改良路基

2024-09-20

改良路基（共8篇）

改良路基篇1

1概述

合蚌高铁站前二标经理部五分部管段起点接下塘集特大桥合肥台尾 (里程DK94+264.57) 至DK100+000, 全长5.735 km;途径长丰县下塘镇和双墩镇各村庄、农田, 大部分为松土或松软土路基。设计采取CFG桩对路基基底进行深层处理。路堤基床以下路堤采用路拌改良土填筑施工工艺。

施工前需对进场的石灰、取土场的土质、工程用水等材料进行相关实验。

改良土施工掺和料的石灰为主控项目, 应符合设计要求。采用钙质生石灰, 粒径不大于30 mm, 为一等品钙质生石灰, 按照试验的配合比选定本段改良土中石灰掺量为6% (质量比) 。所采用的土质应做液塑限、击实试验等符合规范要求后才能使用。本段路基选用路拌法 (基床以下路堤) 施工工艺。填筑施工前, 选定至少100 m作为试验段, 在总结试验段施工经验后, 确定改良土填筑的相关参数及人员、机械设备的合理配置 (见表1、表2) 。

2施工程序及过程控制

施工前测量人员放样出路基左线中线和坡脚线, 用白灰撒出施工区域线及方格网线。在路基两侧每隔20 m布设两排中线及标高控制桩, 以方便测量每层填料铺设范围及每层摊铺、压实厚度。

(1) 石灰消解。石灰消解场地要与存放场地分开, 消解场地四周用砖干砌筑高1.0 m围墙, 采用钢管和彩条布遮蔽, 以免石灰粉尘飞扬, 污染环境。石灰消解要充分, 并对消解后的石灰进行筛分, 筛孔直径不得超过1 mm。

(2) 取土摊铺。将除去草根等杂物的土从取土场运至填筑地段, 将原状土按常规工艺摊铺好, 摊铺厚度不超过35 cm, 以能与上一层接茬2~4 cm为准。摊铺前, 根据每车的方量及摊铺的厚度, 现场确定一车土摊铺的面积, 并用白灰线撒出方格, 以免超厚和方便整平;摊铺好初平后, 用压路机快速进行初压, 等待摊铺石灰。

(3) 石灰撒布。在初平的待拌土层表面均匀的撒布消解石灰, 含水量过大时可以添加磨细生石灰。施工时应严格控制含灰量, 考虑到石灰施工时有效钙镁含量的损失, 为保证石灰剂量达到设计要求, 石灰掺入量根据试验而定。石灰与土的混合料松铺厚度遵循稍高勿低的原则摊铺。

(4) 拌和。石灰均匀撒布完成后, 先采用五铧犁进行翻松, 再采用路拌机把摊铺好的填料拌合一遍并测定初拌后混合料的含水量, 再次用五铧犁、路拌机反复拌和至均匀为止。含水量小于试验室确定的最优含水率 (16.5%) 时应采用喷雾器将水均匀的喷洒在混合料上, 并充分、均匀的拌合, 混合料的含水率略大于最优含水率 (16.5%) 1%~2%。确保拌和的深度大于松铺的厚度2~4 cm, 以保证上下层能很好的衔接, 严禁在拌和层底部留有素土夹层, 带来质量隐患。

(5) 摊铺整平。拌和后应立即予以精平, 采用全站仪、水准仪“指挥”推土机和平地机相结合的方法, 保证每一填层的平整度及层厚的均匀。每一层填筑时均需形成4%的人字形横坡。摊铺过程中要随时用核子密度仪检验填料含水量。石灰改良土经运输、等待、摊铺后会失去一定的水分, 特别是在秋季和高温季节更是如此。碾压时不易压实, 甚至出现细裂缝, 说明含水量偏低, 此时要用喷雾器适量洒水, 以便于压实。

(6) 碾压整平。整平后, 松铺厚度、平整度和含水量符合要求后开始碾压。碾压时横向采取从两侧向中心的顺序, 纵向进退式碾压, 行与行轮迹重叠不小于40 cm, 各区段交接处纵向搭接长度不小于2 m, 上下两层填筑接头错开不小于3 m。以保证无漏压、无死角, 确保碾压的均匀性。碾压方法为:静压一遍, 弱振碾压一遍, 强振碾压3遍 (根据试验段的成果) , 弱振碾压一遍, 最后再静压一遍消除轮迹。即:静压→弱振→强振 (3遍) →静压。碾压行驶速度应用慢速 (宜为2~3 km/h) , 最大速度不超过5 km/h。碾压过程中, 上层应始终保持湿润, 当出现“弹簧”、松散、起皮等现象时, 应及时翻开重新拌合, 使其达到质量要求。

(7) 压实检测。在每一填层碾压完成后即可用K30平板载荷仪、Evd检测仪等检测地基系数K30和压实度K。检测频率为每层每100 m检测K304个点 (填高90 cm) , 压实度K检测6个点。其压实标准见表3。

(8) 填层检测项目及允许偏差见表4。

3质量标准与控制

(1) 路及两侧应有完善的排水系统, 以保证路基的排水通畅。

(2) 白灰需充分消解, 必须按试验段的成果进行划分网格布灰, 检查布灰厚度和均匀度。每个布灰面100 m2等间距检查3个点, 并充分拌和, 灰剂量满足配合比、设计及规范要求。

(3) 碾压的遍数、压路机的行走速度必须按照试验段总结的要求, 确保压实质量。

(4) 填筑过程中, 要经常检测填料的含水量, 根据结果进行补水、晾晒, 确保填层的压实质量。

(5) 严格按照验标、设计要求进行压实等检测, 经验收合格后方可进入下道工序。

4结论

采用上述施工方法, 顺利完成合蚌高铁站前二标五分部的基床以下路基填筑施工, 整体质量良好。经过自检和各相关单位质监部门的检测, 分项工程验收合格, 各项技术指标均优于规范规定的质量标准, 受到业主及监理部门的好评。通过这次实践, 为今后采用石灰改良土填筑路基工程的施工积累了经验。

参考文献

[1]铁建设[2010]241号高速铁路路基工程施工技术指南[S].北京:中国铁道出版社, 2011.

