一、背景

加快农村公路建设是新时期党中央、国务院部署的一项重要政治任务，是建设社会主义新农村战略任务的重要组成部分。由于农村公路的投资回报率低，存在投融资方面的困难，在具体的设计、施工工作中，应该采取 一切可能的措施降低工程造价，尽量利用旧路，节约用地，做到结构合理、就地取材、工艺简单。因此， 如何保证这些农村公路建设质量，用最少的资金建设最好的农村公路是值得研究的课题。

山东省内分布着大面积的黄河冲积粉土，土颗粒级配极差，公路工程性质不良，在粉土地区的路基路面设计与施工存在很多问题。这在高等级公路建设中已然是一个技术难点，本项目结合低等级农村道路的建设和群众的出行要求，开展基于粉土固化的乡村道路建设研究工作。

二、土壤固化现状

土质固化剂即土壤稳定(固化)技术从20世纪40年代开始蓬勃发展，至今已经形成一门综合性的交叉学科。自20世纪以来，一些发达国家在新建道路、港口、机场等工程中，采用土体固化技术对土体进行改良，取得了良好的效果。20世纪70年代，美、日、德 等国家对土体改良技术进行了深层次的开发，技术水平获得很大的进步，改良土体的材料由原来单一的石灰、水泥、粉煤灰等，发展到专门用来固结土体的新材料—土体固化剂，广泛应用于道路、土木建筑、环境保护、农田水 利工程等各个领域。

我国的土壤固化技术目前仍比较薄弱，尤其是粉土的固化技术更加缺乏，产品仍沿用石灰、水泥、 粉煤灰或这些材料相互拌和的混合物为主。上世纪80年代初，国内有关单位开始国外先进技术，在吸收国外经验的基础上开发研制出多种新型土壤固化剂，取得了一批实验研究成果。但并没有广泛使用于公路建设，没有一本成熟规范可在应用土壤固化剂时作为参考，在1998年，建设部颁发了CJT/3073《土壤固化剂》行业标准，仅仅对固化土抗压强度、安定性等做了有限的规定，且不适用于现在出现的多种新型的土壤固化剂.

固化剂最大的问题是针对性和兼容性不足。由于自然界的土质复杂多变，土壤颗粒组成、矿物成分和化学成分往往因成土条件的不同而不同，导致土壤固化剂的固化性能有很大差异。

三、粉土的特殊性

黄河冲击平原势平坦，土层深厚，属华北平原新沉降盆地的一部分。其中分布的大面积的黄河冲积粉土，土颗粒级配极差，公路工程性质不良，在粉土地区的路基路面设计与施工存在很多问题。

低液限粉土的固化技术受限。二灰稳定7d养生基本无法形成强度，石灰稳定 28d 龄期的抗冻性很差，二灰稳定低液限粉土的效果比较好，但受粘粒含量、塑性指数两个物理指标影响显著，受土质特性限制及施工标准难以掌握等共性难点。市场上的离子类固化剂、高分子类、生物酶类固化剂对粘土含量有所要求，对黄河冲积粉土的固化无任何效果。

图1 粉土的形貌

四、室内研究与发现

针对粉土粒度细、级配不良的特点，研究提出有机+无机复合稳定的技术思路。在粉土稳定固化期间，有机稳定剂（乳液）起到初期稳定的效果，无机固化剂起到后期强度养成的功能；并且有机稳定剂在破乳完成后，会带来稳定土更佳的水稳定性和柔韧性。

研究表明，在采用黄河沙土与低液限含砂粉土进行乳液固化时，乳液可显著改善土壤的成型状态和强度，稳定后的土体不惧水浸泡、强度良好，具有良好的柔韧性。形成人造粘粒结构，随着温度提升和时间的延长，乳液中的胶结料会逐渐扩大分布面积，对未来土体的综合水稳定性有积极的作用。

图2 复合稳定土体状态

图3 复合稳定土的室内强度检测（含砂粉土）

五、试验路铺筑

试验路位于菏泽市单县，为黄河冲击平原，分布着大面积的黄河冲积粉土，土颗粒级配极差，公路工程性质不良。

图4试验段路面结构

对原状土进行取样，结果表明土样为低液限粉土，天然含水量高达20%以上；在路床下1.5米处出现粉质粘土等软弱土层。

二灰稳定土和综合稳定土施工中，因受限于施工水平和机械能力，对材料使用均采用总量控制方式进行。

图5 综合稳定土现场施工图

根据试验段施工方案，面层采用2.5cm的AC-5型沥青混合料，采用70号普通基质沥青。

图13 面层施工

六、总结

通过室内研究和试验路铺装，可以得到：

1、利用本技术进行农村公路建设实现了就地取材和资源节约的目标，摒弃了传统农村公路建设能耗大，建筑材料需要大量外运的缺点，极大降低了农村公路建设造价和能耗，促进了农村公路建设和养护的可持续发展；

2、利用有机乳液和无机稳定剂对粉土综合稳定是有效的，对于不同性状的粉土，现有有机乳液的固化效果有一定的效果差别，其主要受到粉土的粒度大小的影响，对于黄河岸边的粉砂土应该具有更良好的使用效果。

3、结合综合稳定土技术，开展低等级道路的低成本结构设计是更具前景的研究，可更好服务于美丽乡村建设。