“滨海新区盐渍化软土路基路面综合处理技术研究及示范”项目于2008年3月立项，2012年12月完成,2013年4月通过了住房和城乡建设部组织的项目成果鉴定。该项目研究由天津市市政工程设计研究院、天津城建大学、长安大学等单位完成。该研究项目成果获2013年度“全国市政行业市政工程科学技术奖”一等奖，其成果可供国内类似盐渍化软土地区道路工程设计研究及施工、养护借鉴。

 

    项目研究技术原理 

    课题针对目前国内外盐渍化软土地基道路路基路面及地基处理中普遍存在的问题，特别是滨海新区盐渍化软基道路中存在的“土壤盐渍化、交通重载化、地基软弱化、材料匮乏化”技术难题，采用实地调查（地质调查、道路破坏原因调查等）—分析（解决问题的途径、已有成果的分析）—理论研究（模糊评判、有限元等）—室内外试验（固化机理试验、路用性能试验等）—重点工程示范—科学总结（制订规范标准）—全面推广的总体思路，以盐渍化软土地基道路的各个组成部分：地质调查—地基处理—路基（路床）处理—填料换填—路面基层及结构选择—路面面层设计为线索，以天津市市政工程设计研究院开展的《土壤固化剂在道路路基、基层处理中的应用研究》、《废橡胶粉改性沥青混凝土沥青路面设计施工研究》、《滨海新区盐渍土路基处治技术的研究》、《滨海新区集输港重载交通在道路工程的应用研究》等研究成果为基础，对盐渍化软土地区地基处理、地基浅层换填、路基填料改良、路面结构基层选择、路面面层改性等技术进行综合研究，形成了适合盐渍化软土地区路基路面及地基处理的综合处理技术，制订了相关的技术规程标准和图集，以指导盐渍化软土地区道路设计及施工，并在天津大道、中央大道、海滨大道、津滨高速加宽、中新天津生态城、空客A320基础设施、南港路等工程中进行了工程示范性应用，为国内类似盐渍化软土地区道路工程设计研究、施工、养护等提供技术支持。

 

    研究成果及技术创新点

    该课题项目主要解决了盐渍化软土地区道路所面临的“土壤盐渍化、交通重载化、地基软弱化、材料匮乏化”技术难题，研发出了集盐渍化软土地区地基处理、地基浅层换填、路基填料改良、路面结构基层改善、路面面层改性为一体的路基路面及地基综合处理技术，主要内容包括：1）盐渍化软土路基路面、地基综合处理技术；2）土壤固化剂固化淤泥技术；3）无机结合料处治盐渍土技术；4）泡沫轻质土处理软土技术；5）薄壁管桩、双向水泥搅拌桩软基深层处理技术； 6）沥青稳定碎石柔性基层技术；7）温拌胶粉改性沥青技术。该技术成果的主要创新点如下。

 

    1）针对滨海新区“土壤盐渍化、交通重载化、地基软弱化、材料匮乏化”特点，研发了针对盐渍化软土地区地基处理、路基填料改良、路面结构基层改善、路面面层改性为一体的综合处理技术，成果系统性强，为盐渍化软土地区的公路、城市道路等基础设施工程建设提供了较为全面系统的技术支撑。

    2）研发了水泥、石灰土、土壤固化剂综合处置技术，突破了盐渍化软土采用石灰土进行路基处理的传统方式，显著地提高了处理层强度和稳定性。

    3）首次提出多种交通荷载下的工作区深度，建立了不同填土高度、地基承载力等级、交通荷载等级的道路软基浅层处理典型结构。

    4）自主研发了可就地处治盐渍化淤泥的新型CVC型固化剂，并提出了固化淤泥的配合比。

 

    5）全面系统地研究了温拌条件下胶粉细度及掺量对胶粉改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性等路用性能的影响规律，确定了基于综合路用性能的最佳胶粉细度及胶粉掺量，具有较高的实用价值。

    6）采用双向水泥搅拌桩、薄壁管桩、泡沫轻质土等技术对软土地基进行综合处理，确定了相关的适用条件、施工工艺及技术参数。

    7）编制了《滨海新区盐渍化软土地区道路地基处理及路基改良设计规程》，并在滨海新区示范工程中取得了很好的应用效果。

    8）提出了利用ATB柔性基层替代传统半刚性路面基层作为盐渍化软土地区道路路面结构，并确定了沥青稳定碎石级配、结构层设计方法及设计指标，丰富了路面基层结构的类型。

 

