公路路基材料评估与标准方法

稳定固化土具有水稳定性好、抗冲刷能力强、施工工艺相对简单等优点，但也存在易产生收缩裂缝等缺点，可通过添加固化材料，显著提高天然土壤的质量、强度、防水性和耐用度等。

我国公路分五个等级、两个标准，高速公路和一级公路要求固化土7 d饱水抗压强度在5 MPa以上，二、三、四级公路要求固化土的7 d饱水抗压强度大于3 MPa。为了提高固化土路面的耐磨性能，应在固化土路面上部铺设一层磨耗层，并定期维护。为了提高基层抗压强度，在基层固化土中掺入石子时应尽量选用较大粒径、掺入比例50%～60%为宜。在不做磨耗层的情况下，宜采用石屑修筑固化土路面，不宜采用5～25 mm石子，石屑固化土路面的耐磨性优于5～25 mm石子固化土路面。

稳定固化土用作公路路基材料通常需要测试其环境安全性和路基材料力学特性。环境安全性测试主要以毒性浸出试验为基础，判断其环境安全特性。路基材料力学特性主要通过测试液限、塑性指数、压实度和CBR（加州承载比）、无侧限抗压强度等力学特性参数，判断是否满足路基材料设计规范要求。具体力学参数测试及标准限值参照《公路路基设计规范》（JTG D30—2015）等相关测试标准，路基材料一般要求液限小于50%、塑性指数小于26等。

根据《公路土工试验规程》（JTG E40—2007）、《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51—2009）的要求，进行如下试验：

（1）对原状土做天然密度、含水量、塑限试验确定施工现场土壤的物理特性。

（2）对现场土进行击实试验。

（3）对现场土进行无侧限抗压强度试验和回弹模量试验。

（4）进行各种辅料配比混合土的击实试验。

（5）根据不同辅料配比混合土的最大干密度和最佳含水量，按照比例加入土壤固化剂制作试件，进行养护。对不同龄期（7 d、14 d、28 d）试件进行无侧限抗压强度、CBR承载比试验和回弹模量、抗冻等试验测试。

以下将主要以水泥稳定土和石灰稳定土为例介绍相关技术要求。

（一）水泥稳定土

水泥稳定土可用于各级公路的基层和底基层，但水泥土不得用作二级和二级以上公路高级路面的基层。

水泥稳定的中粒土和粗粒土用作基层时，水泥剂量不宜超过6%。必要时应首先改善集料的级配，然后用水泥稳定。只能使用水泥稳定细粒土做基层或水泥稳定集料强度要求明显大于规定时，水泥剂量不受此限制。水泥稳定土结构层宜在春末和气温较高季节组织施工。施工期的日最低气温应在5℃以上，有冰冻的地区应在第一次重冰冻（-3～-5℃）到来之前半个月到一个月完成施工。

水泥稳定土结构层施工时，应尤其遵守下列规定：

（1）土块应尽可能粉碎，土块最大尺寸不应大于15 mm。

（2）应达到表2-2按重型击实试验法确定的要求压实度（最低要求）。

表2-2 压实度要求

1.二级和二级以下公路

水泥稳定土所用的粗粒土、中粒土和细粒土应满足如下要求：

（1）水泥稳定土用作底基层。土中单个颗粒的最大粒径不应超过53 mm（方孔筛），水泥稳定土的颗粒组成应在表2-3所列范围内，土的均匀系数应大于5。细粒土的液限不应超过40，塑性指数不应超过17。对于中粒土和粗粒土，如土中小于0.6 mm的颗粒含量在30%以下，塑性指数可稍大。实际工作中，宜选用均匀系数大于10、塑性指数小于12的土。塑性指数大于17的土宜采用石灰稳定，或用水泥和石灰综合稳定。

表2-3 用作底基层时水泥稳定土的颗粒组成范围

（2）水泥稳定土用作基层。土中单个颗粒的最大粒径不应超过37.5 mm。水泥稳定土的颗粒组成应在表2-4所列范围内，集料中不宜含有塑性指数的土。对于二级公路宜按接近级配范围的下限组配混合料。(www.xing528.com)