[2]TB 10414—2003铁路路基工程施工质量验收标准[S].

改良路基篇2

【关键词】膨胀土；胀缩性；路堤；改良土

1.石灰改良土工艺

利用改良土作为路堤填料，改良土的准备工作是至关重要的施工环节。在灰-土搅拌施工过程中只需最大粒径不大于60mm的“土块”与“石灰粉末”相掺拌就可达到工程要求。“粉一块”灰-土搅拌过程如下。

1.1用堆土机推整出堆拌场。

1.2用堆土机将土料场表层已风干晾晒一定时间的土料以不大于15cm的铲入深度铲运至堆拌场，并大致呈锥形堆放，堆土机的开行路线根据料场的具体地形及土料的具体铲运情况而定。

1.3用软尺量测出每一个堆土包的土方量，計算生石灰用量。

1.4将计算所得的石灰量以人工方式撒在堆土包表面上，且应尽量撒匀。

1.5用堆土机再次铲运第一次未铲运的土料层，运至堆拌场，倒在已拌石灰的土堆包上。

1.6计算第二次掺灰量。

1.7重复第4步人工撒石灰的步骤。

1.8重复第5步至第7步。

1.9对土料场表层已风干晾晒一定时间的土料完成第一次铲运和掺拌石灰后，测定掺灰土的天然含水量。

1.10用装载机对每一堆掺灰土进行二次拌和，即用装载机将堆拌场的掺灰土从一处翻堆至另一处（土块破碎的最小粒径不大于60mm），需配水时，则进行洒水——每反翻一次，洒一次水，最后，用装载机将掺灰土统一翻运至闷料场，用塑料帆布盖上备用。

2.路堤填筑施工控制

土质路基施工按填土顺序可分为分层平铺和竖向填筑两种方案。分层平铺是基本方案，如符合分层填平和压实的要求，则效果较好，且质量有保证，有条件时应尽量采用此方案。

2.1把好原材料的质量关

改良土的原材料是石灰和土，把好原材料的质量关是确保改良土路基施工质量的首要任务。

2.1.1土

为了保证土的质量，在施工之前，必须对取土场的土进行检验，检验项目主要有液塑限的塑性指数和胀缩性指标等，只有满足规范要求的土才能使用。在高等级公路的施工中，如果用土量很大，需要在多个取土场取土，就应对每个取土场的土进行检验；不同土场的土应分开使用，不能混用，否则质量难以保证；施工技术人员在施工中应密切注意土的情况，如发现土质有变化，应重新进行检验。

2.1.2石灰

石灰的质量应按规范的要求进行控制。施工中采用生石灰粉拌制改良土时，应确保生石灰的质量，因此，对于进场的生石灰必须取样检验，检验项目是有效氧化钙和氧化镁的含量，其中有效氧化钙和和氧化镁含量最能反映石灰的活性；在拌制改良土之前，对生石灰粉的质量也应进行检验，重点检验有效氧化钙和氧化镁的含量和含水量，含量不合格的石灰不能使用。还应注意一个问题，即生石灰与膨胀土掺拌后应“闷料”一周以上，这样可以保证生石灰消解完全，避免在改良土碾压后，未消解的生石灰遇水消解而产生局部膨胀，造成底基层出现局部鼓胀破坏现象。

2.2加强混合料质量的控制

石灰用量是以石灰剂量（或简称掺灰量）表示的，改良土混合料拌和均匀以后，必须取样检测石灰剂量，在石灰剂量符合要求的情况下，才能进行下道工序。改良土混合料的施工有两个关键点：一是控制好掺灰量，应根据灰-土的拌制方法和数量确定适宜的掺灰量；二是拌和要均匀，因为拌和不均匀是造成石灰剂量波动大最主要的原因。石灰剂量的检测应注意以下几个方面：a）取样需有代表性，只有具有代表性的检测结果才能成为评定质量的依据，因此必须合理地确定取样的数量和位置；b）应按照规范所规定的方法进行检测；c）需控制好试样的含水量，在试样质量相同的情况下，含水量越小，则石灰与干土的质量占改良土总质量的比例就越大，因而石灰剂量就越大，由于确定石灰剂量标准曲线时，改良土的含水量为最佳含水量，因此，技术人员也应该在石灰土的含水量位于最佳含水量的控制范围之内时检测其石灰剂量。

2.2.1含水量

由于改良土混合料的含水量对碾压质量的影响很大，含水量太大或太小都很难压实，所以为了保证碾压后的压实度，必须控制好混合料的含水量。按照规范的要求，碾压前改良土的含水量都应控制在最佳含水量±1%的范围内。要控制好混合料的含水量，应注意以下几点：a）需控制好消石灰粉和土的含水量；b）需控制好加水量；c）拌和要均匀；d）需控制好闷料的时间；e）需加强测试，及时提供含水量的检测数据，为施工提供依据。

