土壤固化剂在公路工程中的经济效益分析

周子兵

(黑龙江省隆兴公路勘测设计有限公司)

土壤固化剂在我国已有近30年的应用历史，最早应用于场站的建设之中，后来逐渐应用于公路建设之中。由于固化剂具有提高稳定土强度和节省造价的作用，在近年的公路建设中应用范围日趋广泛。就分布看，吉林省以南的省份应用较多，我省因其独特的气候特点应用相对较少，规模相对较小，大多处于研究试用阶段。

土壤的固化实际上是用外掺剂，即土壤固化剂对土体进行物理、化学处理，改变土壤的组成，改善土体的工程力学性质，达到提高土体强度，改进土体压实性的目的。由于土是来源最广泛、开采最容易的工程材料，土壤固化技术具有很强的经济价值，正是由于土壤固化剂的这些优势，才促使其研制、开发不断向前发展。我省的相当一部分地区，缺乏砂石材料，采用传统的半刚性基层材料，既增加了施工难度，又增加了工程造价。由于土壤是最廉价的筑路材料，取材方便，储量丰富，对土壤特别是粘性土进行固化处理，确保路面基层具有足够的强度、抗冻性及水稳定性，减少病害，就能保证路面的使用寿命，降低工程造价，适应公路建设的需要。

目前，在我省的公路建设中基层结构的采用较为单一，在二级及以上等级公路中，无论是砂石丰富的地区还是砂石贫乏的地区，基层型式常见的有三种:一是采用水泥稳定砂砾;二是采用水泥稳定碎石;三是采用二灰碎石等。底基层往往采用水泥稳定砂砾。而对于三级及以下等级公路中，基层和底基层的结构出现分化，不再一律采用水泥稳定砂砾、碎石等结构，对于砂石材料丰富的地区，基层和底基层一般采用水泥稳定砂砾，底基层也有采用水泥稳定风化砂、水泥稳定碎石土等结构的，四级公路如农村公路一般直接采用水泥稳定山砂或水泥稳定碎石土作为基层，虽然这种结构在高等级公路中不采用，但对于等级较低的公路，由于交通量较小，投资有限，这种结构使用仍然非常广泛;对于无砂石地区，基层一般采用水泥稳定砂砾或水泥石灰综合稳定土，在低等级公路中(主要为农村公路)，采用的基层结构一般为:10%石灰土、6%水泥+4%石灰综合土，很少有采用水泥稳定粒料结构的。可见，石灰土、水泥土一般用于等级较低的公路，在等级较高的公路中运用极少。目前在我省二级及以上等级的公路中，基本杜绝了石灰土和水泥土的使用，对无砂石地区的造价影响是非常大的，在财力上负担很重，严重制约了无砂石地区公路建设的推进速度。

1 无砂石地区几种基层结构的经济效益对比

肇州试验路几种典型结构单方造价比较见表1所示，厚度均采用20 cm，表中单价采用的是建安费，主要材料单价采用省造价总站2010年上半年的综合价格，土方运距按3 km计算。

表1 肇州试验路不同配合比稳定土的造价比较

从上表可以看出，肇州试验路水泥稳定砂砾单方造价最高，达到了78.32元/m2，与其缺少砂石紧密相关，素土+固化剂配合比的单价最低，但是该种配合比在水稳定性方面存在严重缺陷，在目前常用的固化剂中，具有类似问题，一般不能单独用于路面结构的基层和底基层。在有石灰和水泥等无机结合料的参与下，固化土的强度、水稳定性和抗冻性都有明显改善，在造价方面，各种配合比的单价远远低于水泥稳定砂砾的单价，石灰土类固化土单价降幅最为明显，最多达到63.2%，最少也达到了51.6%，水泥石灰类降幅次之，最高58.9%，最低47.4%，若采用水泥类固化土，造价一般降幅在30%至40%之间。若作为基层使用，则适宜采用水泥石灰稳定类固化土或水泥稳定类固化土，前者宜适当提高水泥的剂量，以便用水泥类基层指标来衡量，而造价也要相对上升，但总体上较水泥稳定粒料类基层有较大的降幅，一般情况在35%左右。

2 有砂石地区几种基层结构的经济效益对比

宾县试验路几种典型结构单方造价比较见表2所示，厚度均采用20 cm，表中单价为建安费，土的运距为1 km。

表2 宾县试验路不同配合比稳定土的造价比较

续表2

宾县试验路依然是水泥稳定砂砾的单价最高，素土+固化剂类型最低，水泥稳定风化砂次之，6%石灰+固化剂稳定土居中。一般情况下，在砂石料较为丰富的地区，土的来源是非常有限的，若运距大幅增加，固化土在造价方面的优势就会变为劣势，加上水泥稳定粒料在工程效果方面要优于固化土，因此，在砂石料较为丰富的地区，固化土在技术和经济两方面都不占优。

3 结语

综合来看，固化剂的使用对基础价格都有一定幅度的提高，在无砂石地区，对于交通量较低的农村公路，基层采用石灰土(水泥土)基本上是可以满足要求的，如果强度方面稍微欠缺，可以采取适当增加水泥或石灰的剂量来解决，既经济又便于施工。因此，在农村公路中，与传统结构相比，固化土总体上优势不明显。而在等级公路(三级及以上)的建设之中，若能使用固化土替代常规的水泥稳定类结构，由于土的储量丰富和来源的便捷性，固化土的经济优势便会充分发挥出来，可以较大幅度地降低工程造价，为无砂石地区节省资金，有效促进地方基础设施的建设步伐，减少实施难度。因此，建议在高等级公路建设中积极探索固化土使用的可能性，改善固化土的水稳定性和抗冻性能，以便取代常规的水泥稳定砂砾或碎石基层，充分发挥固化土的经济和社会效益。

［1］公路工程技术标准(JTG B01-2003)［S］.北京:人民交通出版社，2004.

［2］公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)［S］.北京:人民交通出版社，2007.5 ～24.