2.4 QJ型固化劑穩(wěn)定土的劈裂強(qiáng)度
　　劈裂強(qiáng)度是半剛性基層設(shè)計(jì)及反映其抗裂性能的重要指標(biāo),QJ型固化劑穩(wěn)定土劈裂強(qiáng)度的大小直接影響著這種土的路用技術(shù)性質(zhì),當(dāng)劈裂強(qiáng)度高時(shí),基層裂縫少,防水性和抗?jié)B透性強(qiáng),能減少面層的裂縫產(chǎn)生,本次研究采用的QJ型固化劑穩(wěn)定土配合比為：土：石=50：50，QJ型固化劑的摻量為頁巖土質(zhì)量的10%，其測試的QJ型固化劑穩(wěn)定土的劈裂強(qiáng)度如表4。
　　表4 QJ型固化劑穩(wěn)定土劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果
　　試驗(yàn)條件 測前未浸水 測前浸水1 d
　　齡期/ d 90 180 90 180
　　劈裂強(qiáng)度/MPa 0.30 0.40 0.25 0.37
　　從表4可以看出，隨著齡期的增長，劈裂強(qiáng)度逐漸增大，測前浸水1 d后測得的抗拉強(qiáng)度比未浸水的抗拉強(qiáng)度有所降低，90 d的浸水（1 d）的試件劈裂強(qiáng)度比未浸水的劈裂強(qiáng)度降低了16.7%,180 d的浸水(1 d)的劈裂強(qiáng)度比未浸水的劈裂強(qiáng)度降低了7.5%,這就說明隨著齡期的延長,QJ型土壤固化劑穩(wěn)定土的水穩(wěn)性越來越好。
　　2.5 QJ型固化劑穩(wěn)定土的抗凍性
　　通過低溫凍融試驗(yàn)，了解QJ型土壤固化劑的混合料在低溫條件下的抵抗凍融能力。把成型試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期，在-20℃條件下凍24 h，然后在（20±3）℃，相對濕度≥90%條件下放置48 h，為一次凍融循環(huán)，試驗(yàn)共5次凍融循環(huán)，每次凍融循環(huán)后觀察試件表面是否有起皮、裂紋、散粒等破壞現(xiàn)象。經(jīng)過5次凍融循環(huán)后的質(zhì)量損失百分率與凍融前后試件的抗壓強(qiáng)度之比值（耐凍系數(shù)）表征其耐久性。QJ型固化劑穩(wěn)定土與QY型結(jié)合料穩(wěn)定土的試驗(yàn)結(jié)果見表5。
　　表5 QJ型固化劑與QY穩(wěn)定土凍融試驗(yàn)結(jié)果
　　齡期 5次循環(huán)后外表特征 凍融前后質(zhì)量/g 抗凍融質(zhì)量損失/% 強(qiáng)度/MPa 凍融系數(shù)
　　凍前 5次凍后 凍前 5次凍后
　　QJ 7 d 無脫皮、散粒、泥化等現(xiàn)象 2034 2028 0.29 2.0 1.78 0.89
　　28 d 無脫皮、散粒、泥化等現(xiàn)象 2029 2025 0.25 3.1 2.8 0.90
　　QY 7 d 第三個(gè)循環(huán)進(jìn)開始出現(xiàn)輕微脫皮、泥化現(xiàn)象，以后繼續(xù)增多 2027 1895 6.51 1.72 1.16 0.67
　　28 d 第三個(gè)循環(huán)進(jìn)開始出現(xiàn)輕微脫皮、泥化現(xiàn)象，以后繼續(xù)增多 2032 1903 6.35 2.9 2.0 0.69
　　從表5可以看出,QJ型固化劑穩(wěn)定土的耐凍必比QY型結(jié)合料穩(wěn)定土的耐凍性要好得多,這是因?yàn)镼J型固化劑在QY結(jié)合料的基礎(chǔ)上多摻了一種羧基化合物添加劑,固化劑在與土的作用過程中充分與土粒粘合,使穩(wěn)定土的防凍性、抗?jié)B性、耐久性大提高。
　　2.6 QJ型固化劑穩(wěn)定土抗壓回弱模量
　　抗壓回彈模量是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要參數(shù)，它反映路面結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度。試驗(yàn)按《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ057—94）之規(guī)定進(jìn)行，試件成型后標(biāo)養(yǎng)6 d，浸水1 d，測得QJ型固化劑穩(wěn)定土的抗壓回彈模量為185 Mpa。標(biāo)養(yǎng)90 d后，測得其抗壓回弱模量為560 Mpa。說明QJ型固化劑穩(wěn)定土的抗壓回彈模量隨著齡期的增長，抵抗破壞的能力亦地增強(qiáng)。
　　3 QJ型土壤固化劑穩(wěn)定土強(qiáng)度形成機(jī)理