2.2.2颗粒粒径

不论采用何种拌制方法拌制后的石灰土都应成为粉状或细小颗粒状，不应含有大块土团，或粒径在60mm以上的大土块，否则改良土的性能将受到很大影响。

2.3确保碾压质量

碾压是使改良土路基成形并达到密实状态的重要工序。碾压质量的好坏，对于改良土底层的质量影响很大。碾压质量的评定指标主要是压实度，压实度是碾压后路基的实测干密度与最大干密度的比值，通常用百分数表示。为了使压实度能符合规范要求，施工时必须做到以下几点：a）当混合料的含水量在适宜范围之内时进行碾压；b）应选择吨位合适的压路机；c）应控制好改良土层的厚度；d）碾压时应保证足够的遍数和适宜的碾压速度；e）施工技术人员应及时检测压实度，如果不合格，应继续碾压，直到检测合格，如果局部混合料含水量过大，难以压实，或质量不好，应将其挖除，并在换填混合料后，碾压至合格。

在检测压实度时，若改良土的含水量在最佳含水量的一定范围内，其检测结果能反映压实的实际情况；如果实际含水量比最佳含水量大得多，改良土就难以压实，压实度就很难达到要求。但是放一段时间后，由于水分蒸发和石灰与土之间发生化学反应，使得改良土中水分不断减少，含水量不断减小，干密度不断增大，压实度也就不断增大。当含水量减小到一定程度时，压实度可能达到规范要求，但这时的压实度数据并不能反映碾压的实际情况，因此，掌握好检测的时机是非常必要的。

2.4确保闷料效果

闷料也是改良土路基施工中的一个重要环节。闷料期一般不少于7天，此间石灰与土将通过化学反应使石灰土的强度和水稳性不断提高。闷料期最重要的是做好洒水工作，要保证改良土始终具有一定的含水量。尤其是在气温较高的季节施工时，加强洒水养生更为关键。如果洒水不到位，闷料效果就很难保证；如暴晒时间太长，改良土路基将因水分蒸发、含水量减少，导致干缩开裂，从而大大降低改良土路基的整体性，并影响强度和水稳性的提高。闷料期还应做好基层施工的准备工作，闷料期结束后，应尽快进行路基的施工。碾压后的改良土路基可以使其中的水分不会被很快蒸发，石灰与土能够充分地进行反应，从而使改良土路基的强度和水稳性进一步提高。

3.结论

膨胀土是一种会给高等级公路路基工程带来严重破坏的高塑性粘土，特别是会对路基工程和大型结构物产生变形破坏作用。利用掺拌石灰进行膨胀土土性改良，使改良后的土料各项指标达到路基填筑的使用要求，能解决换填法的弃土和环保问题。

【参考文献】

［１］张涌，谢宝玉，郝中海.膨胀土路基处理技术研究[J].公路，2001，（7）：23-25.

石灰改良土路拌填筑路基施工篇3

路堑挖方段地质为强风化泥岩和微膨胀性粘土, 设计要求路床整体做40c m厚的10%石灰改良土处理, 压实度9 6%、强度满足规范要求。

1 工艺流程

石灰改良土路拌施工工艺流程图见图1。

2 施工准备

施工前按设计提供的配合比进行室内试验, 确定施工配合比。改良土的配合比应保证混合料的无侧限抗压强度能达到设计要求。

3 验收下承层

填筑前应检查基底几何尺寸, 核对压实标准 (进行相关工序的检测与验收) , 不符合标准的基底应进行处理, 使其达到验收标准。

4 测量放样

根据初选的摊铺、拌和、碾压机械及试生产出的改良土填料, 选取长度不小于100m的地段进行填筑压实工艺试验, 并报监理单位确认。施工区段应按填筑四区段、八流程进行划分, 一般宜划分为底层准备区段、拌和摊铺区段、碾压整型区段、检测报验区段。

路拌法分层填筑压实厚度根据路拌机搅拌深度控制, 一般宜控制在15cm～2 0 c m内。

5 备料、焖料

施工前对需改良的土料种类应进行核实, 路堤填料种类、改良土外掺料 (石灰或水泥) 的种类及技术条件应符合设计要求。填筑前对取土场填料进行取样检验;填筑时对运至现场的填料进行抽样检验。当填料土质发生变化或更换取土场时应重新进行检验。

6 运输及摊铺、拌和

6.1 土料运输、布料

松铺厚度宜薄不宜厚, 一般为20cm～25cm, 压实厚度为15cm～20cm (按照试验段采用的松铺厚度、路基铺筑宽度、压实度确定具体值) 。采用薄层快填工艺能够提高一次合格率, 不返工, 进度快, 是灰土路基施工的成功经验。

6.2 土方摊铺、平整

上土完成后, 应及时摊铺, 土料在路基上的堆置时间不应过长。分别在每个断面两侧和中心布下高程控制点。松铺厚度可按试验段施工数据控制。先用一台推土机进行粗平, 超出或不足用人工配合平地机刮平。在路基边缘挂线控制铺层厚度, 每个断面再挂线检查铺层厚度。反复检查几次, 直到合格为止。表面力求平整, 并按规定设置路拱。摊铺过程中, 应注意将土块、超尺寸颗粒及其它杂物拣除。如集料中有较多土块, 亦应进行粉碎;检验松铺材料层的厚度, 看其是否符合预计要求 (松铺厚度=压实厚度*松铺系数) 。必要时, 应进行减料或补料工作。

