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掺加剂路基改良技术研究 摘要 改革开放以来我国经济得到了飞速发展，客流量、货运量迅速 增长，对路基的强度、承载力、沉降量要求也越来越高，但我国幅员 辽阔，软土、黄土、冻土、膨胀土等不良土分布广泛，如何修建质量 好、费用低、施工期短的路基就成为一个突出问题。传统的换填法不 仅费用高，还会对环境产生很大的影响，而掺加剂路基改良技术则能 够解决上述问题，本文对不同掺加剂技术进行了介绍和对比，对路基 改良的微观机理进行了分析。 关键词：不良土 掺加剂 路基改良 微观机理 引言 本文将主要研究掺加剂路基改良技术，研究不同类型土的改良方 法及其微观机理的解释，进而对某一需要处理路基更加有针对性的提 出改良方案，以节约成本。作者按照从传统的改良技术到新型的改良 技术进行展开，对比总结了2008 年至2014 年国内外学者在掺加剂在 路基改良方面所做的工作。目前传统的掺加剂以水泥石灰为主，其加 固效果好，也比较廉价，因此使用广泛，在我国积累了许多成功的经 验，国外则主要研究新型的掺加剂，如石膏、研磨橡胶、玻璃、混凝 土等，相关技术仍处在研究阶段，还未推广，由于新型掺加剂加固效 果好、废物的再利用率高、施工周期短等优点而具有广阔前景。 主体 一、要点介绍 路基改良方法有很多，按照其技术措施的不同可以分为机械方法 （如压实、换填）、加入掺加剂（粘土、有机结合料、无机结合料、 高分子化合物及其他化学添加剂）和其他技术（如电化学加固、热处 理）等。在路线遇到不良地质情况而又不能改线的情况下，就要使用 路基改良技术。目前掺加剂可以分为两大类：无机类有石灰、水泥、 粉煤灰等，有机类则是沥青、有机高分子材料。改良后土的工程性质 得到了显著改善，主要表现在： 1.降低土的塑性，增大土的粘聚力和内摩擦角，有效提高土的抗剪强 度，使土的承载力、固结特性、压实特性得到显著改善； 2.使土的水稳性、抗冻性和耐干湿循环能力等耐久性有所改善； 3.强度和耐久性随着时间的增长不断提高； 4.扩大土料的应用范围，原料充足，使用成本低； 图1 粉煤灰 图2 石膏 加固机理： 1.水泥水解与水化反应：水泥颗粒表面矿物很快与土中水发生水解和 水化反应，反应方程式如下： （2 3Ca Sio ）6H o 3Cao 2Sio 3H o 3Ca(OH) 2 2 2 2 2 （2 2Cao Sio ）4H o 3Cao 2Sio 3H o 3Ca(OH) 2 2 2 2 2 3Ca Al o 6H o 3Cao Al o 6H o 2 3 2 2 3 2 4Cao Al o 2Ca(OH) 10H o 3Ca Al o 6H o 3Ca0 Fe o 6H o ， 2 3 2 2 2 3 2 2 3 2 生成的硅酸盐产物有很强的粘结力，能够提高土的强度。 2.离子交换作用：水泥、石灰等材料与水反应后，溶液中存在着大量 Ca 2 OH  的 、 ,这些离子与土颗粒表面吸附的金属离子进行吸附交换 后降低了土的亲水性和塑性，使分散颗粒形成较大的土团，土团充填 空隙，使其更加坚固。 3.硬凝反应：水泥水化反应深入，溶液中析出的钙离子数量超过上述 Sio Al o Ca 2 离子交换的需要后，在碱性环境中，组成土体矿物的 、 与 2 2 3 反应，逐渐生成不溶于水的稳定结晶化合物，如下： Sio2 Ca(OH)2 nH O CaoSio (n 1)H O 2 2 2 Al O Ca(OH) nH O CaoAl o (n 1)H O 2 3 2