土壤固化劑

土壤固化劑是一種能將砂土、粘土、淤泥軟基、生活垃圾等固化，並增強土體的強度，提高承載力，增加抗滲、抗凍性能的一種新型建築膠凝材料。從市場和技術上來看，相對較優勢的品牌有，美國路邦、愛普路德、派爾嗎酶、億路TG、天津天環、土固精Toodoog、台灣第一綠能、昌聖環保、雲南綠築、吉林中路等。

一、土壤固化劑的發展及現狀

“土壤固化劑”技術從20世紀70年代開始蓬勃發展，至今已經形成一門綜合性的交叉學科。在國外已有數十年使用土壤固化劑建造道路的歷史，並證實土壤固化劑是

遼寧市政工程底基層施工

一種功能完整、產品成熟、值得信賴的優良產品。它涉及建築基礎、公路建設、堤壩工事、井下作業、石油開採、垃圾填埋、防塵固沙等多種領域，包括機械方法、物理作用、土工織物、化學膠結等多種手段，綜合了力學、結構理論、膠體化學、表面化學等眾多理論，它的處理對象也擴充到砂土、淤泥、工業污水、生活垃圾等多種固體、半固體，處理的目的也不僅僅是單一的加固，還包括增加抗滲性、提高抗凍能力、防止污染物質泄漏等諸多方面。美國和加拿大、日本在利用土壤固化技術建設道路上有很多成功的例子，還有像德國、澳大利亞等國也處在研究的前列。我國雖然起步較晚，但是掀起了一陣研究高潮，研製了多種土壤固化劑，並且實現了成果轉化，套用到了公路交通、環境治理、湖渠防滲等生產第一線，對國家建設做出了貢獻，並且在1998年就制定了土壤固化劑的行業規範。現在從市場和技術上來看，相對較優勢的品牌有：美國路邦、愛普路德、派爾嗎酶、億路TG、天津天環、土固精Toodoog、台灣第一綠能、昌聖環保、雲南綠築、吉林中路等。

土壤固化劑與傳統的修路成本相比，可降低工程造價成本30%—50%（視道路等級而異）。與傳統的施工工期相比，可縮短工期1/3。其前身源自於美國軍方，早期為美國軍方專用，後轉為民用。由於其獨特的物理、化學特性，使基層道路的各項技術參數大幅提高，因而大大提高了道路的承載力和使用壽命。土壤固化劑可用於市政道路、機場跑道、高速公路、廠區道路、人行道、鄉村公路、各種建築場地的地基處理、道路的護坡和舊路翻新等領域，可以起到節省資金，提高施工速度，延長使用壽命等作用。近年來，相繼在四川、黑龍江河南、貴州、陝西、湖南、天津等地得以廣泛套用，效果顯著。

二、土壤固化劑的種類

1、石灰水泥類無機固化劑
2、礦渣類乾粉土壤固化劑
3、高聚類離子土壤固化劑
4、有機酶蛋白土壤固化劑
5、有機無機結合的固化劑

三、土壤固化劑的優勢

土壤固化劑可以就地取材，利用原地土壤處理並提高土壤的特性，而不需增加昂貴的換土費用。由於其特有的作用機理，可改善土壤中的膠質及有機質，極大的降低土壤由於濕度改變而引起的膨脹與收縮。使土壤由親水性變為斥水性，提高了土壤的耐水性和抗壓強度，因此它對土壤的加固是永久性的。大量的實驗表明，經過土壤固化劑處理過的土壤，其強度、密實度、回彈模量、彎沉值、CBR、剪下強度等都達到並超過了路基材料的驗收標準，從而延長了道路的使用壽命，節省了工程維修成本，經濟、社會和環境效益俱佳。隨著建設發展，人們對公路通達里程和服務等級的要求愈來愈高，而建設資金又十分緊張。如何採用新工藝、新材料、少花錢、多修路、修好路，已成為人們十分關心的問題。使用土壤固化劑建造道路基層將具有下列的優越特性：

1.一般土壤固化劑是採用多種高分子、多元素或是有機生物製劑經最新高科技技術研製而成。它無毒性、無腐蝕性、

美國阿肯色州GBZ煉化企業場地級道路硬化

不含產生公害的重金屬成分。處理後的土壤絕無公害，無二次污染，不傷害植物，不污染地下水。

2.不必挖除、運棄設計路面的現有土壤，降低高載車輛對現有路面的破壞，且無棄置土對環境造成傷害之慮。它可以利用施工場地附近的土壤，就地進行固化，從而節約了大量的運輸費用。

