姚爱玲等人(2001)通过对试验路的野外观测, 与油田主干道的泥结碎石路面比较, 对ISS土壤稳定 剂的路用性能进行了一定的分析评价, ISS稳定土路 面的路况、整体性、耐磨性等都优于泥结碎石路面。 于强、傅妮(2003)对ISS 的作用机理和可行性在理 论上进行了分析, 为ISS 材料的推广使用, 提供了 理论上的支持。依照中国现行公路工程技术规范, 抗压强度试件需保养6d, 第7d浸水, 而ISS稳定土浸 水成泥, 故它不能作为高级、次高级路面的基层。 ISS 可改良砾质土壤, 砂质土壤, 中、低塑性粘土, 粉泥及粘土。
2 有机改性法
有机改性法根据改性剂的不同可以分为H24 改性法、ISS 改性法、尿素改性法。
(1)H24改性法
1994年5月罗逸等在第三届全国岩石力学与 工程学术会议上首次报道了某些有机阳离子可 改善膨胀土的性质,并就化学改性方法的可能性 进行了初步探讨。H24是在此基础上研制的一种 膨胀土稳定剂, 它是一种以含N有机阳离子化合 物为主要成分的水溶液, 对膨胀土膨胀性具有 较强的抑制作用, 并可能具备工程应用价值。
李妥德、赵中秀(1993)选取裂土、矿碴、水 泥、石灰、砂组成复合料, 配置成砂浆作为 护坡材料。通过室内试验找出了上述各种掺 合料合理配比, 同时通过现场实际工程点的 应用, 证明这种复合土作为裂土护坡材料是 完全可行的, 而且在其他领域也有广阔的应 用前景。
（5）沥青改性法
AzmS.Al-Homoud(1996) 等研究沥青作为改性剂 的效果, 选取约旦北部四种问题土( 如膨胀性与湿 陷性)作为研究对象, 用沥青处理分别做了物理化学 性质, 标准普氏击实试验, 膨胀试验, 单固结湿陷 试验等。试验结果表明, 沥青在改性试验的土中是 有效的。在与土混合时, 沥青起着土颗粒间的粘合 剂作用, 但沥青含量超过7% 时, 土的膨胀潜势与湿 陷潜势不会产生明显的减小, 这就说明使用百分率 含量过多的稀释沥青不是很有用的。
（6）NCS 改性法
NCS改性剂( New Type of Composite Stabilizer for Cohesive Soil)是一种新型复合粘性土 固化材料的简称。由石灰、水泥等合成添加剂改性 而成, NCS 加入填料中除具有石灰、水泥对土的改 性作用外, 它还进一步使土粒和NCS 发生一系列物 理化学反应, 使膨胀土颗粒间紧密, 彼此聚集成土 团, 形成团粒化和砂质化结构, 增加了土的可压实 性, 同时, 膨胀土颗粒在NCS 水化反应中生成新的 水化硅酸钙和水化铝酸钙, 加强了土体的强度和稳 定性。曹恒( 2002)对京沪高速公路河北境内青县至 吴桥段的E 合同段用NCS 固化剂进行改良, 提高了 路基填筑质量。
（7）高强高耐水土体改性法
高强高耐水土体改性剂HEC( High streng the Water stability Earth Consolidator) 是由NaOH 矿渣、特殊的SiO2 以及有活性的 Al、Fe 等化学物质混合而成, 成份中均为无 机化学物质, 无毒无害。土壤经改性剂处理 后, 在压实作用下颗粒紧密接触, 在土壤颗 粒附近的改性剂水化生成水化硅酸钙、沸石、 方钠石及硅酸等, 使粘土颗粒表面形成凝结 硬化壳, 改性剂的激活组分以不同方式渗入 颗粒内部与粘土矿物质发生物理化学作用,
二.化学改性法
