复合稳定黄土性能提升技术及其施工评价方法研究

• 作 者: 梁志豪
• 出 处: 长安大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 道路工程 土壤固化剂 复合稳定黄土 配合比设计 施工工艺 质量评价

复合稳定黄土能够弥补石灰、水泥等稳定材料的缺点,又能发挥土壤固化剂的性能优势,在此基础上还能节省材料费用、减少石料开采与废气排放。但在实际工程应用过程中发现存在土壤固化剂对黄土的适用性较差,缺乏专用的材料组成设计方法以及施工工艺的问题,这些问题制约了复合稳定黄土在道路工程中的推广应用。针对以上问题,本文基于土壤固化剂的固化作用机理以及黄土的工程特性,采用改性木质素改良土壤固化剂,通过无侧限抗压试验、干湿循环试验对改良前后的土壤固化剂稳定黄土进行试验,并借助扫描电镜(SEM)探讨土壤固化微观作用机理;通过无机结合料与固化剂优化配伍,推荐适用于路面基层、底基层以及路基的复合稳定黄土配合比取值范围,结合固化剂剂量与塑限关系的建立,优化复合稳定黄土进行材料组成设计方法,并对设计后的复合稳定黄土进行水稳定性、干缩等性能验证;最后,结合室内试验与试验段铺设,研究复合稳定黄土的施工工艺与质量控制技术。研究结果表明:木质素粉末能与粉质黄土发生水解及质子化反应,与土壤固化剂配合使用能够优化黄土的强度构成,从而显著地改善黄土的湿陷性;无机结合料与土壤固化剂对复合稳定黄土无侧限抗压强度影响存在一定数量转化关系,基于固化剂剂量与复合稳定黄土塑限关系提出的组成设计方法可以缩短试验周期、节省材料用量、提高设计的精确度;在最佳配合比下的复合稳定黄土试件具有较高的无侧限抗压强度以及劈裂强度,并且强度随养护时间的增加而显著增大,耐水性能及干缩性能等都有不同程度的提升;从试验段铺设结果来看,离子电导率能够反映出土壤固化剂溶液的均匀情况,当电导率保持稳定时可认为固化剂溶液均匀;借用修正后的克里斯琴森均匀公式能较好评价复合稳定黄土中土壤固化剂的拌和均匀性。本文研究成果为复合稳定黄土材料在黄土地区道路工程的大范围推广应用提供技术支撑和参考。