浅谈土壤固化剂给道路工程带来的效益

随着科学的发展、国民节能环保意识的加强，土壤固化剂行业的繁荣掀起了一场路基材料的伟大革命。被美国《工程新闻》称为20世纪最伟大的发明之一。日本称之为21世纪的新型材料。

自从20世纪90年代引入土壤固化剂到我国以来, 科学研究方面已经取得了一定的成果,并且我国建设部于1998年6月30日发布了土壤固化剂的行业标准 (CJ/T3070—1998)。国内土壤加固剂在路基加固、堤坝防护、渠道防渗等方面得到的一些实际应用,在减少工程费用、提高路基强度、减少施工工期、增强 土体稳定性等方面取得了一定的效果。

土壤固化剂是一种由多种无机、有机材料合成的用于固化各类土壤的新型节能环保工程材料。它与土壤混合后通过一系列物理化学反应来改变土壤的工程性质，能将土壤中大量的自由水以结晶水的形式固定下来，使得土壤胶团表面电流降低，胶团所吸附的双电层减薄，电解质浓度增强，颗粒趋于凝聚，体积膨胀而进一步填充土壤孔隙，在压实功的作用下，使固化土易于压实和稳定, 从而形成整体结构，并达到常规所不能达到的压密度。经过土壤固化剂处理过的土壤，其强度、密实度、回弹模量、弯沉值、CBR、剪切强度等性能都得到了很大的提高，从而延长了道路的使用寿命，节省了工程维修成本，经济环境效益俱佳，是当前理想的筑路材料选择。

用土壤固化剂筑路，可以可以替代大量的石灰、水泥、粉煤灰、碎石等传统筑路材料，节省资源、能源，节约土地等，经济效益增加显著。

（1）降低工程造价，固化土技术有利于节约建设资金。

造价较传统修筑方法降低20—30 ％左右。道路级别越高其经济效益越明显。由于材料费约占工程建筑安装费的 70％，而其中材料的运输费又占了材料费的70％。如果用复合固结土技术替代二灰碎石，或用水泥稳定沙砾做路面基层，仅材料费一项就可以节约本结构层工程造价的40％。用传统材料修筑二级公路，每公里公路占用料场两亩左右，占地费用约35000元。由于复合固结土的稳定性好，较传统石灰土基层结构可适当降低路基高度，减少路基土方工程量。综合起来，每公里二级公路可节省投资约24万元。高速公路、一级公路甚至可以节约资金135万元以上。

（2）就地取材，节约能源。

使用土壤固化剂筑路，不需要号砂、号石，只需按土壤性质试配相应的土壤固化剂，无论是风沙土、碱土还是泥土，就地取土即可用于道路工程。材料的运输费、料场占地费等就可以节约。用土壤固化剂代替传统材料施工的话，如宽度（m）*厚度（m）是40*0.4的话，一级公路料场的占地面积就可以节约850m2，按料场的占地费10元/ m2计算，那就可以节约费用8500元，单单这一项修一条道路可以节约的费用就可想而知了。

（3）施工期短、施工设备简单。

把土壤固化剂与土按一定的含水率拌合均匀，铺在路槽里，用8t 以上压路机随铺随压，碾压过的路基夏季2 天，春秋季节3—7 天即可通车。不需要像传统筑路方法为施工准备临时路。人工费、机械租赁费、燃油费用也就大大的降低了。

（4）维护费用低。

对路基层危害最大的是水软化问题、体积缩胀问题和冲刷问题。这三种主要危害，对经过碾压的土壤固化剂混合土的影响甚微，故其返修率为零。

（5）节能环保。

传统筑路材料开采破坏植被，污染环境。尤其是石灰，水泥生产中要消耗大量的煤炭资源并释放大量的二氧化碳温室气体，加剧了全球温室效应。该技术减少了这些传统胶结材料的使用量，有利于节省资源和能源，有利于生态环境的保护。挖河采沙、炸山碎石会破坏自然，污染环境，采用本项技术以广泛分布随处可取的土壤替代砂石料，有利于公路的可持续发展，符合我国建设资源节约型、环境友好型社会的要求。

以下是经济、环境效益分析一览表：

注：

1、表中水泥、石灰、土壤的配合比是根据施工经验估计的中间值，具体工程的配合比以试验报告的要求为准。

2、工程实践表明，由于固化土基层的抗压强度等指标远超过传统的砂石料路基，故可根据设计变更，适当减少基层和面层的厚度，表中为方便计算和比较，基层的厚度均取0.4 m，即基层0.2 m，底基层0.2 m，实际工程中，经济效益更加明显。

3、土壤固化剂的掺量范围为干土重量的0.01%—0.02%，混合料按2000kg/m3计算，实际密度以现场测试的数据为准。

4、这种复合固结土路面基层的材料及其施工方法以分布广泛的土为主要材料，可就地取材、可节省大量的燃油费，由于工程情况各异无法定量计算，在本表中不再列出。

5、表3是在综合表1和表2的基础上制出的，其中水泥、石灰、燃油的计算价格分别为：300元/吨、250元/吨、5000元/吨，料场的占地费按10元/㎡计算，全国各地情况各异，本表数据仅供参考，实际工程以当地的材料价格进行计算。

由上述分析可以得出：土壤固化剂能产生巨大的效益。随着对土壤固化剂的兼容性或特殊性、固化机理、性能和工艺等继续进行深入的研究,土壤固化剂作为一种新型的土木工程材料,其在工程领域有着良好的性能和巨大的发展潜力。在未来的工程领域中,土壤固化剂将会发挥更大的作用,有着美好的应用前景。

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