本发明涉及土木建筑材料技术领域，特别涉及一种用于路基的改良黄土填料及其使用方法。
背景技术：
黄土在我国分布比较广泛，在我国的西北地区比如陕西、宁夏、甘肃、青海、新疆、内蒙古以及山西等省区都有大面积的黄土及黄土类土分布。由于黄土特殊的工程性质，具有湿陷性和较低的承载力，极易产生各种各样的工程质量事故，严重影响了行车安全、行车速度及公路的使用寿命。
黄土富含碳酸钙成分及其结核，并含有少量中溶盐和易溶盐，一般无明显层理，有堆积间断的剥蚀面和埋藏的古土壤层，天然状态下含水率低，遇水易崩解，表层多具有湿陷性，易产生潜蚀形成陷穴等。黄土路基路面常出现横向裂缝，裂缝处出现差异沉降，产生错台；路面出现纵向裂缝，严重时裂缝向路肩边缘伸展，形成滑裂面；填方路基完工后路基整体或局部沉陷。
湿陷性黄土地基处理的目的是改善土的性质，减少土的渗水性、压缩性，控制其湿陷性的发生，部分或全部消除它的湿陷性。常处理湿陷性黄土地基的方法有垫层法、强夯法、挤密法、预浸水处理等。而这些处理方法要求高、施工难度大。而进行土壤改良，从根本上解决黄土存在的易沉陷的问题，不仅可以消除黄土的湿陷性，还可以降低对施工的要求，提高经济效益。
本发明提供一种用于路基的改良黄土填料及其使用方法，提高黄土的防渗性能，改良的黄土具有水稳定性、抗变形、抗裂等良好性能。且本发明提供的使用方法，施工要求低、步骤简单、就地取材，具有良好的经济效益。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种用于路基的改良黄土填料及其使用方法，提高黄土的防渗性能，改良的黄土具有水稳定性、抗变形、抗裂等良好性能。且本发明提供的使用方法，施工要求低、步骤简单、就地取材，具有良好的经济效益。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
本发明提供一种用于路基的改良黄土填料，其特征在于，所述改良黄土填料由以下重量份数的物质组成：黄土65-85份、高岭土12-25份、矿渣5-10份、粉煤灰8-12份、减水剂2-5份、纤维0.5-2份、固化剂12-18份。
本发明采用高岭土提高黄土的防渗性能，充分利用高岭土成分中的高岭石和蒙脱石能够与黄土成分发生固化反应的原理，提高黄土的防渗性能，具有良好的经济效益和社会效益。
其中，所述减水剂为早强型聚羧酸系减水剂。早强型聚羧酸系减水剂由聚羧酸盐减水剂、早强防冻剂、引气剂、水配制而成。早强型聚羧酸系减水剂制备包括以下步骤：a.聚羧酸高性能减水剂的合成：往反应釜中加入甲氧基聚乙二醇，搅拌加热，再加入甲基丙烯酸、吩噻嗪、对甲基苯磺酸，加热到120℃，保温6小时，得到大单体甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯；加热融化，滴加甲基丙烯酸和过硫酸铵溶液，滴加氢氧化钠溶液调节ph为6.5；b.配制早强防冻剂溶液：称取水加入反应釜中，加入甲酸钙；加入三乙醇胺等制成早强防冻剂溶液；c.引气剂的制作：称取水加入反应釜中，加入粉状三级松香，得引气剂；d.成品制作：称取聚羧酸减水剂加入到反应釜中，将引气剂、早强防冻剂溶液加入反应釜中。
其中，所述固化剂由六水合硫酸铝钾15-20份、铝硅酸钠30-45份、铝硅酸钙30-45份、硫酸钠10-15份、氯化铝1-3份和氯化镁1-3份组成。
其中，所述纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维其中的一种或几种。
本发明中采用纤维进行改性，不仅可以限制土体的侧向变形，也可以控制土体的竖向变形，它具有一般加筋土所没有近似各向同性的力学性质以及良好的工程性质。纤维这种材料，在荷载作用下，能改善应力传播和应变分布，避免土体形变过程中的不连续性，改善土体的受力性能。纤维还能有效地改善土体的微结构，提高土体抗剪强度、抗拉应力、抗裂能力，明显提高其后期强度，弥补土体多孔性、散体性、易裂性、易损伤的缺陷。经过纤维改性后可抑制因沉降差引起局部变形的情况。
一种用于路基的改良黄土填料的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括以下步骤：
a、搅拌机中加入黄土和高岭土，搅拌混合均匀，在其中洒水使其含水率为15%-18%，拌匀混合，在路基上铺摊混合好的黄土、高岭土混合物，盖上薄膜处理24小时；
