在石灰、粉煤灰稳定膨胀土、水泥稳定纤维增强的粉煤灰土、掺粉煤灰电石灰击实土的工程特性等方面，国内外进行了大量的研究［12－15］。考虑选用粉煤灰作为路堤填料，一是因为粉煤灰属于工业排放废渣，价格低廉;二是粉煤灰质量轻，用在滨海软土地区可以减少路堤的沉降量。
在高温燃烧过程中，煤粉中所含的黏土质矿物呈熔化状态，在表面张力的作用下形成液滴。当随尾气排出炉外时，由于经受急速冷却，而形成粒径为1～50μm的球形玻璃颗粒;并且由于煤粉中的某些物质的分解、挥发产生气体，而使熔融的玻璃颗粒形成空心的玻璃球，有时玻璃球的球壁还呈蜂窝状结构。通常认为，粉煤灰的颗粒越细，其球形颗粒的含量就越高，比表面积也越大，水化反应界面增加，活性增高。粉煤灰的主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等。
1．石灰、粉煤灰固土机理
粉煤灰的活性是指粉煤灰的火山灰性质。常温下，在水的作用下这些粉状材料能与石灰发生化学反应，生成具有胶凝性能的水硬性水化硅酸钙。从化学组成上看，粉煤灰和硅酸盐水泥同属于SiO2－Al2O3－CaO体系，性能上有很多相似之处。在生石灰、熟石灰、石膏、碱性物质，特别是氢氧化钙的激发下，粉煤灰的活性被激发出来，使土固化。固化过程大致分成三个阶段。
(1)初期阶段，石灰与粉煤灰加固土的初期反应为石灰经水化作用形成了片状晶体产物——氢氧化钙，使石灰土产生了新生结构，完成了初期强度。初期的石灰粉煤灰固化盐渍土的强度、水稳性和抗冻性均很差。
(2)中期阶段，氢氧化钙晶体转变成碳酸钙晶体，加固土内部出现了纤维晶体网架结构与无定形的凝胶结构。这两种结构的物质都不溶于水，两者自形成以后便存在于石灰粉煤灰加固土中，不再发生晶质的转化与结构形式的改变，从而显著地提高了石灰粉煤灰加固土的强度、水稳性和抗冻性。
(3)后期阶段，加固土纤维晶体的网架结构与无定形的凝胶结构重叠滋生，各颗粒的位置已为蔓延的凝胶与缔结的纤维晶体所固定，加固土的物理力学性能也就发生了根本性的变化，逐渐由柔至刚，表现出良好的板体性，大幅度提高了石灰粉煤灰加固土的强度、水稳性与抗冻性。
石灰粉煤灰的化学反应简化方程式如下［11］:
CaO+H2 O→Ca(OH)2
Ca(OH)2+CO2→Ca CO3+ H2O
Ca(OH)2+ SiO2+ H2O→x CaO·y SiO2·z H2O
Ca(OH)2+ Al2O3+ H2O→x CaO·y Al2O3·z H2O
Ca(OH)2+ SiO2+ Al2 O3+ H2 O→x CaO·y Al2 O3·z SiO2·w H2 O
Ca(OH)2+ SiO2+ Al2O3+ H2O→x CaO·y Al2O3·z CaSiO3·w H2O
石灰粉煤灰加固土中的方解石结构、无定形凝胶结构与纤维晶体结构构成了加固土中各颗粒间的联系结构。这种联系结构的抗拉强度构成了加固土的固化凝聚力c;这种联系结构的凸凹面与破损后错断的晶茬、凝胶的锯齿形断口构成了加固土的固化内摩擦角φ。三种稳定结构所产生的固化凝聚力c和固化内摩擦角φ使得石灰粉煤灰加固土强度大幅度提高［16］。
石灰粉煤灰固化盐渍土强度的形成经历了石灰水化作用→石灰粉煤灰与土之间的物理作用、物理化学作用→水分的调节作用→结晶作用→晶质的转化碳化作用→火山灰作用。
2．外掺剂对固化土强度的影响
研究结果表明［17］:硫酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、硅酸钠在掺加量为1%～3%时，对石灰粉煤灰固化土的强度提高均有很大的帮助。但氯化钙和氯化钠两种氯盐，不能起到早强作用。早期强度甚至还有所降低，其中氯化钠对后期28 d龄期强度略有改善(氯化钠剂量为2%)。从这一试验结果中得到启发，由于滨海盐渍土的含盐量多在1%～3%之间，所以采用石灰粉煤灰固化滨海盐渍土的固化方案是可行的。
以氢氧化钠为例，因粉煤灰中有大量的氧化硅，掺加NaOH能提高固化土的早期强度。原因为:①NaOH能提高活性氧化硅的溶解度，加速水化硅酸钙等胶凝物质的生成以及Ca(OH)2结晶的过程;②NaHCO3、Na2 SiO3、Na3 PO4等盐类能与Ca(OH)2反应生成不溶性盐类的结晶体沉积在固相颗粒之间，使黏结得到增强，而在反应中产生的NaOH又起到上述NaOH的作用。
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