土壤固化剂稳定细粒土路用性能试验研究

摘要

室内和现场试验结果表明:采用土壤固化剂能够加固河南中部地区典型的粉质粘土,并达到高速公路底基层的强度等质量要求。该技术的成功应用,可以就地取材,采用工程所在地的土壤作为主要的道路材料,因而大大减少半刚性基层中传统的水泥、石灰和砂石料等材料的用量,并避免材料的长距离运输,进而节约能源,保护资源环境,加快工程施工进度,降低工程造价(尤其是没有或缺少砂石料的地区),对我国公路的可持续发展具有重大意义。　　 在河南省郑尧高速公路选取试验段,底基层选用工程当地的土体作为材料,并采用土壤固化剂进行加固处理。首先,本文根据液塑限试验测定该土体为低液限粉质粘土；然后,通过击实试验和无侧限抗压强度试验,并结合工程造价研究了混合料的最佳配合比；接着,通过劈裂(间接抗拉)强度试验、无侧限抗压强度延迟试验和干缩试验等研究了最佳配合比的混合料的路用性能,并进行了试验段的现场铺筑,探讨了土壤固化剂稳定细粒土的施工工艺；最后,引入矿物聚合理论,通过扫描电镜(SEM)和X-衍射分析(XRD)对土壤固化剂的固化机理进行了详细分析。　　 试验段的压实度和钻芯取样检查均符合要求.长龄期试件的强度测试结果表明路面后期的强度增长情况良好.通车后,路面没有出现裂缝、车辙等常见的病害,路用性能的效果较好。　　 本文通过试验探索性研究了土壤固化剂对细粒土的加固机理,进行了较系统地配合比和路用性能研究,并提出了相应的施工工艺,为相似的工程应用提供了一定的依据和参考。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 研究的目的和意义

1.2 土壤固化剂技术的发展与应用

1.2.1 发展起源与应用

1.2.2 国外研究现状

1.2.3 国内研究现状

1.3 研究的主要内容

2 土壤固化剂的介绍

2.1 土壤固化剂的概念

2.2 土壤固化剂的分类

2.2.1 无机类土壤固化剂

2.2.2 有机类土壤固化剂

2.2.3 有机无机复合类土壤固化剂

2.2.4 生物酶类土壤固化剂

2.3 土壤固化剂的性能

2.4 土壤固化剂的固化过程与形式

2.4.1 物理力学形式

2.4.2 化学形式

2.4.3 物理化学形式

2.5 土壤固化剂的应用领域

2.5.1 软土地基处理

2.5.2 公路工程

2.5.3 水利工程

2.5.4 铁路、港口和机场工程

2.5.5 农业工程

2.5.6 环境保护

2.5.7 战场工程

2.5.8 石油工程

2.5.9 工业与民用建筑材料

3 土壤固化剂稳定细粒土的固化机理

3.1 矿物问的反应

3.1.1 土壤颗粒参与反应

3.1.2 土壤固化剂各组分间反应

3.2 土壤中水的脱除

3.3 土壤固化剂的固化机理总结

4 土壤固化剂稳定细粒土的配合比研究

4.1 土壤固化剂配合比试验设计

4.2 液塑限试验

4.3 击实试验

4.3.1 试验计算

4.3.2 试验数据及结果分析

4.4 无侧限抗压强度试验

4.4.1 试验计算

4.4.2 试验步骤

4.4.3 试验结果分析

4.5 结论

5 土壤固化剂稳定细粒土的路用性能研究

5.1 试验设计

5.1.1 路用性能指标的选择

5.1.2 路用性能的试验选择

5.1.3 路用性能的试验方案

5.2 试验结果分析

5.2.1 劈裂强度

5.2.2 延迟试验

5.2.3 干缩试验

5.3 结论

6 土壤固化剂稳定细粒土试验段

6.1 工程项目概述

6.2 郑尧试验段施工准备工作

6.2.1 机械设备的选配

6.2.2 工地室内配合比试验

6.3 试验段的铺筑

6.3.1 试验段铺筑目的

6.3.2 试验段铺筑方案

6.3.3 质量保证体系

6.3.4 施工工艺

6.4 郑尧试验段的检验与评价

6.5 郑尧高速公路项目路床处理

6.6 结论

7 结论与展望

7.1 主要结论

7.2 有待进一步研究的问题

7.3 展望

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果

致谢