石灰基材料在盐碱土地区路基工程中的改性机理与应用研究

日期:2026-01-16 15:04 来源:润丰矿业 作者:赵明 浏览量:1

日期:2026-01-16 15:04 作者:赵明 浏览量:1

在我国西北、华北等地区广泛分布着盐碱土,其特殊的理化性质对道路建设造成显著影响。石灰作为一种传统的土壤稳定剂,在盐碱土路基处理中展现出独特优势。本文通过室内试验与现场应用相结合的方法,系统研究了石灰对盐碱土的改良机理,分析了不同盐碱土类型的适宜处理方案,并探讨了复合改良技术的应用前景。

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一、盐碱土特性及工程问题
盐碱土主要可分为氯化物型、硫酸盐型和碳酸盐型三大类,其工程特性差异显著。氯化物型盐碱土吸湿性强,易产生溶陷;硫酸盐型在温湿度变化时易发生盐胀现象;碳酸盐型则具有强碱性,对材料腐蚀性强。这些特性导致路基容易出现不均匀沉降、膨胀变形、强度衰减等问题,严重影响道路使用寿命。

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二、石灰改良机理分析
石灰改良盐碱土主要通过离子交换、胶结作用和碱性环境中和三个过程实现。首先,石灰提供的Ca²⁺与土颗粒表面的Na⁺、K⁺等离子发生交换,降低土粒表面电位,促进颗粒絮凝。其次,石灰与土壤中的活性硅铝成分在碱性环境下发生火山灰反应,生成具有胶结性能的水化硅酸钙(C-S-H)等产物,增强土体结构强度。再者,石灰的碱性可中和盐碱土的酸性或碱性,调节土壤pH值至适宜范围。

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实验研究表明,当石灰掺量在4%-8%时改良效果最佳。掺量过低改良不充分,过高则可能导致过度收缩开裂。养护条件对改良效果影响显著,保持适当湿度7-14天可使火山灰反应充分进行。

三、不同类型盐碱土的差异化处理
针对不同类型盐碱土,需采用差异化的石灰处理方案。对于氯化物型盐碱土,建议采用生石灰处理,利用其消解放热加速水分蒸发,降低土壤含水率。硫酸盐型盐碱土处理需特别谨慎,需控制石灰掺量,避免生成膨胀性钙矾石,可考虑添加粉煤灰等掺合料。碳酸盐型盐碱土应重点调节pH值,采用低钙石灰或配合酸性改良剂使用。

现场试验表明,在宁夏某硫酸盐盐碱土地区,采用石灰-粉煤灰复合稳定技术,路基CBR值从不足5%提升至25%以上,工后沉降控制在5cm以内,效果显著。

四、复合改良技术研究
单一石灰改良在某些情况下效果有限,复合改良技术成为发展方向。石灰-水泥复合可提高早期强度,适用于工期紧张项目。石灰-工业废渣(如矿渣、钢渣)复合既可降低成本,又能利用废渣活性改善长期性能。石灰-高分子材料复合可增强土体韧性和抗裂性。

研究显示,在内蒙古某重盐碱土地区,采用石灰-矿渣-聚丙烯纤维三元复合改良方案,使路基冻融循环耐久性提高50%以上,有效解决了该地区春季翻浆问题。

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五、施工关键技术
盐碱土地区石灰改良施工需注意以下关键技术:一是施工季节选择,宜在旱季进行,避免雨水影响;二是拌和均匀性控制,采用专用路拌设备,确保改良均匀;三是含水量精准控制,根据土质类型调整最优含水量;四是及时压实与养护,防止水分蒸发过快。

六、经济与环境效益
石灰改良盐碱土具有显著经济效益。与传统换填法相比,可节约成本30%-50%,减少取弃土方量。环境效益方面,可就地利用不良土质,减少外运土方,降低能耗与排放。采用工业废渣复合改良还能实现废物资源化利用。

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七、结论与展望
石灰改良技术是处理盐碱土路基的经济有效方法,其改良效果受土质类型、石灰品种、掺量、施工工艺等多因素影响。未来研究应聚焦于:开发新型复合改良材料体系,建立不同盐碱土类型的标准化处理流程,研究长期性能演变规律,以及建立全生命周期评价体系。随着技术进步,石灰基改良材料将在盐碱土地区道路建设中发挥更大作用。

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