化学改性法是利用有机或无机改性剂抑制 膨胀土的胀缩性, 改善膨胀土的工程性质。 化学改性法从理论上讲可以根本解决膨胀土 的胀缩性, 可以起到一劳永逸的效果。依据 化学改性剂的物状可以分为： 1.无机改性法 2.有机改性法。
1.无机改性法
依据无机改性添加剂的种类可以分为石灰 改性法、生石灰改性法、混合料改性法、矿 碴改性法、沥青改性法、NCS 改性法、高强 高耐水土体改性、S SS 型改性法以及其它改 性法。
（4）矿碴改性法。
矿碴复合料主要由矿碴、固化剂和激活 剂组成。矿碴和固化剂水化后产Ca( OH )2 , 在膨胀矿物表面形成固化层, 增加了膨胀土 的稳定性, 提高了膨胀土路基的承载力。矿 碴复合土完全失去了原有膨胀土的遇水膨胀 的特性, 且体积膨胀率为零, 矿碴复合土的 渗透系数几乎为零。用矿碴复合土改良膨胀 土具有广阔的应用前景, 造价低, 施工简便。
(2)桩基法
桩基法是利用桩加固膨胀土地基使其达到要求, 按照桩型可以分为砂桩、预制方桩、粉喷桩、树根 桩等。卢其凯( 1997) 利用桩基法处理了东风汽车 公司单层工业厂房的地基( 位于弱偏中膨胀土地 区) 。他分析了沉管灌注桩、预制方桩、钻孔灌注 桩、多分支砼盘桩四种桩型的优缺点, 最后选用沉 管灌注桩, 并将沉管灌注桩改进成夯扩桩充分发挥 其端承作用。有的学者也利用粉喷桩、树根桩、锚 杆-树根桩、抗滑桩处理膨胀土地基。
（1）石灰改性法
膨胀土膨胀的主要原因是交换性阳离子和 层间底面的水化作用。膨胀土掺入石灰后膨 胀土性质改变的机理为:石灰水化后生成大量 的Ca2+ , 膨胀矿物蒙脱石、伊利石吸水的同 时, 也把大量的Ca2+ 和溶液中析出的Ca( OH) 2 吸附到其颗粒周围, 矿物颗粒晶格边缘破 键产生的电荷吸附Ca2+ 来取得平衡, 这些水 化作用形成的石灰水化物在膨胀土矿物表面
聚集。粘结和聚集在膨胀土表面的Ca(OH)2经 硬化结晶, 形成一种防止膨胀土颗粒内水外 散和外水内浸的固化层, 通过粘土颗粒的絮 凝, 土的组织发生了变化。随着石灰含量的 增加, 减少了粘性含量, 因而相应地减小了 膨胀与收缩, 降低了膨胀土的亲水性, 增强 稳定性。掺石灰能减小塑性指数, 但掺灰率 并不是越高越好。当石灰剂量超过某一值, 过多的石灰在土中自由存在, 使石灰土的强
实验结果表明:天然膨胀土经H24和H24-c处 理后, 自由膨胀率由75%下降到25%-30% , 均 低于40%。按照膨胀潜势分类标准,土的膨胀 性已由中等程度转变为非膨胀性。
几年以后罗逸、张国华、张慧用微观分析 和土工实验研究了含N的有机阳离子化合物对 改善膨胀土性质的影响。实验结果表明, 经 H1处理后的土样已经对水不再敏感, 即蒙脱 石的亲水性和膨胀特性已发生了改变, 经处 理过的试验样品均表现为含水量、饱和度、 孔隙比、孔隙度的降低和容重的增加以及抗 剪强度提高的规律, 以H24为主剂的处理液试 验效果比较明显。但是工程处理的费用是膨 胀土稳定剂研制过程中亟待解决的难点之一。
(2)ISS 改性法
