7.2.2.1 路赛砂土固化剂简介
路赛砂土固化剂（“LS”固化剂）属于无机非金属材料，是利用本地多种无机微粉材料和工业废渣加工成的微粉与先进技术工艺复合而成的一种新型水硬性灰白色粉状材料。其加固原理是利用其微粉表面的凝聚机理和水化时产生的凝胶及结晶物质与被固结物中的无机成分相互作用，从而形成一种早强并保持后期强度不断提高的复合硅酸盐岩体。该产品具有施工简单、掺入量少、早期强度高、开放交通快及抗腐蚀性能好的特点；该产品主要用于沙漠三级公路以上底基层、基层及三级公路以下面层、沙漠井场及其他场地、沙漠建筑用砖固化等，调节不同比例也可适用于各种土壤和工业废渣、炉渣的固化以及水渠、堤坝等设施的防渗处理等，尤其是黏土含量偏高，干缩值大于10%的渣土原料效果更好。其社会经济效益主要表现为：
①该项目产品主要用于修筑沙漠公路，加入固化剂7%、沙漠沙93%，以固化剂替代常规的天然砂砾料，运距100km时，沙漠公路修筑每千米可节省投资10万元，该技术产品施工简单、造价低。如修筑100km沙漠公路，可减少外运砂砾石料280500t，相当于15t的运输车辆在旧公路上少行驶37400辆次，此交通量会使旧公路减少使用寿命约3年。
②该项目产品修筑沙漠公路，在达到与常规路面结构同等技术质量标准的情况下，固化粉剂材料外用量仅为天然砾石的6.33%，可大量节省运输费用，减少汽车尾气排放量，减轻环境污染，同时减少沙漠外围料场采石量，能有效保护自然环境。该项目最终将实现平均年产8000t砂土固化剂，年产值1024万元，年利润158.83万元，可新增就业人员16人，具有显著的经济社会及环境效益，其发展前景广阔。
据生产厂家称，该产品优势主要表现在以下几方面：
（1）技术优势。该产品7d无侧限抗压强度高达8.8MPa（试验路20cm厚，下为沙基），回弹模量达524MPa，弯沉值65（1／100mm），据新疆国际信息检索咨询中心检索，其指标远远高于同类产品。
（2）政策支持。在筑路中应用该研究项目产品可减少环境污染，且该项目产品能利用一定量工业废渣，为绿色环保产品。
（3）环保优势。
①路赛砂土固化剂的原料来源广泛，均为当地工矿企业半成品、成品及工业废渣，不污染环境。
②可大量减少砂砾石料外运量，就地取用沙漠沙，减少汽车尾气对环境的污染及开采砂石料对环境的破坏。
③经新疆维吾尔自治区环保监测中心站检测，该产品为无毒、无味、无害的绿色环保产品。
（4）专利保护。该项目成果知识产权归新疆赛里斯开发有限公司所有，专利申请已获国家知识产权局受理，受理号200410069259.8。
（5）合作开发。该项目将与同济大学、西安公路学院及新疆交通科研院联合实施项目研究。
主要优点归纳为：
①工厂预先配混——质量稳定。
②只需加水搅拌——简单易行。
③减少废料损耗——绿色环保。
④提高成本效率——高效施工。
⑤提高成本效益——节省时间和资金。
⑥独特化学性能——良好的抗渗、防冻、抗缩裂及抗腐蚀性能。
据生产厂家介绍，路赛砂土固化剂的主要技术指标见表7-33。
表7-33 路赛砂土固化剂主要技术指标
技术创新点有：
①在粉状固化剂系列中掺比量最少（7%）。掺量相同的情况下7d浸水后无侧限抗压强度高于同类相关产品。干缩率小（0.01%），是同类产品的50%，不收缩开裂并具有良好的抗腐蚀性能。
②原材料性能指标及成分组成允许值范围较宽。
③几种原材料混合比例在2%误差范围内，该产品质量仍能满足有关规范要求，有利于大规模工厂化生产。
国外固化剂主要为生物固化剂，其主要针对土壤固化，浸水后抗压强度难以达到公路有关规范要求，且其造价高于传统砂砾石基层；国内固化剂大多为国外或港台的内地代理公司，如新疆紫金道路技术开发公司，其代理产品为美国生物固化剂“铺而满”。国内砂土固化剂一般均为水、粉两型，且掺比量较大，早期强度、抗腐蚀性能及耐久性较差。
该产品的技术性能与国内外同类产品比较而言，具有以下特点：
①7d无侧限抗压强度高于国内外同类相关产品。
②在一体粉剂系列固化剂中，该产品在国内外同类相关产品中掺比量最少。
③该产品与国内外同类相关产品相比，具有不收缩开裂和抗腐蚀性好等特点。
与同类产品比较见表7-34。
表7-34 路赛砂土固化剂与同类产品比较
注：以1000m×8.5m×0.15m沙漠公路计算为例，砂砾料场超过160km，水稳层掺水泥5%，则采用常规铺路砂砾石料筑路技术，每千米造价为28.40万元。
据生产厂家资料（2004年7月），该产品正处于中试阶段。完成了原材料的选择及其主要成分的化验分析，并进行了原材料的配比优选，确定了砂土固化剂的原料成分组成方案；完成了砂土固化剂的生产工艺配比最佳配比组合方案，并确定了路赛砂土固化剂的设计配方；2004年4月经检验用该产品所施工的新疆准东沙南油田100m沙漠试验公路，在固化基层上没有铺筑任何结构层的情况下，已运行7个多月，没有发生任何破坏。经检测，其各项理化性能指标均达到《土壤固化剂》（CJ／T3073—1998）和《公路沥青路面设计规范》的标准要求。
技术检测、分析化验的情况：
①7d浸水后的无侧限抗压强度8.8MPa。
②回弹模量（20cm厚，下为沙基）为524MPa。
③弯沉值（20cm厚，下为沙基）为65（1／100mm）。
7.2.2.2 试验方案