b、经步骤a处理的黄土和高岭土混合物中添加矿渣、粉煤灰、减水剂和固化剂翻拌混合均匀；
c、将纤维进行剪切，将剪切的纤维均匀铺设在步骤b处理的土壤表层，翻拌均匀，整平、碾压、养护10-15天。
本发明提供的改良黄土填料，通过高岭土的作用改良其防渗性能，通过固化剂进行进一步的黄土固结，通过高岭土作用后再进行固化，解决了直接固化存在的土强度低、易开裂的问题，对固化具有促进作用，提高了其固结效果。最后再用纤维混合，显著提高路基土的结构强度、抗渗性、抗振性、抗风蚀性、稳定性、耐久性，并有效限制路基的侧向变形、控制路基的沉降变形。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果：
1、本发明采用高岭土、固化剂和纤维进行改性，提高了黄土路基的防渗性能，提高土体抗剪强度、抗拉应力、抗裂能力，明显提高其后期强度，弥补土体多孔性、散体性、易裂性、易损伤的缺陷。
2、本发明提供的改良黄土的使用方法，施工方式简单，且使用的原材料可就地取材，具有良好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和要点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1改良黄土填料的使用
包括以下步骤：
（1）原料准备：a、取六水合硫酸铝钾15份、铝硅酸钠35份、铝硅酸钙35份、硫酸钠15份、氯化铝3份和氯化镁1份混合均匀，制得固化剂；
b、早强型聚羧酸系减水剂制备：往反应釜中加入甲氧基聚乙二醇，搅拌加热，再加入甲基丙烯酸、吩噻嗪、对甲基苯磺酸，加热到120℃，保温6小时，得到大单体甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯；加热融化，滴加甲基丙烯酸和过硫酸铵溶液，滴加氢氧化钠溶液调节ph为6.5；称取水加入反应釜中，加入甲酸钙；加入三乙醇胺等制成早强防冻剂溶液；称取水加入反应釜中，加入粉状三级松香，得引气剂；称取聚羧酸减水剂加入到反应釜中，将引气剂、早强防冻剂溶液加入反应釜中。
c、原料称取：称取黄土65份、高岭土12份、矿渣10份、粉煤灰12份、早强型聚羧酸系减水剂2份、聚酯纤维0.5份、固化剂18份。
（2）施工：a、搅拌机中加入黄土和高岭土，搅拌混合均匀，在其中洒水使其含水率为15%-18%，拌匀混合，在路基上铺摊混合好的黄土、高岭土混合物，盖上薄膜处理24小时；
b、经步骤a处理的黄土和高岭土混合物中添加矿渣、粉煤灰、减水剂和固化剂翻拌混合均匀；
c、将纤维进行剪切，将剪切的纤维均匀铺设在步骤b处理的土壤表层，翻拌均匀，整平、碾压、养护10-15天。
实施例2改良黄土填料的使用
包括以下步骤：
（1）原料准备：a、取六水合硫酸铝钾15份、铝硅酸钠35份、铝硅酸钙35份、硫酸钠15份、氯化铝2份和氯化镁2份混合均匀，制得固化剂；
b、早强型聚羧酸系减水剂制备：往反应釜中加入甲氧基聚乙二醇，搅拌加热，再加入甲基丙烯酸、吩噻嗪、对甲基苯磺酸，加热到120℃，保温6小时，得到大单体甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯；加热融化，滴加甲基丙烯酸和过硫酸铵溶液，滴加氢氧化钠溶液调节ph为6.5；称取水加入反应釜中，加入甲酸钙；加入三乙醇胺等制成早强防冻剂溶液；称取水加入反应釜中，加入粉状三级松香，得引气剂；称取聚羧酸减水剂加入到反应釜中，将引气剂、早强防冻剂溶液加入反应釜中。
c、原料称取：称取黄土85份、高岭土20份、矿渣10份、粉煤灰10份、早强型聚羧酸系减水剂3份、聚乙烯纤维1.5份、固化剂12份。
（2）施工：a、搅拌机中加入黄土和高岭土，搅拌混合均匀，在其中洒水使其含水率为15%-18%，拌匀混合，在路基上铺摊混合好的黄土、高岭土混合物，盖上薄膜处理24小时；
b、经步骤a处理的黄土和高岭土混合物中添加矿渣、粉煤灰、减水剂和固化剂翻拌混合均匀；
c、将纤维进行剪切，将剪切的纤维均匀铺设在步骤b处理的土壤表层，翻拌均匀，整平、碾压、养护10-15天。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。