ISS 土壤改良法是一种从石油萘中提炼出来的具 有腐蚀性的液体强酸,可溶于水。ISS 的化学组织具 有极大的离子交换潜力。当将少量ISS 置于ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中时 能使水离子化, 形成H+ 与(OH)- 的离子。当其水溶 液加入土中, 可与土壤粒子的电荷激烈交换, 使粘 土颗粒中的正负电荷达到平衡, 使得吸附在土壤粒 子上的水分脱离土壤的电气化学束缚而分离出来, 变成可以自由流动的水分, 这种水分较易通过挤压 而流失, 经碾压后彻底地摧毁土中的毛细管道, 从 而使压实的土体具有高稳定性与承载能力。
形成水化铝酸盐、含水硅酸盐等胶凝物 质, 使土壤颗粒表面产生不可逆的凝结 硬化体。由于某些极性分子和OH - 进 入粘土颗粒内部空穴, 使土体分散, 比 表面积增加, 这些被分散的粘土颗粒表 面一般带有负电荷, 其动电电位增大, 改性剂的某种组分可以代换土体中的凝 聚力低的离子, 促使粘土颗粒凝聚。
(8) SSS 型改性法
SSS 型土壤改性剂是一种粉状固体, 是 由水泥、白灰以及各种可溶性无机盐类组成 的复合体。当改性剂与粘土拌和后, 在水的 影响下, 通过各种化学反应, 如水泥的水解 和水化反应、石灰的碳化反应、粘土矿物离 子的交换反应、沉淀反应、絮凝和凝聚反应、 以及催化活化反应, 使混合集料形成链状和 网状结构, 从而实现稳定固化土壤的作用 。
（3）尿素改性法
尿素在常温下插入天然膨胀土中, 处理后膨胀 土经雨水淋滤、风干, 已无膨胀特性。尿素的分解 物增加了土体强度( 使土壤板结) ; 尿素中的NH 2 基团可以嵌入六角网孔中, 还可与硅氧四面体表面 的氧原子形成氢键, 改变了蒙脱石的层间微环境, 层间电性已完全破坏, 使膨胀土无膨胀特性, 这从 根本上改变了蒙脱石的性质, 使膨胀土成为普通土; 利用尿素改良膨胀土操作简单,方便; 尿素价格低廉、 不污染环境、易购买, 作为膨胀土的插层剂有广泛 的应用前景。
有图可见： 1.尿素含量为2%-5%时, 膨胀力的减小速度较快, 当尿 素含量5%时,随尿素含量增加膨胀土的膨胀力并没有 明显变化。在尿素含量为5%时, 膨胀力最小。（图1） 2.在开始的0-7d 膨胀土的自由膨胀率减小的速率比较 快, 7-28d自由膨胀率减小速率变小。（图2）
3 生物改性法
根据不同的材料可以分为植物改性法和土 工织物改性法。
1995年9月罗逸等人对H24稳定剂对天然膨胀土 的物理-力学性质和有效稳定期的影响等问题 进行了研究和讨论。实验结果表明, 经H24处 理样品可降低膨胀性和压缩性, 提高抗剪强 度, H24对膨胀土具有一定的增渗作用,流水可 使H24分子产生脱附作用, 但对H24的长期有效 性能不会产生明显影响。
（2）生石灰改性法
生石灰与膨胀土的作用机理是生石灰与膨胀 土拌和后, CaO 迅速吸收土中的水分并发生激 烈的放热反应后生成了新物质Ca( OH ) 2。由 干生石灰的吸水放热, 使土中含水量迅速降低, 减薄了胶体颗粒的水膜厚度, 加大了分子间的 引力, 从而提高了土体强度。
（3）混合料改性法
石灰、水泥、生石灰、粉煤灰等可以混合在一 起作用于膨胀土地基。一般加石灰的膨胀土就可以 满足路基填料的要求, 二灰( 石灰和粉煤灰) 加固 改良膨胀土多用于强度和稳定性要求更高的路面基 层底基层。李杰( 2000) 认为二灰土集中了单掺石 灰和粉煤灰二者的优点, 并在水稳定性、改良性和 增强土体强度, 尤其是浸水后强度的衰减方面更优 于前两者。张铁军、杨怡对309国道武安市路段采用 了二灰土处理膨胀土路基, 得出了合适的二灰土配 比, 达到了设计要求。