6.3 补足消解石灰

加补设计配比要求掺量剩余部分的消石灰时, 如土料过干, 应事先洒水闷料, 使土的含水量略大于最佳值。挖方段为细粒土, 宜闷料一夜;中粒土和粗粒土, 视细土含量的多少, 可闷1 h～2 h。在摊铺好的集料层上, 然后按计算的每车石灰的纵横间距, 用石灰在集料层上做卸置石灰的标记, 同时划出摊铺石灰的边线, 用人工将卸置的石灰均匀摊开。石灰摊铺完成后, 表面应没有空白位置。量测石灰的松铺厚度, 根据石灰的含水量和松密度, 校核石灰用量是否合适。

6.4 拌和与洒水

土料平整并加补好石灰后, 用旋耕机和平地机相配合或路拌机拌和, 可保证合理搭配、经济适用。采用旋耕机排队进行翻拌粉碎3～4遍, 最后用宝马路拌机拌1～2遍, 这样一般即可达到含灰均匀, 保证底层“素土”翻起并无素土夹层, 无大于5cm土块的要求。严禁在土层和下承层之间残留一层“素土”, 也应防止过深, 过多破坏下承层的表面。

6.5 整形

混合料拌和均匀后, 用平地机整平和整形。在直线段, 平地机由两侧向路中心进行刮平。在平曲线段, 平地机由内侧向外侧进行刮平。需要时, 再返回刮一遍。用振动压路机快速静压1～2遍。在用平地机整平前, 应先用齿耙把低洼处表层5cm以上耙松, 避免在较光滑的表面产生薄层找补的情况。用平地机进行整形后再碾压一遍。对于局部低洼处, 用齿耙将其表层以下5cm填土耙松, 并用新拌的石灰混合料进行找补平整, 再用平地机整形一次。每次整形都要按照规定的坡度和路拱进行。特别要注意接缝处的整平, 接缝必须顺适平整。

6.6 碾压

整形后, 当混合料处于最佳含水量±1%时 (如表面水分不足, 应适当洒水) , 立即用一台YZ18C型振动压路机在路基全宽内进行碾压。直线段, 由两侧路肩向路中心碾压。平曲线段, 由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。振动压路机碾压路线的边缘必须重叠半轮, 压完路面全宽时即为一遍。第二遍轻振一遍, 行驶速度按2 k m/h控制;从第三遍开始用振动压路机进行强振, 行驶速度按3 k m/h控制;碾压时, 各区段交接处应相互重叠压实, 纵向搭接长度不小于2.0m, 纵向行与行之间的轮迹重叠不小于40cm, 上下两层填筑接头应错开不小于3.0 m。两作业区段之间的衔接处纵向搭接拌和长度不小于2.0m。

碾压结束后, 由施工技术员和试验人员等有关人员进行自检。检验如压实度、平整度等指标符合要求后, 方能进行下一层填土。

6.7 养护

碾压完成后, 上层填土能连续施工时可不安排专门的养生期, 否则进行养生, 使改良土表面保湿养生不少于7天。养生期间勿使改良土过湿, 更不能忽干忽湿, 应控制好交通, 除洒水车外应封闭交通。

7 质量通病及防治措施

(1) 拌合料不均匀, 色泽不一, 有灰条、灰团、花面, 拌和物中含有土块、生石灰块等。

措施:拌和时, 土块应打碎, 粒径不应大于10mm, 应按工艺性试验确定的配合比配料并拌和均匀, 及时消除粗细集料窝和局部过分潮湿之处。

(2) 路拌施工中路基填层出现“素土”夹层。

措施:严格控制填筑厚度, 布料均匀, 尽量采取薄层快填施工, 拌合既要保证拌透。

(3) 压实层面有明显轮迹, 并有“弹簧”、松散、起皮现象。

措施:填料的含水量应严格控制, 其施工含水量等于或略大于最优含水量。

(4) 压实层表面开裂。

改良路基篇4

关键词：细砂,基床表层,填料,物理力学性能

大塔至何家塔铁路线全长140km, 线路多以填方形式通过, 根据沿线勘察情况, 地表多分布厚度不等的第四系全新统风积细砂, A、B组填料严重缺乏。细砂由于其组成、结构和物理状态的特殊性, 引起细砂作为地基土和填料时的一些工程使用性能不易满足工程设计和使用的相关要求, 主要表现在压实性能比较差、作为填料的整体稳定性能较差、作为地基土在一定条件下会产生液化、容易受到水流冲刷破化等。因此, 如何合理、有效利用细砂在作为路基填料, 降低工程整体投资, 成为工程建设中一个必须面对的问题。因此, 文中按照细的试《铁路路基设计规范》 (TB10001—2005) 对路基填料的要求, 从工程试验的角度研究了水泥改良细砂后的物理力学性能。

1 试验方法

本次试验根据研究内容, 严格按照《铁路工程土工试验规程》 (TB10102-2004) 、《公路工程无机结合料稳定土试验规程》 (JTJ057-94) 进行的。试验中分别对细砂土样以及改良细砂的物理力学特性进行了试验, 改良细砂选取普通硅酸盐P·O 42.5水泥为改良搀料。改良土的搀和比 (质量比) 选取为3%、4%、5%、6%、7%。

2 试验结果及分析

试验得到土样的土颗粒比重为2.64。

2.1 筛分试验

通过筛分试验, 粒径0.5～0.25 mm的颗粒质量占土样质量的17%, 粒径0.25～0.075 mm的颗粒质量占土样质量的83%。根据我国《铁路路基设计规范》 (TB10001—2005) 中的规定, 大于0.075mm的土颗粒含量占土样总质量的含量超过了85%, 因此, 土样为典型的细砂。

2.2 击实试验

按照加入3%、4%、5%、6%、7%的质量百分比掺料按不同含水量拌合均匀后, 放置一定时间, 然后进行重型击实试验, 击实分三层装土, 每层土击实94击, 然后测试每组试样的干密度和含水量, 作出击实曲线, 求得最大干密度和最优含水量。试验结果如图1所示。

