一种耐久性高液限土路基填料的复合改性方法与流程

本发明属于工程技术领域，涉及一种道路工程不良地基的处理方法，具体涉及一种耐久性高液限土路基填料复合改性方法。

背景技术：

高液限土分布于我国20多个省、市、自治区，所覆盖面积达10万km²以上，主要包括软土、膨胀土、红粘土、有机质土等，具有天然含水率大、塑性指数高、液限高、强度低，水稳定性差、耐久性差、施工困难等不良特性，具体表现为：（1）小于0.074mm的颗粒含量大于50%、液限wl>50%、塑性指数ip>26、天然含水率（超过最佳含水率3%）；（2）含水量较小时，土体强度高，随含水率增大，由于土体胀缩特性，强度衰减较快；（3）可压实性差，由于高液限土自身较高的含水率，很难达到可压实含水率，从而不能满足路基填筑要求。

随着公路建设的高速发展，大量分布的高液限土用于路基填筑，与此同时，大量公路工程病害层出不穷，主要包括：路基不均匀变形、面层裂缝、边坡塌陷等。高液限土填筑路基最简单有效的处理方法是将其废弃，然而，福建省沿海地区高液限土分布广范，路基填方量大，这样做不仅需要为这些弃土找堆放场地，造成大面积土地占用，还需要寻找工程应用性能良好的土，导致耗资巨大、环境破坏等问题。由此，寻求合理的改良方案显得十分重要。

通过大量调研发现，高液限土的改良方法主要表现为：（1）物理加固法，即用机械、施工工艺改进的方法对填筑土体进行加固，但并没改变土体的固有性质。（2）化学加固法，是通过加入外加剂，使土质的固有性质发生改变。（3）综合加固法，是在土壤中加入外加剂，再结合物理加固法，改变土体的力学特性。

基于高液限土天然含水率大、物理加固法施工周期长等特点，路基填筑时给晾晒、碾压带来很大困扰，所以对高液限土采用物理加固法并不适合。而化学加固改良对土体加固更快速，使施工更便捷，还能采用多种外加剂复合加固，组合方式灵活多样，所以化学改良法较为合适。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种耐久性高液限土路基填料复合改性方法，其可使得到的复合改良土具有较强的水稳定性及强度，以满足路基填筑要求，从而解决高液限土的处治问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种耐久性高液限土路基填料的复合改性方法，其是采用高吸水性聚合物（sap）和生石灰对高液限土进行复合改性，使所得复合改性土的cbr值大于8%；

其中，所述高液限土为重塑土，过2mm筛；

所述sap的吸水性大于500%，其用量为高液限土重量的0.01%~0.1%，优选为0.06%；

所述生石灰中氧化钙（cao）的含量大于95%，其用量为高液限土重量的1%~10%，优选为4%。

所述耐久性高液限土路基填料的复合改性方法包括以下步骤：

1）按比例取sap、生石灰和高液限土，备用；

2）将sap添加到高液限土中，200~500rpm拌和5~10分钟；

3）加入生石灰，继续搅拌10~20分钟使其混合均匀，即得到能够用于路基填筑的复合改良土。

本发明的有益效果在于：

本发明采用sap和生石灰这两种材料共同对高液限土进行复合改良，其中，sap具有较强的吸水作用，可降低高液限土的含水率，同时能够保持水分不易消散，为生石灰的水化反应提供有利环境，从而有助于提高高液限土的强度；而生石灰的使用不仅可增强土体强度，提高土体的cbr值。与传统单一采用生石灰改良方法相比，本发明采用sap和生石灰复合改良的方法不仅可节约生石灰用量，且sap的保水特性可为后期生石灰强度生长及养护提供有力环境，进而有效提高高液限土的强度、抗裂性、水稳定性、抗干湿循环能力等，以满足路基填筑要求。

附图说明

图1为生石灰改良土在击实曲线图。

图2为干湿循环不同次数后，复合改良土的强度变化曲线图。

具体实施方式

一种耐久性高液限土路基填料的复合改性方法，其是采用高吸水性聚合物（sap）和生石灰对高液限土进行复合改性，使所得复合改性土的cbr值大于8%；

其中，所述高液限土为重塑土，过2mm筛；

所述sap的吸水性大于500%，其用量为高液限土重量的0.01%~0.1%，优选为0.06%；

所述生石灰中氧化钙（cao）的含量大于95%，其用量为高液限土重量的1%~10%，优选为4%。

所述耐久性高液限土路基填料的复合改性方法包括以下步骤：

1）按比例取sap、生石灰和高液限土，备用；

2）将sap添加到高液限土中，200~500rpm拌和5~10分钟；

3）加入生石灰，继续搅拌10~20分钟使其混合均匀，即得到能够用于路基填筑的复合改良土。

为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。

1、试验用土

试验用土取自福建省漳州天宝至龙岩蛟洋高速公路改扩建工程a4标段，路段桩号为k59+560~k67+150，土样为含砂高液限粉土，具体特性参数如表1所示。

表1高液限土物理特性指标

2、高液限土路基填料的复合改性

（1）试验分为4组，按生石灰掺量分别为2%、4%、6%、8%（均为同土体的质量比）将其与烘干、过2mm筛的高液限土均匀拌合，采用直径为39.1mm，高为80mm的模具制样，装样前应将模具内壁先涂抹凡士林，在用保鲜膜包裹。

对四组不同生石灰含量下制备的土样进行击实试验，所得各组的最优含水率及最大干密度情况如表2所示，所得击实曲线如图1所示。

表2生石灰改良土的击实试验结果

（2）先按生石灰掺量分别为2%、4%、6%、8%（均为同土体的质量比）分为4组，再按sap掺量分别为0%、0.03%、0.06%、0.09%（均为同土体的质量比）将不同生石灰掺量的各组再分为4份。在（1）的基础上，根据各组最优含水率、93%压实度、模具体积及各掺量的配比计算出试样所需改良土总质量，然后将两种添加剂分别与高液限土均匀拌合（先添加sap材料，再添加生石灰）进行制样。

将制备好的试样放于温度为20±2℃，相对湿度95％的条件下分别养生28d，待养生结束后，对试样进行干湿循环试验（浸水12h，60℃下烘12h为一次循环），分别进行7次、12次循环，待循环结束后放入wdw-10型微机控电子式制式万能试验机上进行无侧限抗压强度测试，压力机移动速度控制在2mm/min，所得结果如表3所示，干湿循环后强度变化曲线如图2所示。

表3经不同干湿循环后改良土的无侧限抗压强度值

由上述结果可知，掺加sap及生石灰的复合改良土的抗压强值均大于同等掺比下单一生石灰改良土；生石灰含量为4%时，复合改良土的强度增大趋势达到最大；且当生石灰含量为4%、sap含量为0.06%时，7次、12次循环后的抗压强度值最大，分别为1.03mpa、0.96mpa，均大于其他sap掺量下的抗压强度。由以上可知，生石灰含量4%、sap含量为0.06%时为复合改良高液限土的最优配比。

（3）测试最优配比下的cbr值，结果如表4所示。

表4最优配比下改良土的cbr值

由表4可见，其cbr值均大于20%，完全满足路基填筑要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。