快速环保半刚性基层的现状及研究方向分析

快速环保半刚性基层的现状及研究方向分析

郭世平1武冬青2吴建新3李大钊4

1.连云港世博工程设计研究院有限公司；2.新加坡凯密林克科技集团公司；

3.淮海工学院；4.连云港华山市政工程有限公司

摘要：在公路建设过程中，半刚性基层裂缝是造成公路破损的关键，研究新型半刚性基层对于公路建设至关重要。通过改变半刚性基层的混合料，生产出高强、耐久的半刚性基层，旨在解决传统的半刚性基层产生的沉陷、坑槽、龟网裂等问题。本文引进新型Chemilink固化剂，并应用到道路基层中，形成快速环保的半刚性基层，成功的改善了软土性质，为相关的公路建设提供一定的参考。

关键词：环保；半刚性基层；公路建设

引言

在我国各等级公路建设中，半刚性基层结构具有至关重要的作用。通常情况下，路面裂缝问题可谓困扰公路建设的主要问题。例如，坑槽、龟网裂、沉陷等公路问题较为常见，多为20至50米不等，在路面裂缝存在时，地表水会沿裂缝渗透到公路结构内部，对公路造成不可逆转的破坏。车辆行驶在裂缝道路上，车身会产生一定的晃动，甚至引发交通事故，威胁人类的人身及财产安全。因此，对半刚性基层进行优化，创新半刚性基层生产工艺，解决公路裂缝等问题，是未来公路建设的发展趋势。研究快速环保半刚性基层对于实现公路建设健康、可持续发展，将带来一定的社会效益和经济效益，有深远的现实意义。

总所周知，土壤固化是快速形成半刚性基层的关键。本文采用凯密林克科技集团公司研发的新型Chemilink固化剂，并应用于道路基层中，有效改善了基层土壤的性质，使得基层土壤具有更强的耐久性和韧性。下文从土壤固化剂的国内研究情况入手进行分析。

一、国内外土壤固化剂技术研究情况

（一）国外土壤固化剂技术

传统的土壤加固材料有粉煤灰、水泥、石灰等，早在20世纪70年代，德、日、美等发达国家采用多种多样的土壤固化剂产品，取代传统的土壤加固材料，创新了土壤固化技术。例如，日本住友株式会社开发的土壤固化剂，美国路邦公司开发的路基强固剂，日本世纪东急工业株式会社开发的土壤安定剂。国外大量的工程实践表明，引入土壤固化技术能节省水泥、石灰等材料使用量，减少了工程成本，缩短了公路建设周期，实现了就地取材。因此，土壤固化技术的引入，为公路建设带来经济效益。在日本、美国、加拿大、澳大利亚、南非等国家很快形成产业规模，并不断对土壤固化技术进行完善。由于不同的固化剂对不同的土壤固化效果不同，因此，需要根据土壤的特点，采用与之相适应的土壤固化剂。如今，土壤固化技术已经在国外的公路建设中得到广泛应用，趋于成熟和系统化。

（二）国内土壤固化剂技术

我国对土壤固化剂技术的研究相比国外发达国家晚。至上世纪80年代初，我国科研院所及知名院校开始引进日本土壤固化剂及技术。北京建工学院、浙江大学、北京大学、山东大学等陆续开展对土壤固化技术的研究，在国外相关土壤固化技术的基础上，成功研制新型土壤固化剂。同时，国家十分重视对土壤固化技术的科研资金投入，全力支持知名院校的研发，提供大量的科研经费，其中，将“土壤固化剂的引进开发和应用”列为2010年拟定实施的33项交通科技重点项目之一。

二、半刚性基层的现状

目前，半刚性基层的研究及应用已经取得一定成果，但仍有待完善。半刚性基层在工程施工过程中存在裂缝问题，一般为半刚性基层自身存在质量问题，或是基层结构设计不合理，导致半刚性基层发生结构破坏。究其原因主要有以下几个方面：