从试验结果分析:

(1) 水泥搀量为5%、6%、7%时, 改良土的干密度相对要高, 三种水泥搀量所对应的最优含水量和最大干密度分别为:13.2%, 1.837g/cm3;14%, 1.835%;14%, 1.842%。而水泥搀量为3%、4%的改良土, 击实后改良土干密度相对低一些。

(2) 水泥掺入量大于3%时, 最优含水量及最大干密度变化较小。

(3) 水泥改良细砂击实曲线似乎呈现出反S曲线趋势, 在含水率不大于4%的情况下, 土样干密度随含水率的增大而减少, 而土样达到最大干密度后随着含水率的增大也会出现这样的现象。

2.3 无侧限抗压强度

根据击实试验试验分析, 选取水泥搀量为5%、6%、7%的改良土进行无侧限抗压强度及其他改良土性能试验。

改良土的无侧限抗压强度试验采用圆柱体试样, 测试在无侧向压力的条件下, 抵抗轴向压力的极限强度。把通过前期试验选定的不同掺合比的改良土制成的圆柱状试样 (每组二个) , 在三轴仪上加荷试验, 测得水泥改良土的无侧限抗压强度。试验仪器为英制大型GDS三轴实验机。试样尺寸H×Φ=12.5×6.18cm2。试验加荷速率为0.5mm/min。试验中土样破坏判定, 出现破裂面, 则以产生破裂面作为破坏标准, 如不出现破裂面, 则以试样轴向应变达15%作为破坏标准。试验结果见表1。

从试验结果明显表现出:

(1) 改良细砂土的无侧限抗压强度随龄期逐渐增长的特性, 并且在0～7d龄期内强度增长比较明显, 以后强度增长量逐渐减小。

(2) 改良细砂土的无侧限抗压强度随压实度逐渐变化的特性不太明显, 主要原因为当土体的压实度达到一定程度后, 改良土压实度变化不大引起的强度变化不显著。

(3) 改良细砂土的无侧限抗压强度随水泥搀量的增大而增大。

参照《铁路路基规范》对Ⅱ级铁路基床表层填料的要求, 水泥搀量5%, 6%, 7%时的改良土均可作为路基基床表层填料使用。从节约工程投资和工程性能角度综合分析, 水泥搀量5%可作为最佳配比参考值, 符合大河线改良土无侧限抗压强度达到0.8MPa设计要求。

3 结语

1) 从以上水泥改良细砂试验可知, 细砂采用水泥改良后各项力学指标都得到了明显的改善, 且随着水泥掺量比的增加抗剪强度相应的增大, 水泥掺量5%可作为大河线最佳配比参考值。

2) 应进一步结合工程实际, 现场测试研究水泥改良细砂的实际应用效果。

3) 本次试验是结合内蒙古地区大塔至何家塔缺乏基床表层填料的情况下采用水泥对粉细砂进行了改良试验研究, 是否可采用其他搀加料进行改良还有待进一步的试验研究。

4) 水泥改良细砂击实曲线是否为反S曲线, 还需要进一步的试验研究。

参考文献

[1]TB 10102-2004, J 338-2004, 铁路工程土工试验规程[S].

[2]TB 10001-2005, J 447-2005, 铁路路基设计规范[S].

[3]陈希哲.土力学地基基础[M].北京:清华大学出版社, 1998.

改良路基篇5

因此减少淤泥抛弃的最有效的措施就是进行材料化改良研究, 通过在淤泥中添加各种改良剂, 改良淤泥的不良工程特性, 使其变成一种良质土, 可以用于路基工程建设, 这样既可以减少淤泥抛弃带来的问题, 也可以解决目前道路工程建设缺少良质填土材料的问题, 这既符合我国资源可持续化发展的需要, 也是目前国外许多发达国家采取最常用的方法之一, 可以达到变废为宝、节省土地资源、减少工程造价、缩短工期的目的。目前国内外很多学者致力于通过固化的方法对淤泥进行资源化处理, 但是固化土是一次性成型, 难以碾压施工, 不适用于道路工程的应用, 因此需要研究一种能够将废弃淤泥改良成用于碾压施工的资源化处理技术。本文结合道路工程路基填料的特点, 提出一种可将淤泥进行填料化处理的新处理方法, 通过室内试验分析了淤泥改良土的物理力学性质, 并通过计算分析了改良土应用于路基填土的可行性。

1 淤泥改良的试验方案

本次试验淤泥主要取于相关道路工程的废弃淤泥, 试样具有高含水率、高压缩性、低强度、渗透性差等特点, 通过试验测试了淤泥的现状物理力学参数, 并通过掺入相关改良剂进行处理, 从试验角度实现了淤泥改良后作为路基填料的可能性, 并通过相关试验测试了改良后淤泥的物理力学特性, 分析了其变化规律, 试验方法依据。

本次掺入的改良剂A的掺量如表2所示。

2 试验结果与分析

2.1 淤泥改良土土性性状变化

路基工程中取样回来的废弃淤泥通过掺入改良剂A后, 物理特性发生了显著变化, 通过3d龄期发现, 改良后淤泥的液限和塑性指数明显下降 (见图1) 。

从图1中可以明显发现, 改良剂A对淤泥的改良效果明显, 改良前淤泥的液限为75.2, 塑限为33.4, 塑性指数为41.8, 随着改良剂A掺量的增加, 在较短的时间内土性发生了明显变化, 改良前淤泥在塑性图中分类应该为高液限软粘土, 改良后变成了松散颗粒的粉土, 改良效果比较显著, 淤泥土的工程性质得到了根本改变。

