公路土基抗冻性能的改善

时洪顺，于 丹

(1.长春市环城公路管理段;2.长春市公路规划勘测设计院)

公路土基抗冻性能的改善

时洪顺1，于 丹2

(1.长春市环城公路管理段;2.长春市公路规划勘测设计院)

通过对公路土基产生冻胀的分析，研究防止公路土基冻胀的方法，确定在公路路基施工过程中采用节约能源和降低成本的有效方法。施工过程中根据本地区的实际情况，根据施工工期、质量和成本要求，采用适宜的方法改善公路土基的抗冻性能。总结了适合寒冷地区借鉴和推广并且施工工艺简单的改善土基抗冻性能的方法。

土基抗冻性能;改善路基土结构;土基施工工艺

1 前言

吉林省长春地区属温带湿润、半湿润大陆性季风气候，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥。由于冬季气温较低，蒸发微弱，降水量虽不十分丰富，对长春地区公路土基的破坏较严重。为了减少严寒对路基土的冻胀破坏，改善公路的使用性能，在公路施工过程中不断采用先进的施工工艺和方法改善路基土的结构，降低土基冻胀对公路的破坏。

2 防止土基冻胀的方法

2.1 换填的利弊

在地下水位较高的地段，防止土基产生冻胀可以采用许多方法。最常用的方法是以非冻胀土代替冻胀土进行换填。这种方法能够改变土基结构，起到一定的保温作用，施工质量达到要求，可以很好地起到防冻作用，但远距离运输非冻胀土或者换土深度过大时，成本较高，而且施工难度大，很难到施工规范要求，有时还会产生冻胀现象。

2.2 用物理及化学原理对土进行处理

2.2.1 物理方法处理

(1)实践证明，防止土基冻胀的有效措施是采用物理及化学原理对土进行处理。按物理、化学性质考虑，对土的影响可分为憎水作用、盐渍作用、聚集作用(凝结作用)与分散作用等。这些作用都会改变土基的自由表面能。减少土的冻胀性，可借助于盐渍作用，如采用含钠或含钙的盐类，使土产生盐渍作用，增加憎水性能，可获得较好的防冻胀效果。

(2)采用使土分散作用的方法，对防止冻胀也获得了较好的效果，有效期较长。分散剂的有效性有钾与钠的氧化物、磷酸钠、含钠的蒙脱土、四磷酸钠。采用Na3PO4改善土发生物理作用，增加土的分散性，经过多次冻融循环，还能保持这种特性。为了改善土的抗冻胀性能，对掺加盐类的综合外掺剂和土中加入少量的胶结物，如1%的硫酸钠，都获得显著效果。

(3)通过对掺加IIBC的土微团聚体的分析说明，其分散度下降较大，但砂粒占的比例有所增加。在凝结作用过程，胶体、粘土和粉土颗粒与形成的不同形状、不同尺寸的坚硬的聚合体相接触部分表面硬化，因而增加了亲水性。掺IIBC的土增加了憎水性，IIBC与矿物质颗粒能牢固地联接，包附蒙脱土颗粒后，进入结晶体的晶格空间中。

2.2.2 化学试剂处理

采用综合外加剂改善土的抗冻胀性能，效果较好。研究结果如表1。经掺外加剂的土，其微团聚体与原有粉质重亚粘土有很大的差别。如向含60.30%的粉质粘土颗粒的土类中掺入10%的H2SiF6和0.5%的IIBC后，使土中含的砂颗粒相应增加到86.38%。

表1 研究结果分析表

3 结论

对公路土基防冻胀处理方式的选择，关系到公路的造价和施工的难易，必须慎之又慎。既要防冻胀破坏，又要降低工程造价。在今后的公路设计与施工中不断地总结经验，进一步完善新型材料的防冻理论和实际运用经验，既能有效防止土基冻胀，又能降低成本，减少公路建设、养护的费用。

U416.1

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1008-3383(2012)11-0062-01

2012-06-11