抗疏力材料在道路建设中的应用研究
中国企业报
□李锋光/文
一、前言
粘土广泛分布在自然界中,由于粘性强、易加工、来源方便,被人们广泛使用在农业、工业和日常生活中以及道路的铺筑上。现在一般的道路结构是由下而上的土基层、路面基层、路面层构成。凡是用粘土构筑的土基层、水稳土路面基层、泥结碎石路面层,由于地表水与地下水的侵蚀,易造成路基软化、塌陷,最后使路面被破坏,道路通行困难。
为了解决上述问题,我国的科研工作者终于研发出了抗疏力新型材料。其方法是在粘土中按比例掺配抗疏力的粉剂与水剂,改变粘土的物理力学性质,使吸水、疏松、强度不高的粘土变成排水、致密、强度较高的土体。
该新型材料的产生,由于有优异的隔水性能和较高承载力等特性,将大量代替传统的路面基层和路基材料,在道路建设中得到广泛的应用。
二、抗疏力材料的特性
抗疏力材料是专为土壤稳固作用而开发的产品。任何粘性土壤都具有再石化的特性,而抗疏力系统就是加速这种石化的自然进程。用抗疏力材料按一定比例与土壤掺配,就能改变土壤微粒的物理性质,降低土微料界面活性,阻断土体中的毛细水通道,排斥出粘土微料表面的结合水和土中的自由水,压实土体中的空隙,利用土颗粒内部原始内聚力使其重新组合而产生不可逆转的凝聚,从而提高土体的承载力(素土提高3倍以上,加骨料可达3—9倍);阻止土中渗流;增强抗变形性(用做稳定土可压实立即通车);达到长期稳定直至板结固化。
抗疏力新型材料将环保、生态、再生和无老化期等特点融为一体。用该新型材料修建的水池和自然湖一样,保持生态平衡不阻断生物链,可以在池中养鱼。用该材料修筑的道路质量好、寿命长。
三、抗疏力材料在道路施工中的工艺流程
1、工程项目实施前,对该道路施工时所使用的材料送检。认证所用的骨料能满足项目所需(碎石或砾石)的筛分料度和石料的压碎值;测定粘土的液限和塑性指数;进行抗疏力材料出厂指标数据的检测。
2、进行抗疏力稳定土最佳配合比试件的实验室检测。用现场的粘土和砂、石(大致按1/3粘土,1/3砂,1/3碎石的比例)与抗疏力材料进行掺配,充分拌匀后做成一组试件,根据规范测出最大干容重、最佳含水量、CBR(加州承载比)值、渗透系数K值、回弹模量E值、无侧限抗压强度等。根据已测出的数据,确定最佳配合比。
3、根据设计规范对道路等级和交通流量等进行调查、计算并确定抗疏力稳定土的厚度设计与路面磨耗层的厚度设计。
4、根据设计要求进行施工作业。施工流程:平整土路基或抗疏力补强路基→拌合抗疏力稳定土→摊铺→碾压→做路面磨耗层→交工检测,开放交通→缺陷责任期→竣工验收。
四、推广应用抗疏力材料的前景和意义
抗疏力材料应用土力学原理,融合国内外现代高新技术而研发,具有独立的技术理论和自主知识产权的高新产品。是我国土力学科技工作者响应党中央号召,实践科学发展观,在应用土力学实践工作中的一个创新和发展。为我们在道路建设中节约大量材料和能源、延长道路的使用寿命和工程质量走出了一个新路子。
首先,我们在应用该材料进行道路施工时,可利用现场土壤,避免借料回填,其掺配骨料可使用现场附近的岩石或建筑垃圾代替,能节省大量材料费和运输费。如果是新建道路工程,土、石方调配合理,用抗疏力材料施工,其节约材料、能源和土地的效益同样巨大。
第二,抗疏力稳定土做的路面基层承载力较高且防水、防冻。这样路面上的地表水就不能穿透基层,路基下的地下水也不能透过基层侵入路基,使路基软化、塌陷,保证了道路的长期稳定。路面基层承载力提高后,可以适当减薄造价较高的路面的厚度,形成“强基薄面”的道路结构格局,从而进一步降低道路的造价。
第三,抗疏力道路具有施工程序简单,无需断道,无养护期的特点。抗疏力道路与普通道路施工方法基本相同,但只要碾压成型后,就可以开放交通,不须进行养生等工序。而该抗疏力稳定土越用车碾压,越致密越结实。
第四,抗疏力道路建成后,在行车碾压下逐渐板结固化,不易破损。大大延长了道路的小修、大修周期,节省了大量的后期维修费用。
第五,抗疏力稳定土是改变了物理特性的土,其粘土的成分并没有发生变化。该稳定土可以长期保存,反复使用。只要在最佳含水量条件下,进行碾压风干成型,照常保持防渗与高强度的特性。该材料绿色环保,不消耗有用的自然资源,也不产生废弃物污染环境。今后在房屋建筑、水利工程、机场、广场、垃圾填埋场、油井防渗等工程方面都具有广阔的应用前景。
(作者单位:苍山县交通局)