2.2 改良后淤泥土的含水率变化规律

土体的含水率是评价路基填土工程性质的重要指标, 图2给出了掺入改良剂A后, 淤泥改良土的含水率随龄期的增加而逐渐降低的变化规律, 从图中可以看到, 随着龄期的增长, 不同改良剂掺量下的淤泥的含水率均具有快速降低到缓慢降低的变化模式, 并且在3d龄期条件下的降低幅度最大, 第14d以后, 含水率降低趋于平缓。以掺入量仅为6%为例, 3d龄期时, 淤泥改良土的含水率可以从52%降低至42%, 到了14d时可以进一步降低至36%, 较初始含水率降低幅度达到了30%, 可见改良剂A对这种废弃淤泥的改良效果比较显著, 随着含水率的降低, 土的物理力学性质不断得到改善。

此外, 从图2中可以看到, 改良剂A的掺入量对改良土的含水率的降低速率有显著影响, 掺入量高的含水率降低曲线位于掺入量低的曲线下方, 掺入量越高含水率降低速率越快, 并且最终稳定后的含水率也越低。

2.3 改良后淤泥土的强度变化规律

淤泥经过改良剂A改良后, 分别测试了3d、7d、14d、28d、90d改良土的无侧限抗压强度, 结果如图3所示。

从图3中可以明显看出, 随着龄期的增加, 淤泥改良土的强度迅速提高, 前28d增长速率较大, 基本上能发挥出90d强度的70%～80%, 随后强度增长速率逐渐变缓, 工程中往往以90d强度标准值作为设计依据, 该试验可以为工程设计提供一定借鉴意义, 而且不同龄期条件下淤泥改良土的无侧限抗压强度与90d龄期条件下的强度之间大概存在以下关系:

qu7=0.2～0.4 qu90

qu14=0.5～0.7 qu90

qu28=0.7～0.9 qu90

式中:qu7—7d无侧限抗压强度;

qu14—14d无侧限抗压强度;

qu28—28d无侧限抗压强度;

qu90—90d无侧限抗压强度。

qu28—28d无侧限抗压强度;

qu90—90d无侧限抗压强度。

该试验关系与《公路路基设计规范》 (JTG D30-2004) 和《建筑地基处理技术规范》 (JGJ79-2002) 中的相互关系基本吻合, 设计时, 可以根据90d的设计强度要求, 初步推算7d、14d、28d的改良土的无侧限抗压强度, 能够大大缩短工程周期, 节省工程投资, 具有一定的工程价值。

3 作为路基填料的应用分析

从前面的分析可知, 淤泥经过改良后工程性质发生了显著变化, 由最初的高液限软粘土变成了松散的填料土, 含水率得到了大幅度降低, 强度也得到较大提高, 改良后的淤泥土可以尝试用于路基工程、河堤工程等项目的填料, 本文从理论分析的基础上针对该改良土作为路基填料的可能性进行了研究, 采用岩土工程专业软件 (里正软件) 研究了不同路基填土高度的边坡稳定性与改良土无侧限抗压强度之间的相互关系, 得出了相应的变化规律, 建立的试验模式如图4。

路基填土高度H, 路基顶宽12m, 边坡坡率为1∶1.5, 地质条件相对较差, 分布有性质较差的软土, 结合钻孔资料, 该软土为2-2层, 埋深较浅, 具有低强度、高压缩性等特性, 容易导致路基失稳, 其地质情况如下:

1-1层:素填土。厚度0.5m, 内粘聚力c=15kPa, 内摩擦角35°, 重度19.2kN/m3。

2-2层:淤泥质软粘土。厚度12m, 内粘聚力c=8kPa, 内摩擦角2°, 重度18.6kN/m3。

2-3层:粉质粘土。厚度15m, 内粘聚力c=5kPa, 内摩擦角30°, 重度19.6kN/m3。

结合相应的地质条件, 分析了改良后淤泥作为路基填料的可能性, 具体分析结果如表3所示。

从表3和图5中可以明显看出, 在相同路基填土高度条件下, 路基边坡稳定系数随着填料土的无侧限抗压强度的增加明显提高。

从表4和图6中可以明显看出, 路基填土高度越高, 路基达到稳定性需要的填料土的无侧限抗压强度越高, 本次研究选取了不同的路基填高H=2m、2.5m、3m和3.5m, 这些填土高度也是江苏等平原地区道路工程中常用的路基填高, 具有一定的针对性, 从中可以看出, 在该地质条件下, 当路基填土高度H=2～3.5m时, 路基边坡稳定需要的填料土强度在60～200kPa之间, 结合图3可以明显看出, 该淤泥在改良剂A改良后的无侧限抗压强度完全满足作为路基填料土对强度的需求, 对应的改良剂的掺量大约在4%～10%之间, 因此淤泥改良后完全有可能作为路基填料进行使用。

4 结论

(1) 通过分析工程中产生淤泥的物理力学特性, 并掺入相应改良剂对其进行改良, 从试验角度完全实现了淤泥改良后作为路基填料的可能性。

(2) 结合试验成果分析了淤泥改良后作为路基填料的土性变化、含水率变化及强度变化规律, 淤泥经过改良后可以由高液限的软粘土改良成为松散的填料土, 便于工程碾压密实, 改良后的淤泥含水率大幅度降低, 强度得到提高。

(3) 淤泥改良土的无侧限抗压强度在28d条件下得到较快提高, 随后强度增长速率逐渐变缓, 同时根据试验成果得出了7d、14d和28d淤泥改良土的无侧限抗压强度与90d强度的线性比例关系, 为工程设计和工程应用提供了一定借鉴。