　　QJ型土壤固化劑是一種粉狀產(chǎn)品，可分為主劑和添加劑兩大部分，主劑由水泥、石灰等材料組成，添加劑主要由羧基化合物及有較強(qiáng)混合能力的胺基碘酸類等高聚物組成。固化劑加入土中，在土壤與固化劑混合初期，固化劑與土顆粒發(fā)生一系列的反應(yīng)，生成新的結(jié)晶體和土壤組成密實(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其中添加劑起著類似催化劑的核心作用，從而改善土的空間結(jié)構(gòu)，提高土的工程性質(zhì)，這些反應(yīng)包括化學(xué)反應(yīng)、物理化學(xué)反應(yīng)、物理力學(xué)反應(yīng)[4]等。
　?。?）化學(xué)反應(yīng)
　　在化學(xué)反應(yīng)中，主要包括固化劑顆粒自身的化學(xué)反應(yīng)、固化劑顆粒與土顆粒之間的化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)導(dǎo)致土中產(chǎn)生新的結(jié)晶體，從而形成一個(gè)新的空間網(wǎng)，使得土體結(jié)構(gòu)由原來簡單的僅僅依靠液相膜吸引的凝聚結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成復(fù)雜的結(jié)晶——縮合結(jié)構(gòu)，這種結(jié)晶—縮合結(jié)構(gòu)，通過結(jié)晶體之間的化學(xué)相互作用而提高土體自身的強(qiáng)度和剛度。
　　（2）物理力學(xué)反應(yīng)
　　物理力學(xué)反應(yīng)主要包括粉碎土體、拌和及壓實(shí)混合料（土體與固化劑），通過這些機(jī)械力學(xué)反應(yīng)來加速土體與固化劑的反應(yīng)。
　?。?）石灰、水泥產(chǎn)生的Ca(OH)2與土中的活性SiO2與Al2O3作用發(fā)生火山灰反應(yīng)，生成強(qiáng)度較高水穩(wěn)定性良好的水化硅酸鈣與水化鋁酸鈣等膠凝物，提高了穩(wěn)定土的強(qiáng)度和水穩(wěn)定性。
　?。?）石灰的Ca(OH)2晶體和水泥的水化產(chǎn)物增加了混合料的強(qiáng)度與水穩(wěn)性。|考試大|
　　當(dāng)固化劑加入土中后發(fā)生了上述一系列的物理化學(xué)作用，使QJ型土壤固化劑穩(wěn)定土的強(qiáng)度隨齡期的增長而增長，水穩(wěn)性、耐凍性得以顯著提高。
　　4 工程應(yīng)用實(shí)例
　　室內(nèi)試驗(yàn)表明QJ型土壤固化劑穩(wěn)定土是一種具有良好物理—力學(xué)性能的路面基層材料，能滿足路面基層材料使用性能要求。在四川安岳縣水灌路試驗(yàn)段[5]修筑的QJ型土壤固化劑穩(wěn)定碎石土作基層的試驗(yàn)段，現(xiàn)已經(jīng)使用4年多，至今未出現(xiàn)破壞，使用性能良好；另外天岳路|考試大|、文李路試驗(yàn)路段，現(xiàn)已經(jīng)使用3年多，也未出現(xiàn)破壞，使用性能良好，通過對試驗(yàn)路段鉆芯取樣，檢測結(jié)果如表6所示。
　　表6 3條試驗(yàn)路段檢測結(jié)果
　　取芯路段 固化劑劑量% 鋪路日期 取芯日期 試驗(yàn)日期 平均抗壓強(qiáng)度MPa 浸水后情況
　　永灌路K0+050~380 4 1999-12-19~28 2000-06-01 2000-06-07 2.65 筑路550d取芯,浸泡14d后試件中部斷裂
　　天岳路K1+400~K2+600 4.5 1999-12-30~2000-05-20 2000-06-02 2000-06-07 1.52 筑路153d取芯,浸泡39d后試壓強(qiáng)度1.56 MPa
　　文李路K22+220~850 5 2000-03-15~26 2000-06-03 2000-06-07 1.64 筑路80d取芯,浸泡37d后試壓強(qiáng)度1.40 MPa
　　通過試驗(yàn)路段可以看出,QJ型土壤固化劑摻量不同時(shí),其強(qiáng)度不同,隨著齡期的增長,QJ型固土劑穩(wěn)定碎石土的強(qiáng)度和水穩(wěn)性增強(qiáng).根據(jù)現(xiàn)場使用的QJ型固土壤固化劑穩(wěn)定土進(jìn)行的經(jīng)濟(jì)分析表明,QJ型土壤固化劑穩(wěn)定土進(jìn)行的經(jīng)濟(jì)分析表明,QJ型土壤劑穩(wěn)定碎石土作為路面基層比二灰穩(wěn)定碎石土作為路面基層節(jié)約成本30%左右,說明QJ型土壤固化劑穩(wěn)定碎石土作為路面基層材料具有良好的應(yīng)價(jià)值。
　　5 結(jié)論
　　通過本課題組的試驗(yàn)研究，可得出以下結(jié)論：QJ型土壤固化劑作為一種新型膠結(jié)材料，具有較好的物理力學(xué)性能和抗凍融能力，造價(jià)低廉，施工簡單，在缺乏石料的地區(qū)QJ型土壤固化劑穩(wěn)定土作為公路路基及路面基層材料是可行的，能滿足各種環(huán)境的公路路基及路面基層的要求，具有良好的運(yùn)用前景。