    与国内外同类技术的比较

    与国外同类技术相比较，该项目研究技术成果具有以下几方面的特点。

    1）确定了一种盐渍化软土地基浅层处理典型设计结构，使浅层处理结构的综合回弹模量、CBR、回弹弯沉均有显著改善，其中综合回弹模量提高了100%～200%，弯沉降低50%～80%，水稳性提高40%～60%以上，减薄处理厚度0.2～0.4m以上。

    2）利用课题研究成果修筑了大量实体工程，并证明所推荐的深层处理方法、浅层处理方法可比传统处理方法综合造价节省12%～27.8%，实现了科研成果产业化。

    3）与传统处理材料相比，发明的淤泥质土、"憎水性"固化剂、辅料最佳配比下的复合材料，刚度小、强度高、耐久性好，成为较好的软基浅层填筑材料，充分利用了就地开挖的土源。

    4）“憎水性”固化剂能与盐渍土中的离子反应形成氯盐，增加早期强度，能使结合水被疏水尾排除，结合水膜减薄，使压实后的土体水稳性大大提高，尤其适合诸如滨海新区地下水位高、盐渍化程度高的地区。

   

 

    5）所提出的无机结合料加固滨海新区氯盐渍土的无侧限抗压强度界限含盐量点、冻融稳定次数和抗冻稳定系数等路用性能指标，使综合考虑交通组成、干湿类型、含盐量、层位等因素的氯盐渍土加固技术更具工程实用性。

    6）应用薄壁管桩、双向水泥搅拌桩、泡沫轻质土等技术处理滨海新区软土地基，能有效地减少桥头跳车，旧路加宽差异沉降，高填土路基沉降，且施工方便，工期短，造价减少20%。

    7）研发了温拌胶粉改性沥青混合料，可降低燃料使用量20%～50%，每吨集料可节省沥青使用量 3.5元，同时节省机械设备损耗、缩短工期、降低工程成本。

    8）提出了盐渍化软土地区沥青稳定碎石路面结构层设计方法，设计指标为路表弯沉、沥青稳定基层底面拉应力疲劳、稳定土底基层底面拉应力疲劳指标。

 

    项目应用成果与效益

    该项目研究成果成功解决了滨海新区2270km²区域道路建设所面临的“软基、盐渍化、重载”等诸多工程难题。

    盐渍化软基路基路面综合处理研究成果已在滨海新区367km的道路工程建设中得到了应用，并将继续应用在该区总里程780km的"八纵十四横"骨架路网中及十大功能区980km²片区的道路工程中得到应用，预计每年道路修筑面积1200万m²，每年可节省项目建设投资1.6亿元。

    滨海新区60%的盐渍化区域可利用本项目盐渍土研究成果，目前已在中新生态城、天津大道、西中环、中央大道、海滨大道、响锣湾片区、海洋高新片区、轻纺城片区、临港工业区等道路工程中得到成功应用，并将继续在西外环高速、南港高速、轻纺城片区、临港工业区等道路工程中采用，预计每年可节省土地30ha。

    土壤固化剂固化淤泥质土使滨海新区已往废弃的淤泥得到充分利用，避免了远运土源、开挖农田所造成的资源浪费，预计每年可利用就地开挖的淤泥量达21万m³。

    泡沫轻质土替代传统的水泥搅拌桩等深层处理工艺，可大大减少工程造价，节省占地，为软基深层处理提供了合理的途径，预计每年节省投资540万元。

    土壤固化剂处理技术不仅可应用于天津滨海地区，也可在西北、东北、上海、广东等土壤深厚、石料匮乏的地区推广应用。所提出的固化剂配合比具有的高水稳性、无毒性，为水利防渗、农业等领域提供技术支持，向相关的工程领域推广应用。

    薄壁管桩、双向水泥搅拌桩软基深层处理技术，改进了已往道路和其他构筑物软基处理中所出现的质量通病，具有良好的推广应用价值。

    该项目研究所形成的软土地基处理技术，可在上海、广东、福建、浙江等类似软土地区的道路工程设计和建设中推广应用，以改善道路工程的建设质量，延长道路的使用寿命。以该技术每年增加推广应用的道路面积200万m²计，可节省投资2000万元。

（天津市市政工程设计研究院 供稿）

注：本文刊载于《市政技术》2015年第2期，第1、2、3页。