(4) 结合相应的地质条件, 分析了淤泥改良土作为路基填料的可能性, 根据计算分析结果, 得出了不同路基填高条件下路基稳定时所需要的填料土的强度, 并给出了改良剂的掺量范围, 具有一定的工程参考价值。

参考文献

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Ⅰ类红砂岩路基的固化改良研究篇6

1 试验

1.1 原料

红砂岩:取自大随高速施工现场。

水泥:湖北京兰水泥厂生产的“晶兰”牌32.5级矿渣硅酸盐水泥。

粉煤灰:取自阳逻电厂, 为一级粉煤灰, 化学组成见表1。

石灰:化学组成见表1。

粘土:取自武汉理工大学校园建筑工地。

固化剂:为自配液体固化剂。

1.2 方法

1) 取原状的块状红砂岩在105 ℃温度下烘干后, 冷却至室温并浸人清水中, 观察其崩解的情况。

2) 采用Rigaku公司 (D/Max-RB) 转靶X射线衍射仪观察红砂岩的晶相。

3) 采用Axios advanced X射线荧光光谱仪对红砂岩中的元素进行X射线荧光分析。

4) 遵照JTG-E40-2007, 对红砂岩进行水洗法筛分并测定了红砂岩的液、塑限。

5) 采用JTJ-051-93, 进行击实实验。

6) 依照JTJ-057-94, 进行无侧限抗压强度测试, 并用T0805-94所规定的方法在50 mm×50 mm试模中成型。采用成型后当即脱模方式脱模、养护, 测其7 d、28 d强度。

7) 采用JTG-E40-2007, 分别对5%水泥、液体固化剂和石屑红砂岩进行承载比实验 (CBR) 。

2 结果与讨论

2.1 红砂岩的鉴定与分类

通常将红砂岩根据其浸水崩解特性分为3类[2]:1) 红砂岩在105 ℃温度下烘干后, 冷却至室温并浸人清水中, 若红砂岩在24 h内崩解成泥状、渣状、渣泥状或渣粒者为1类红砂岩。2) 红砂岩在105 ℃ 温度下烘干后, 冷却至室温并浸人清水中, 若红砂岩在24 h内崩解成大块状、块状、块粒或粒状者为2类红砂岩。3) 红砂岩在105 ℃温度下烘干后, 冷却至室温并浸人清水中, 若红砂岩在24 h内不崩解, 或仅在某些尖棱尖角处有少量崩解, 且崩解量不大于总量的1%, Ra>15 MPa, 该红砂岩为3类红砂岩, 3类红砂岩的性质与普通岩石无区别, 用来填筑路基时可按一般填石对待。经实验鉴定, 本次来样在烘干浸水后变为渣状到渣粒状, 属于1类红砂岩。其矿物组成见图1, 元素组成及含量如表2所示。

w/%

从图1中可以看出红砂岩中主要的晶相为伊利石 (Illite) 、石英 (Quartz) 、方解石 (Calcite) 、长石 (Feldspar) 、赤铁矿 (Hematite) 和绢云母 (Sericite) 。

从表2中可以看出红砂岩中主要的元素为Si、Al、Ca、Na、K和Fe, 三价的铁质在较多的红砂岩中以浸染物的形式存在, 它对红砂岩的工程性质影响甚微。

2.2 红砂岩的筛分和塑性指数

图2是红砂岩的筛分曲线。

从图2可以看出红砂岩的粒径只要集中在0.075～0.25 mm之间, 其粉粒的含量不高, 属于含细粒土砂。

红砂岩的液限和塑性含水量试验结果见表3。

从结果可以看出液塑限值不高, 塑性指数低, 因此其粘聚力较小, 沉降稳定期也相对于粘土要短。

2.3 采用不同方法固化红砂岩室内配比试验

分别对红砂岩、5%与10%石灰稳定红砂岩、5%与10%水泥稳定红砂岩、4%石灰和10%粉煤灰与8%石灰和10%粉煤灰稳定红砂岩、3%水泥和10%粉煤灰与6%水泥和10%粉煤灰稳定红砂岩、10%与20%石屑改良红砂岩、10%与20%粘土改良红砂岩进行击实实验, 找出其最佳含水量和最大干密度;分别对红砂岩 (液体固化剂表面涂抹) 、5%、7.5%与10%石灰稳定红砂岩、3%、4%、5%、7.5%与10%水泥稳定红砂岩、4%石灰和10%粉煤灰、6%石灰和10%粉煤灰与8%石灰和10%粉煤灰稳定红砂岩、3%水泥和10%粉煤灰、4.5%水泥和10%粉煤灰与6%水泥和10%粉煤灰稳定红砂岩在50 mm×50 mm试模中成型。采用成型后当即脱模方式脱模、养护, 测其7 d、28 d无侧限抗压强度强度。其结果见表4及图3。

从表4的结果可以看出:对于击实, 加入石灰和水泥等固化击实可以增加土料的整体性, 加入石屑和粘土也可以改善其板体性。固化剂和粘土增加了混合料中细颗粒含量, 有利于内聚力的增加。加入石屑改善了级配, 因而也有利于板体性的增强。采用粘土改良尽管可以解决粉化问题, 但是粘土不利于在红砂岩中的分散和混合, 也不具备可行性;采用石屑等粒料土和红砂岩混合可以改善其粉化的问题也可以提供承载力, 是处理承载力不足的土料的有效方法。

