張國杰

(承德市公路工程管理處　承德　067000)

無機結(jié)合料改良鹽漬土試驗分析

張國杰

(承德市公路工程管理處承德067000)

摘要渤海地區(qū)土壤受鹽水侵蝕，鹽漬土廣泛分布。選用滄州市沿海地區(qū)不同類型鹽漬土，對比分析石灰、粉煤灰等無機結(jié)合料單一或組合加固鹽漬土對其無側(cè)限抗壓強度、耐久性等路用性能的影響規(guī)律，為利用當(dāng)?shù)佧}漬土修筑路基提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞鹽漬土無機結(jié)合料抗壓強度耐久性

鹽漬土顧名思義即被鹽污染的土，鹽是降低路面強度、破壞道路路面、減弱封層作用的最大殺手。在我國鹽漬土地區(qū)，公路病害主要有鹽脹、翻漿、溶陷和腐蝕等，具體的主要表現(xiàn)為:地基的不規(guī)則沉降變形；瀝青面層鼓包、脫落、網(wǎng)裂；基層材料溶陷導(dǎo)致路基出現(xiàn)空洞、翻漿等病害[1-2]。如何結(jié)合渤海地區(qū)的天然鹽漬土的特點，選取不同類型的鹽漬土進行試驗分析，確定處治技措施，將鹽漬土變廢為寶修筑道路路基，具有重要的社會意義和經(jīng)濟效益。

1　土樣類型選取

為了分析不同含鹽量對地基土工程性質(zhì)的影響及添加無機結(jié)合料對其性質(zhì)的影響，制備 6 種不同性質(zhì)土樣，表1列出了不同土樣性質(zhì)參數(shù)。

表1　6種不同性質(zhì)土樣性質(zhì)參數(shù)

2　路用性能試驗

2.1抗壓強度試驗

按照土工試驗規(guī)程制作試件[3]，在標(biāo)養(yǎng)室對試件養(yǎng)生至齡期7,28,90,180d，對試件進行無側(cè)限抗壓強度試驗，表2中列出了各土樣不同齡期無側(cè)限抗壓強度。

表2　各土樣不同齡期無側(cè)限抗壓強度

由試驗結(jié)果可以得出:

(1) 在各種土樣試驗方案中，抗壓強度均隨齡期增加而增長。在摻加無機結(jié)合料以后，鹽漬土齡期強度顯著增大，說明石灰和水泥的摻量越大，改良鹽漬土的強度越高。

(2) 鹽漬土中摻入石灰、粉煤灰后其抗壓強度隨齡期變化較大，180d齡期時的抗壓強度比28d齡期時的抗壓強度增加約216%～257%，28d齡期時的抗壓強度比7d抗壓強度增加約50%，強度增長量相對較小，說明摻入石灰后對鹽漬土后期強度增長具有顯著效果，對早期強度的提高作用較小。

(3) 在鹽漬土中同時摻入石灰和水泥后鹽漬土抗壓強度得到顯著提高，180d齡期時的抗壓強度比7d抗壓強度增加約406% ，水泥的加入使得改良鹽漬土的7d強度提高幅度很大，說明早期在鹽漬土中加入水泥改良效果最好。

2.2抗壓回彈模量試驗

根據(jù) 《公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》中規(guī)定[4]，試件采用尺寸為高和直徑均為10cm的圓柱體，齡期為14,28,90,180d，養(yǎng)生室條件控制在恒溫20 ℃，相對濕度不小于90%，并在齡期最后1d浸水24h，取出試件進行試驗。

對上述6種不同土體制作的試件，測其28,90,180d的抗壓回彈模量值，試驗結(jié)果見表3。

表3　各土樣不同齡期抗壓回彈模量測試結(jié)果

由試驗結(jié)果可以得出:

(1) 各土樣的抗壓回彈模量隨齡期的增加而增長，鹽漬土中含鹽量較大且未摻加無機結(jié)合料時,隨齡期的增長抗壓回彈模量變化較小,28d齡期與180d齡期的抗壓回彈模量僅相差約12%。

