自20世紀(jì)50年代以來，隨著材料科技的發(fā)展，基于工程建設(shè)的需求和環(huán)境保護(hù)的需要，以美國為代表的一些國家開始大力研究土壤固化材料。初期他們從石灰水泥等無機(jī)固化劑入手，諸如Ｒawas 等將人造火山灰和石灰水泥用于膨脹土的改良，Bell等將水泥類土壤固化劑應(yīng)用于黏土加固，進(jìn)一步提出將煤灰粉與石灰混合使用可以有效減少固化過程中引起的土體開裂問題，另外還對向石灰水泥中添加PFA與Miller等添加劑展開了研究。隨后，越來越多的有機(jī)類以及生物酶類材料進(jìn)入土壤固化領(lǐng)域，如Attom 等利用橄欖油榨油殘渣燃燒產(chǎn)物改良膨脹土膨脹特性; Y?nter 等研究了不同類型土壤與聚乙烯醇( PVA) 的相互作用; Khatami 等將植物萃取物等用于提升固化土土體強(qiáng)度。隨著大量的研究，目前已經(jīng)制造出很多商業(yè)化成品，如美國帕爾瑪公司生產(chǎn)的固化酶，貝塞爾公司生產(chǎn)的貝塞爾液態(tài)有機(jī)高分子土壤固化劑(BS－100濃縮型和TS－100加強(qiáng)型) ，德克薩斯土壤控制國際公司生產(chǎn)的TOP－SEA系列液態(tài)土壤穩(wěn)定劑等。國內(nèi)在土壤固化材料方面的研究則較晚，大體上于20世紀(jì)80年代起步。近年來，我國學(xué)者在借鑒國外研究經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國土壤特性與特點(diǎn)，也做了大量研究工作，如: 梁文泉等將改性二氧化硅、活性鋁和鐵通過配比得到一種灰白粉末狀土壤穩(wěn)定劑;黃曉明等以石灰、水泥、硅酸鹽礦渣為主要材料，并添加馬來酸、碳酸鈉、氫氟酸、三乙醇胺等不同類型的添加劑，得到一種適用于黏土的土壤穩(wěn)定劑; 尚路等研制出一種可用于膨脹土改性的離子型土壤固化劑，這種固化劑可破壞土壤雙電層，使其利于壓實等。目前雖然與國外尚有較大差距，但也有部分產(chǎn)品已得到實際應(yīng)用，如NCS系列、硫酸鹽系列等。

在運(yùn)行過程中如果發(fā)現(xiàn)污泥發(fā)黑，產(chǎn)生原因：曝氣池溶解氧過低，有機(jī)物厭氧分解釋放出H2S，其與Fe作用生成FeS。解決辦法：增加供氧量或加大回流污泥，只要提高曝氣池溶解氧，10多小時左右污泥將逐漸恢復(fù)正常?；炦^程中污泥過濾困難或出水色度升高，產(chǎn)生原因：缺乏營養(yǎng)或水溫過低，污泥生長不良，大量污泥解絮。解決辦法：增加負(fù)荷均衡營養(yǎng)，提高水溫，改善污泥生長環(huán)境。

對于有機(jī)類土壤固化劑，其成分多以高分子材料為主，高分子材料的大分子結(jié)構(gòu)使其在提升土壤強(qiáng)度方面具有特有的優(yōu)勢。按作用機(jī)理分類可將有機(jī)高分子類土壤固化劑分為離子類和非離子類。離子類高分子土壤固化劑可通過水解、電離等反應(yīng)產(chǎn)生帶電基團(tuán)，進(jìn)而利用這些基團(tuán)與土壤中帶電粒子間的靜電引力連接土壤顆粒，起到固土作用。有機(jī)類土壤固化劑具有摻入量較少、運(yùn)輸方便、施工簡單等優(yōu)點(diǎn)，但其部分產(chǎn)品易分解、固土效果不穩(wěn)定，需進(jìn)一步提升其性能。

不同類型的土壤固化劑與土壤作用的機(jī)理各不相同，但其本質(zhì)都是通過固化劑的添加改變土體架構(gòu)，增強(qiáng)土壤顆粒相互作用，進(jìn)而提升土體強(qiáng)度。無機(jī)類土壤固化劑對于無機(jī)類土壤固化劑，該類材料一般為固體粉末，以石灰、水泥、礦渣和硅酸鹽等為主要成分。該類材料與水接觸后可發(fā)生水化反應(yīng)，產(chǎn)生水化硫酸鈣、水化硅酸鈣等凝膠產(chǎn)物，該產(chǎn)物部分與土壤中礦物活性成分絡(luò)合連接土壤顆粒，部分通過自身固化生產(chǎn)骨架結(jié)構(gòu)，進(jìn)而固化土體，生石灰固化劑穩(wěn)定土壤。此外，無機(jī)類土壤固化劑與水作用后會釋放鈣、鎂、鋁等高價陽離子，它們會與土壤膠體顆粒吸附層中的低價鈉離子或鉀離子發(fā)生離子交換，減弱土壤膠體顆粒中雙電層的厚度，破壞土壤顆粒表面的吸附水膜，進(jìn)而降低土壤膠體顆粒間的排斥作用，促進(jìn)土顆粒間的凝結(jié)。

土壤固化劑廠家減少了傳統(tǒng)膠結(jié)材料的使用量，有利于節(jié)省資源和能源，有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。挖河采沙、炸山碎石會破壞自然，污染環(huán)境，采用本項技術(shù)以廣泛分布隨處可取的土壤替代砂石料，有利于公路的可持續(xù)發(fā)展，符合我國建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的要求。