首先，公路施工过程中，现场的基层碾压方式与室内成型方式存在一定的差异，导致基层碾压不良，基层的强度不够。

其次，公路施工过程中，水泥稳定碎石基层压实度标准低。导致半刚性基层的压实度不够，基层质量不高。

此外，施工规范规定的基层级配范围大，缺少合理的规范规定，工程质量难以得到保障。

最后，7天龄期的饱水无侧限抗压强度质量控制指标过于单一。

上述原因都会影响人们对半刚性基层的认识。在实际的公路施工过程中，为了达到设计强度指标，常采用增加水泥使用量的方法。此外，现场与室内的成型方法不匹配，导致室内静压法成型试件的强度远小于现场芯样无侧限强度，但在实际的工程施工过程中，常忽略此因素。可见，公路基层早期破坏与水泥剂量过高、压实度标准低、级配良等因素有关，提出有效的施工控制标准，采用科学有效的方法，模拟现场压实工况是解决问题的关键。

三、快速环保半刚性基层具有重要的应用价值

为改善半刚性基层的现状，基于新型土壤固化剂技术，我国成功研制快速环保半刚性基层，并广泛应用于各城市，推动路面基层产业的发展。

快速环保半刚性基层优于传统的基层，具有传统基层无法比拟的优势。首先，快速环保半刚性基层造价低。据相关数据，对于新建道路而言，采用快速环保刚性基层的造价为传统基层造价的89%；对于旧路改造道路而言，采用快速环保刚性基层的造价为传统基层造价的80%。

其次，快速环保半刚性基层能充分利用废料。例如，工程废弃土、工业废渣、建筑废料等，实现了废物再利用，减少了废物的占地空间大及污染问题，也减少了工程的开销，可谓两全其美。

最后，快速环保半刚性基层实现代替水泥稳定碎石基层。既能保护山体，又能节省碎石。

四、快速环保半刚性基层的是巩固工艺方向

对快速环保半刚性基层的研究，是未来公路施工工程的工艺发展方向。快速环保半刚性基层的研究，能实现公路施工的健康、可持续性发展。目前，对快速环保半刚性基层的研究方向主要有：

（一）快速环保半刚性基层较优固化剂用量研究

在无侧限抗压强度试验的基础上，研究Chemilink固化剂用量对半刚性基层强度、加州承载比及耐久性的影响。

（二）快速环保半刚性基层固化剂的固化时间研究

顾名思义，快速环保半刚性基层具有快速凝固的优势。需要根据相关规范，对Chemilink固化剂与传统的固化材料达到相同强度的时间进行测试，并对比。根据Chemilink固化剂凝固的时间数据，得出有效性结论。

（三）快速环保半刚性基层的合理厚度研究

将快速环保半刚性基层放于路面结构中，从弯沉及沥青面层层底拉应力等方面，对其厚度进行研究。目前，关于快速环保半刚性基层的此项指标，相关研究较少，因此，对该指标的研究具有很大的科研价值。

（四）快速环保半刚性基层的抗渗性研究

在路面结构设计过程中，地下水位通常为2.5米左右，但也不排除地下水位高的情况。在这种情况下，一旦路面两侧未设置渗水反滤层，就会产生地下水渗透的危险。因此，为了消除地下水渗透的隐患，需要对快速环保半刚性基层的抗渗性进行研究。

（五）快速环保半刚性基层的半刚性板体理论研究

快速环保半刚性基层的优势在于降低了道路的总沉降量。通过形成半刚性平台，最大程度地限制了道路的不均匀沉降。因此，依据力学理论，对快速环保半刚性基层的半刚性板体理论进行研究，是未来的热点研究方向。

（六）快速环保半刚性基层的施工工艺研究

在实际的施工过程中，如何将快速环保半刚性基层与施工工具有机地配合，并采用合适的施工工艺，完成公路施工过程，值得我们深入研究。

总结

快速环保半刚性基层的是巩固工艺方向。研究快速环保半刚性基层，能解决传统的半刚性基层存在的公路裂缝问题，是未来公路施工建设的发展方向，能有效保障公路施工的质量。

参考文献

[1]张宇，李新扬，庞道济.沥青路面半刚性基层增强封层施工工艺[J].重庆建筑，2017，16（5）：38-40.

[2]张宇，李新扬，庞道济.沥青路面半刚性基层增强封层施工工艺[J].重庆建筑，2017，16（5）：38-40.

作者简介：郭世平（1965.12-），男，汉族，江苏连云港人，院长/高级工程师，本科，连云港世博工程设计研究院有限公司，主要从事岩土工程、地基基础、工程勘察等领域的研究。