(2) 當(dāng)鹽漬土中摻入無機結(jié)合料后，其抗壓回彈模量隨著無機物摻量增加而增大，但其早期強度增大幅度較小，在摻入水泥后的石灰改良鹽漬土中，回彈模量提高顯著，90d齡期時的抗壓回彈模量比石灰改良鹽漬土提高約15%，180d齡期時的抗壓回彈模量比石灰改良鹽漬土提高約14%，這說明水泥對于提高改良鹽漬土的抵抗變形的能力有顯著作用。

(3) 改良鹽漬土的抗壓回彈模量受齡期和無機物的摻量影響，與齡期和無機物摻量均成正比例關(guān)系。水泥或者石灰摻量越大，改良鹽漬土抗壓回彈模量越大，但是隨著摻量的增加，摻入水泥的試件模量增長的速度較快，也就是說，提高改良鹽漬土的抗壓回彈模量，水泥更為有效。

2.3耐久性試驗

2.3.1干濕循環(huán)試驗

改良鹽漬土耐久性最重要的指標(biāo)就是耐干濕循環(huán)能力，就是改良鹽漬土抵抗自然環(huán)境中水分在土中變化產(chǎn)生破壞的能力。由于地基土處在地下水位以上，在毛細(xì)作用下不斷地吸入地下水，同時又受到面層傳遞熱量，通過蒸發(fā)作用不斷散失水分，從而導(dǎo)致地基土含水量無時無刻都在變化，地基強度也隨著發(fā)生變化。

試驗選取表1所列鹽漬土土樣制作試件，進行干濕循環(huán)試驗，試驗結(jié)果見表4。

表4不同土樣不同干濕循環(huán)次數(shù)前后強度對比MPa

土樣編號正常養(yǎng)護強度干濕循環(huán)1次后干濕循環(huán)5次后干濕循環(huán)10次后10.720.680.540.4420.610.580.380.3130.420.400.280.2241.221.191.010.9551.861.821.661.5862.442.412.282.22

由試驗結(jié)果可以得出:

(1) 鹽漬土含鹽量對其耐久性影響較大，隨著含鹽量的增大，鹽漬土的耐久性降低。

(2) 鹽漬土中同時摻入石灰和水泥后，干濕循環(huán)前后強度損失量為 10%，相同條件下只摻加粉煤灰、石灰時，干濕循環(huán)前后強度損失量為15%～22%，加入水泥使得鹽漬土耐久性能有了明顯的增強，說明水泥能夠提高鹽漬土的水穩(wěn)性。

(3) 粉煤灰、石灰單獨使用對鹽漬土的耐久性提高的作用有限，在工程實踐中，可以和水泥聯(lián)合使用，提高鹽漬土的穩(wěn)定性。

2.3.2凍融循環(huán)試驗

鹽漬土抵抗自然環(huán)境中凍融產(chǎn)生破壞的能力是評價鹽漬土耐久性的重要指標(biāo)。鹽漬土的凍融試驗還沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過對比分析可以參考混凝土抗凍性試驗方法進行試驗[5-6]。

本次試驗采用5次循環(huán)，以質(zhì)量損失率作為評價指標(biāo)。試驗結(jié)果見表5。

表5　凍融循環(huán)5次前后質(zhì)量　%

由試驗結(jié)果可以得出：

(1) 鹽漬土未摻加石灰、水泥等無機結(jié)合料時，其吸水率大，凍融循環(huán)后質(zhì)量損失率較大，抗凍性較差，且隨著含鹽量的增加，鹽漬土凍融循環(huán)質(zhì)量損失率增大，含鹽量為 1% 和 2% 時土樣凍融循環(huán)質(zhì)量損失率比含鹽量為0.5%時的土樣增加 41%～68% ，說明含鹽量越大，鹽漬土抗凍性越差。

(2) 在鹽漬土中摻入石灰后，其吸水率減小，凍融循環(huán)后質(zhì)量損失率降低，與未摻加石灰相比，鹽漬土凍融循環(huán)質(zhì)量損失率減小約32%～46%，說明石灰的摻量增加，可以提高鹽漬土抗凍性。

(3) 通過對試驗結(jié)果分析，鹽漬土同時使用石灰和水泥共同改良質(zhì)量損失最小，抗凍性最好。

收稿日期：2015-04-07

DOI10.3963/j.issn.1671-7570.2015.04.038