表2-4 用作基层时水泥稳定土的颗粒组成范围

2.高速公路和一级公路

水泥稳定土所用的粗粒土和中粒土应满足如下要求：

（1）水泥稳定土用作底基层。单个颗粒的最大粒径不应超过37.5 mm。水泥稳定土的颗粒组成应在表2-5所列1号级配范围内，土的均匀系数应大于5。细粒土的液限不应超过40%，塑性指数不应超过17。对于中粒土和粗粒土，如土中小于0.6 mm的颗粒含量在30%以下，塑性指数可稍大。实际工作中，宜选用均匀系数大于10、塑性指数小于12的土。塑性指数大于17的土，宜采用石灰稳定，或用水泥和石灰综合稳定。对于中粒土和粗粒土，宜采用表2-5所列2号级配，但小于0.075 mm的颗粒含量和塑性指数可不受限制。

（2）水泥稳定土用作基层。单个颗粒的最大粒径不应超过31.5 mm。水泥稳定土的颗粒组成应在表2-5所列3号级配范围内。

表2-5 水泥稳定土的颗粒组成范围(通过质量百分率) 单位：%

续表

3.其他规定

根据土壤性质的不同，固化稳定化的材料和方法有所差异：普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥都可用于稳定土，但应选用初凝时间3 h以上和终凝时间较长（宜在6 h以上）的水泥，不应使用快硬水泥、早强水泥及已受潮变质的水泥;有机质含量超过2%的土，必须先用石灰进行处理，闷料一夜后再用水泥稳定;硫酸盐含量超过0.25%的土，不用水泥稳定。

各级公路用水泥稳定土的7 d浸水抗压强度应符合表2-6的规定。水泥稳定土的各项试验应按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》进行。

在水泥稳定土层施工前，应取所定料场中有代表性的土样按《公路土工试验规程》进行下列试验：颗粒分析、液限和塑性指数、相对密度、击实试验、碎石或砾石的压碎值、有机质含量（必要时做）、硫酸盐含量（必要时做）等。

表2-6 水泥稳定土的抗压强度标准 单位：MPa

（二）石灰稳定土

石灰稳定土适用于各级公路的底基层，以及二级和二级以下公路的基层，但石灰稳定土不得用作二级公路的基层和二级以下公路高级路面的基层。

在冰冻地区的潮湿路段及其他地区的过分潮湿路段，不宜采用石灰土做基层。当只能采用石灰土时，应采取措施防止水分浸入石灰土层。

石灰稳定土层施工时应遵守如下规定：细粒土应尽可能粉碎，土块最大尺寸不应大于15 mm。应达到表2-7中按重型击实试验法确定的要求压实度。塑性指数为15～20的黏性土及含有一定数量黏性土的中粒土和粗粒土均可用石灰稳定。塑性指数在15以上的黏性土更适宜于用石灰和水泥综合稳定;塑性指数在10以下的亚砂土和砂土用石灰稳定时，应采取适当的措施或采用水泥稳定;塑性指数偏大的黏性土，应加强粉碎，粉碎后土块的最大尺寸不应大于15 mm。可采用两次拌和法，第一次加部分石灰拌和后，闷放1～2 d，再加入剩余石灰，进行第二次拌和。

表2-7 石灰稳定土压实度要求

使用石灰稳定土时应遵守如下规定：石灰稳定土用作高速公路和一级公路的底基层时，颗粒的最大粒径不应超过37.5 mm;用作其他等级公路的底基层时，颗粒的最大粒径不应超过53 mm。石灰稳定土用作基层时，颗粒的最大粒径不应超过37.5 mm。级配碎石、未筛分碎石、沙砾、碎石土、沙砾土、煤矸石和各种粒状矿渣等均适宜用作石灰稳定土的材料。石灰稳定土中碎石、沙砾或其他粒状材料的含量应在80%以上，并应具有良好的级配;硫酸盐含量超过0.8%的土和有机质含量超过10%的土，不宜用石灰稳定。