通过多方比选，选用路赛砂土固化剂进行室内试验。如果室内试验效果较好，则可选用其进行工程试验；否则就另选其他的固化剂进行同样的试验。室内试验内容按照有关规范或规程的要求，主要有材料性能试验、不同掺量固化剂的击实试验、不同掺量固化剂加固风积沙的抗压强度试验等。
7.2.2.3 材料试验
用路赛砂土固化剂加固的风积沙取自塔克拉玛干沙漠腹地，风积沙样品编号A。该风积沙样品取自塔克拉玛干沙漠腹地复合型纵向沙垄分布区流动沙丘的表层，取样地点在塔中四井—塔中一井沙漠公路K17+880北侧路边。地理坐标为N39°17′26.2″，E83°46′29.4″。
对风积沙A进行的主要试验结果有：
（1）粒度成分见表7-35。
表7-35 风积沙A样品粒度组成
(www.xing528.com)
（2）化学成分见表7-36，矿物成分见表7-37，含盐量见表7-38。
（3）渗透试验结果见表7-39。
（4）振动压实与重型击实试验结果见表7-40及表7-41。
表7-36 风积沙A的化学成分 （%）
表7-37 试验样品A的矿物成分
表7-38 风积沙A的含盐量
表7-39 风积沙A的渗透试验成果表
表7-40 风积沙A振动压实试验成果表
表7-41 风积沙A重型击实试验成果表
此外，试验还知风积沙A样品的比重为2.68g／cm3，相对密度试验得最大干密度为1.651g／cm3，最小干密度为1.308g／cm3。
由击实曲线所得的特征点见表7-42。
表7-42 风积沙A击实试验特征点
注：1.第1组下栏的数字分别为风干含水量以及风干含水量状态下的击实密度（不是干密度）。
2.所谓最大干密度就是在此含水量下该沙样压实所能达到的最大干密度，这时的压实度为100%。
7.2.2.4 击实试验
沙样A按7%、9%、11%、13%的掺入量掺入路赛砂土固化剂，按《公路土工试验规程》进行重型击实试验，试验结果见表7-43。将表7-43资料整理分析后得表7-44。
表7-43 沙样A的击实试验结果
表7-44 沙样A的击实试验结果（最佳含水量）
由表7-44可知，随着固化剂含量的增加，从7%增至15%，最佳含水量有所增加，从8.8%增至9.7%，最大干密度有明显的增加，从1.723g／cm3增至1.827g／cm3，如图7-62及图7-63所示。
图7-62 不同路赛砂土固化剂条件下的最佳含水量
图7-63 不同路赛砂土固化剂及最佳含水量条件下的干密度
7.2.2.5 抗压强度试验
将路赛砂土固化剂掺入量为7%、9%、11%、13%、15%的加固风积沙按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中“无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法”的要求，成型6个小试件，测定其7d无限侧饱水抗压强度（养生7d，并在最后一天将试件浸泡在水中），见表7-45，整理后数据见表7-46。
表7-45 路赛加固沙7d饱水抗压强度 （MPa）
注：Cv为偏差系数；Rc0.95为概率为95%的抗压强度代表值（MPa）。其他未标明单位均为MPa。
表7-46 路赛加固沙7d饱水抗压强度（整理后） （MPa）
可以看出，随着固化剂掺入量的增加，其抗压强度也随之增加；固化剂含量达9%时加固沙7d饱水抗压强度能满足不小于1.5MPa二级和二级以下公路底基层的抗压强度要求，固化剂含量达11%时加固沙7d饱水抗压强度能满足2～3MPa高速公路、一级公路底基层的抗压强度要求，或能满足2～3MPa二级和二级以下公路基层的抗压强度要求。7d饱水抗压强度与路赛砂土固化剂掺入量的函数关系如式（7-29）所示：
将路赛砂土固化剂掺入量为7%、9%、11%、13%、15%的加固风积沙按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中“无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法”的要求，成型6个小试件，测定其28d无限侧饱水抗压强度（养生28d，并在最后一天将试件浸泡在水中），见表7-47，整理后数据见表7-48。
表7-47 路赛加固沙28d饱水抗压强度 （MPa）
表7-48 路赛加固沙28d饱水抗压强度（整理后） （MPa）
可以看出，随着固化剂掺入量的增加，其抗压强度也随之增加；固化剂含量达9%时加固沙28d饱水抗压强度能达到2.48MPa。28d饱水抗压强度与路赛砂土固化剂掺入量的函数关系如式（7-30）所示：
7.2.2.6 试验结果评价
路赛砂土固化剂加固风积沙的室内试验效果并不如生产厂家所说的那样好，且与后者所说相差较大。因此按计划不打算再进行工程试验。但试验结果也表明，用路赛砂土固化剂加固风积沙，在固化剂掺入量达9%时加固沙7d饱水抗压强度能满足不小于1.5MPa二级和二级以下公路底基层的抗压强度要求，固化剂含量达11%时加固沙7d饱水抗压强度能满足2～3MPa高速公路、一级公路底基层的抗压强度要求，或能满足2～3MPa二级和二级以下公路基层的抗压强度要求。可在塔克拉玛干沙漠腹地加固风积沙时用作路面底层或基层，且这样的试验结果也明显要好于用水泥做固化剂加固的风积沙。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
