质地坚硬，遇水容易滑塌，在该类土地区修建公路，其稳定性成为我们必须考虑的问题，同时该种土不易压实，因此，针对该类土一般都需要进行加固。　　1)加固剂的分类　　加固剂种类繁多，加固机理也有所差异，但从总体上看，加固剂按形态的不同，一般可分为两类:①液粉加固剂:一般由无机盐配制的溶液，辅以石灰、水泥等材料，能改善土的技术性能的液粉和粉状材料。道路中使用的该类加固剂要求溶液中固体含量不大于396，不得有沉淀或絮状物。②粉状加固剂:由粉状无机盐、石灰、水泥等不同材料混合而成的混合材料。我国自行研制开发的粉状加固剂中掺加活性材料以有效地提高土的性能，该类加固剂的细度应控制在0.075mm标准筛且筛余不超过15960形　　2)加固剂的加固机理 　　我国国产加固剂一般属于粉状加固剂范畴。国内加固剂的研究大多是从水泥的加固机理出发，通过在各种基质材料中添加各种特殊的高分子材料，如早强剂、激发剂、保水剂等以达到提高土的路用性能的目的。虽然加固剂配方不同，成分各异，但加固机理大同小异，一般认为其作用机理为:当固化剂与含有一定水分的土混合后，即发生一系列物理化学反应，首先在土中大量形成富含结晶水的针状结晶体穿插在土颗粒空隙之间形成强度骨架，其次硅酸盐类水化物填充在骨架之中，使固化体系进一步密实，最后在各种激发剂的强烈作用下，加固剂和部分土颗粒参加化学反应，使加固土具有不可逆的良好的耐久性。液粉加固剂的加固机理多是基于电化学机理，各种加固剂溶于水后形成水溶液，喷洒于土中，加固剂包覆于土颗粒周围，同时使土中的胶质电离，失去表面阳性，使之无法吸收水分，从而提高土颗粒之间的吸附力，与此同时形成结晶盐，从而综合提高土的性能。