固化剂粉煤灰稳定粉砂土应用研究.pdf

2013 NO 3 粉 煤 灰 综 合 利 用FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION 试 验 与 应 用固化剂粉煤灰稳定粉砂土应用研究Application Research on Curing Agent Fly Ash Stabilized Silty Soil刘国柱，邢 洁，王 飞，王 迪（河南省交通科学技术研究院有限公司，河南 郑州）摘 要：在粉砂土地区，通过固化剂及粉煤灰对粉砂土固化，将粉砂土应用于高等级公路底基层，满足路用性能要求。试验结果表明：固化剂粉煤灰稳定粉砂土无侧限抗压强度随龄期的增长存在 e 函数关系。固化剂粉煤灰稳定粉砂土的干缩系数在前期均低于二灰稳定粉砂土及二灰稳定粘土；而在后期，固化剂粉煤灰稳定粉砂土的干缩系数与二灰稳定粉砂土及二灰稳定粘土的干缩系数很接近。关键词：固化剂；粉煤灰；稳定粉砂土；龄期 中图分类号：U 文献标识码：A 文章编号：（）第一作者：刘国柱（），男，助理工程师Emial：lgz hntri com 收稿日期：我国黄河冲击流域多为粉砂土，粉砂土是一种稳定性较差的筑路材料，因此很少用于高等级公路路面底基层。目前为保证工程质量，公路在对路基及基层处理中多采用水泥和石灰作为主要的胶结材料，这些材料在粉砂土固化过程中存在质量不稳定，污染严重，施工不便等缺陷，且易出现强度不足和裂缝等问题。本研究采用土壤固化剂及粉煤灰来固化粉砂土，其路用性能均满足高等级公路底基层要求，大范围应用将大量节省砂石料的用量，减少粉煤灰堆放，抑制了自然资源的破坏性开采，对经济和环保方面都具有重要的意义。1 材料与配合比1 1 原材料郑州新力电力有限公司粉煤灰，密度 gcm，烧失量 ，比表面积 mkg。粉砂土最佳含水量 ，最大干密度 gcm，液限 ，塑限 ，塑性指数 ；粘土最大干密度 gcm，液限 ，塑限 ，塑性指数 。1 2 最佳配合比确定根据枟公路工程无机结合料稳定材料试验规程枠（JTG E）中 T 的规定的无机结合料稳定材料无侧限抗压强度试验方法，在压实度为，试件在标准养护室内养护 d 后，对 种稳定土（固化剂粉煤灰稳定粉砂土、二灰稳定粉砂土、二灰稳定粘土）进行最佳配合比确定，确定的固化剂粉煤灰稳定粉砂土的最佳配合比为固化剂：粉煤灰：土 ：；确定二灰稳定粉砂土最佳配比为石灰：粉煤灰：土 ：，二灰稳定土粘土最佳配比为石灰：粉煤灰：土 ：。2 试验结果与分析2 1 稳定土无侧限抗压强度研究本研究采用最佳配合比，测定压实度为 的固化剂粉煤灰稳定粉砂土、二灰稳定粉砂土及二灰稳定粘土 、d 无侧限抗压强度，见表 。表 稳定土无侧限抗压强度MPa配合比 d d d d d d固化剂粉煤灰稳定粉砂土摀 浇 怂 趑 二灰稳定粉砂土 浇 怂 趑 二灰稳定粘土 浇 怂 趑 由表 可知，固化剂粉煤灰稳定粉砂土的加固效果明显，早期强度增长快，d 强度为 畅，d 达到畅 MPa，满足高等级路面底基层无侧限抗压强度 粉 煤 灰 综 合 利 用FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION2013 NO 3试 验 与 应 用畅 MPa 的要求，d 达到 畅 MPa，后期增长强度较慢，d 强度为 畅 MPa，d 为 畅 MPa。二灰稳定粉砂土试件 d（饱水）难以成型，d 无侧限抗压强度为 畅 MPa，不满足高等级路面底基层无侧限抗压强度 畅 MPa 的要求。二灰稳定粘土试件 d（饱水）难以成型，d 无侧限抗压强度为畅 MPa，d 强度为 畅 MPa，d 和 d 强度分别为 畅MPa，畅 MPa。在任何相同养护龄期下，固化剂粉煤灰稳定土的无侧限抗压强度比二灰稳定土的无侧限抗压强度要大。图 无侧限抗压强度随龄的期变化规律如图 所示，固化剂粉煤灰稳定粉砂土无侧限抗压强度随龄期增长存在 exp 函数关系。二灰稳定土在养护龄期 d 内及 至 d 两段时间内，无侧限抗压强度的增长速率分别接近线性，且 d 内无侧限抗压强度较后期增长快。养护龄期在 d 内时，固化剂粉煤灰稳定粉砂土的无侧限抗压强度增长率较二灰稳定土的无侧限抗压强度增长速率要快，养护龄期在 d 至 d 时，土壤固化剂粉煤灰稳定粉砂土的无侧限抗压强度增长速率与二灰稳定土的无侧限抗压强度增长速率接近。2 2 稳定土间接抗拉强度试验研究根据枟公路工程无机结合料稳定材料试验规程枠（JTG E）中 T 的规定的劈裂强度试验，压实度为 ，试件在标准养护室内养护 d、d、d、d 和 d 后，对固化剂粉煤灰稳定粉砂土及二灰稳定土进行了劈裂强度试验。见图 。由图 可知，对于固化剂粉煤灰稳定粉砂土、二灰稳定土，养护龄期为 d 的劈裂强度较 d 龄期强度增长量分别为 MPa、MPa 和 MPa，这说明初期固化剂粉煤灰稳定粉砂土较二灰稳定土劈裂强度增长快；而 当龄期达到