3.建造道路無需再鋪設價格日趨昂貴的砂石料，減少開採砂石對環境的污染。對於缺乏沙石等築路材料的地區，土壤固化劑產品推廣和運用有著良好的前景，意義非常重大。

4.土壤固化劑可將工地現場的任何土壤處理成堅實耐久的道路基礎，以土壤固化劑做的基層為柔性路基，其抗壓強度為傳統材料的2倍以上，可延長道路使用年限而幾乎不用養護。

5. 與傳統的修路成本相比，可降低工程造價成本30%—50%（視道路等級而異）。與傳統的施工工期相比，可縮短工期1/3。平均一組機器人力每天可完成7000─8000平方米，20厘米厚的路基。沒有大量的運輸材料，意味著燃料和汽

湖南鄉村道蛋白酶固化劑試驗

車配件成本大量地節約。最小的機器設備開支，不需要有特殊的修路機器。勞動力需求量最小，工人只需簡單培訓即可上崗。

6. 經過土壤固化劑處理過的道路基層，成為堅實基層，可使路面情況長久保持優異，大幅度降低了後期養護成本。處理的固化土表層不受熱，霜凍或潮氣等自然條件的影響，從而延長了道路使用壽命，也相應地降低了後期養護成本。

7.使用土壤固化劑建造的道路，因具有優異的穩定性及強度，因而磨耗層（瀝青面層）可節省甚多。

8. 超強的承載能力。當地基被徹底壓實後，土壤密度達到比水泥更高的程度，從而使路面具有超強的承載能力。
9.符合當前政府施政重點環保與節能，以更少的成本建造品質更高更加環保的道路，是造福人類的發明，其利在千秋，功在萬代。

四、土壤固化劑的研究現狀與前景展望

隨著社會的不斷發展，各行業工程建設量也越來越大，而傳統的工程技術需要消耗大量的砂石料等自然資源。過量

天津空港道路基礎套用

的炸山碎石、挖河采沙，不僅破壞了自然環境，而且很多地區原有的砂石材料已經遠遠不能滿足日益增長的工程建設需求。這造成了嚴重的自然環境破壞、資源大量投入且浪費嚴重、生態不斷遭受嚴重破壞，導致社會生存環境質量也不斷下降。工程建設的快速增長，使整個社會付出了太多的代價。節約資源、保護環境是世界各國共同關心的重大課題，我國政府高度重視實施可持續發展的發展戰略，明確地提出了加快建設資源節約型和環境友好型的社會的要求。

道路的生命在於路。針對城市道路基層處理中，水泥、石灰及粉煤灰固化土壤存在的缺陷，探求一種能改善土壤水穩性，增加強度，降低乾縮性的固化劑是極其必要的。如果能在工程建設中直接取用地球上最經濟、來源最廣泛的工程材料──土壤，就可以大大節省砂石的用量。在保證了國家工程建設的發展需要的同時，由於減少了砂石用料，也就減少了對自然資源的破壞開採，保護了山林、水源，對自然生態環境也起到積極的保護作用，同時還可以減少對良田等稀缺土地資源的嚴重破壞。

我國從80年代開始就從國外引入高性能土壤固化劑，並研製和開發了系列固化劑。目前已在全國各地的公路、鐵路、水利、建築等工程中廣泛

吉林湖底防滲套用

使用，取得了較好的社會、經濟、環境效益。土壤固化劑就是這樣一種可以快速而顯著地改變土壤的物理力學性能，並使之具有工程特性的相對強度，且收縮量小、顆粒間空隙減少、壓實度高，不會出現“再次泥化現象”的工程材料。

由於土壤固化劑加固土壤做路基是利用就地取材的工程材料──土，作為主要建築材料，而且土的開採和加工都比較容易且就地取材不需要長途運輸，因而採用土壤固化加固土壤在技術上和經濟上都具有重要的意義。隨著社會發展和公共服務設施的加強，中國公路和市政道路的建設任務逐年增加，加上當前建設資源節約型、環境友好型社會的發展倡導，土壤固化劑的研究和套用將是一個必然的發展趨勢。