[發明專利]一種改良低液限粉土路基材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010219427.6
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111268951B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 包衛星;陳銳;苗金輝;李迪;李卓;蹇永明;黃翀垚;郭興會;張利斌
• 申請（專利權）人: 長安大學;中交二公局第六工程有限公司
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;E01C3/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李曉曉

本發明公開了一種改良低液限粉土路基材料及其制備方法和應用，該路基材料通過在低液限粉土中增加堿激發材料，堿激發材料包括粉煤灰、鋼渣、水泥和NaOH溶液；該路基材料將堿激發劑加入至路基材料中，堿激發劑具有耐低溫，抗凍融循環能力強，抗滲性好等特點，而且還能保證強度符合要求；采用的鋼渣和粉煤灰均為工業的廢料，價格便宜，可以降低工程成本，本發明的耐低溫，抗滲性好，抗凍融循環能力強。

【技術領域】

本發明屬于低液限粉土改良的技術領域，具體涉及一種改良低液限粉土路基材料及其制備方法和應用。

【背景技術】

路基作為公路的重要組成部分，它是路面的支撐體，承受由路面傳遞來的荷載，直接影響著路面的使用性能，要保證公路的整體性能，路基必須具有足夠的強度、穩定性和耐久性。隨著我國道路等級的提高，交通車輛的荷載迅速提高，對路基路面性能的要求也越來越高，而路基的性能主要由路基填料的性質所決定，而在修筑公路時，會經常遇到粉土，粉土廣泛分布于我國的沖積平原、河流三角洲、沿海平原地區，粉土的顆粒均勻，粒徑單一，粘性差，級配不良，液限值小，塑性指數低，強度低，加州承載比CBR(California BearingRatio)不易達到工程設計要求，是一種工程性質較差的筑路材料。這種低液限粉土的土樣級配差，土體的強度不能滿足作為路基材料的規范要求，且土體具有較高的壓縮性和滲透性，即使經過高強度的壓實之后，仍然有相對比較高的孔隙比，在雨水入滲的情況下，很快在土體內部很容易形成滲流通道，最終導致路基強度降低，路基路面變形，因此不能直接用于填筑路基。但是又由于采用遠距離運土、換填等方案的不經濟性，改性土路基在我國得到了大量應用。因此，為提高低液限粉土路堤的水穩定性，減少降雨等氣候條件對粉土路堤的破壞，一般采用在路堤外側鋪筑包邊土或對粉土進行改性處理的方法。在現有的改良技術中，而對于低液限粉土路基加固方法主要有：①挖土換填，②機械方法，如碾壓、強夯等，③改良土和④包邊土四類，對于第1類的挖土換填所需要的成本高，工作量大，不適宜長大公路，特別是在一些偏遠山區，運輸困難時，此方法更不可行；對于第2類的機械方法，雖然適合各類土質，但是由于低液限粉土的難壓實性和滲透性，此種方法效果不太理想；對于第3類的改良土，一般通過在粉土中加砂礫或堿激發劑以對粉土進行改性，雖然通過改性使低液限粉土的性能已基本能夠滿足作為普通路基材料用于道路建設，但是由于粉土材料自身性能或改良配方的限制，導致現有的低液限粉土改良路基材料性能并不理想，存在改良成本高、水穩定性較差、力學性能不高等諸多缺陷，使現有的低液限粉土改良路基材料還不能用于高標準道路的路基建設，從而嚴重限制了低液限粉土在道路建設中的廣泛應用，也增加了在粉土地域上進行道路建設的施工成本。

【發明內容】

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種改良低液限粉土路基材料及其制備方法和應用，用于解決現有的低液限粉土改良后的性能不佳，改良成本高，應用時水穩定性較差，力學性能不高的問題。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種改良低液限粉土路基材料，包括低液限粉土、堿激發材料和水，所述堿激發材料和低液限粉土的質量比為(3-8):100；所述堿激發材料由粉煤灰、鋼渣、水泥、水和NaOH溶液組成。

本發明的進一步改進在于：

優選的，粉煤灰、鋼渣、水泥和水的混合物為A液；堿激發材料中A液和NaOH的體積比為3:1。

優選的，A液中粉煤灰、鋼渣和水泥的質量比為(1.5-2.5):(1.5-2.5):(0.8-1.5)；粉煤灰、鋼渣和水泥的質量總和與A液中水的質量相等。

優選的，NaOH溶液的濃度為5-8mol/L。

優選的，當堿激發材料和低液限粉土的質量比為3:100時，低液限粉土路基材料的含水率為10.5％～12.5％。

優選的，當堿激發材料和低液限粉土的質量比為5:100時，低液限粉土路基材料的含水率為11.2％～13.2％。