从图3可以看出:水泥、水泥粉煤灰、石灰粉煤灰是比较好的固化剂, 但是石灰单独作为固化剂则对红砂岩的固化作用比较弱, 这主要是因为红砂岩主要由粉砂组成, 活性成分少, 和石灰之间的火山灰反应比较慢, 因而形成的胶凝作用的产物少, 强度比较低。可以看出:水泥稳定形成的强度高, 石灰稳定则7 d的强度比较低, 水泥是一种比较合适的固化剂, 但是对施工的进度有影响, 也会影响其经济性能;加入粉煤灰后用石灰和水泥都可以使其稳定, 但是当地的粉煤灰比较贵, 不具有经济效益。而把自制的液体固化剂涂刷在试件表面, 7 d强度即可达到1.2 MPa, 固化所需时间短, 固化强度高, 用量少, 价格便宜;既不影响施工的进度, 经济性能也非常出色, 是I类红砂岩路基良好的固化材料。

2.4 红砂岩的承载比

将红砂岩、5%石灰稳定 (7 d试件) 、3%水泥稳定红砂岩 (7 d试件) 和液体固化剂表面处理试件的CBR值进行了测定。实验结果见表5, 表5列出了不同实验者对红砂岩CBR值的实验结果。

从表5可以看出:由于红砂岩的风化程度不同, 其承载能力相差很大, 有的强风化的红砂岩由于含有的粘土矿物 (蒙脱石、伊利石、高岭石等) 还有膨胀性。通过水泥整体固化后的红砂岩的承载力很多, 接近了底基层的承载力要求。经过3%的水泥稳定后强度高, CBR可达到140以上, 几乎可以用作低等级路面的基层;经过粘土或石屑改性也可以达到10以上, 和素土相比有明显改善;通过液体固化剂表面固化后的红砂岩则CBR值在30以上, 这和其表面形成了一层坚硬的外壳有关。

2.5 红砂岩的改良方法的探讨

从表6可以看出:对于风化严重的I类红砂岩难以达到高速公路路基的要求。对达不到承载力要求的红砂岩, 必须采取不同的方法加以改良, 即便能够达到承载力要求, 为了改变其松散软化问题, 对其进行有效的处理也是十分必要的。

1) 对于CBR值达不到相应层次的标准的红砂岩:如采取整体固化或掺入粒料的方式改良, 不仅可以提高其承载力, 也可以改善其表面粉化的问题。但是整体固化必须采用水泥稳定、水泥粉煤灰稳定或石灰粉煤灰稳定类材料, 显著增加了材料费用, 技术经济性不合理, 也不利于工期。

2) 采用掺入土料的方法可以明显提高其承载力, 而且成本较低, 一般掺入粘土后很难和红砂岩混合均匀, 掺入粒料土则比较方便施工, 对CBR也有更好的改善作用, 因此建议采用掺入粒料土 (20%左右) 对红砂岩加以改良处理。

3) 采用作者发明的液体固化剂对红砂岩路基表面渗透固化, 在其表面形成坚硬的外壳, 改善其松散的问题, 并能大幅度提高其承载力。

3 结论

a.大随高速的红砂岩为I类红砂岩, 主要的晶相为伊利石、石英、方解石、长石、赤铁矿和绢云母, 其为含细粒土砂, 液塑限值不高。

b.液体固化剂固化的红砂岩基层, 7 d强度即可达到1.2 MPa, 承载比达到16%。其固化所需时间短, 固化强度高, 用量少, 价格便宜;既不影响施工的进度, 经济性能也非常出色, 自制的液体固化剂是I类红砂岩路基良好的固化材料。

c.对于CBR值达不到相应层次的标准的红砂岩, 应采取整体固化或掺入粒料的方式改良;对于CBR值可以达到 (或只是稍低于) 相应层次要求的红砂岩建议采用液体固化剂表面渗透固化的方式。

参考文献

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改良路基篇7

关键词：膨胀土,石灰掺入量,改良土,胀缩总率

0 引言

安徽省江淮之间, 东至天长市, 西到霍邱县的广大地区广泛分布膨胀土。随着我国铁路建设进入跨越式发展时期, 安徽境内的新建、改建铁路也越来越多。拟建的青 (青龙山) 阜 (阜阳) 铁路增建二线二期工程、合 (合肥) 蚌 (蚌埠) 客运专线沿线分布大量膨胀土, 由于土地资源匮乏, 不得不利用膨胀土作为路堤填料, 根据规范规定, 路堤基床表层不得采用膨胀土或其改良土填筑, 膨胀土作为基床底层和基床以下路堤填料时需要改良, 膨胀土土质改良时, 掺合料宜采用石灰或水泥等, 掺入量宜根据试验确定。

1 膨胀土的物理力学性质

青 (青龙山) 阜 (阜阳) 铁路增建二线二期工程、合 (合肥) 蚌 (蚌埠) 客运专线定测阶段沿线取土样化验, 经化验成果统计分析, 青阜线膨胀土属弱～中膨胀土, 合蚌客运专线膨胀土属弱～中膨胀土。从统计数据看, 自由膨胀率、蒙脱石含量、阳离子交换量三项指标大部分达到弱膨胀土判定指标范围的低限, 部分达到中膨胀潜势的标准, 因而本线膨胀土以弱膨胀土为主, 其液限一般大于39%, 膨胀力在11 kPa～39 kPa之间, 无荷膨胀率在1.0%～9.1%之间, 平均4.1%左右, 25 kPa荷载下的膨胀率在0.1%～1.9%之间, 50 kPa荷载下的膨胀率在0.1%～1.1%之间, 收缩系数在0.17～0.36之间。

2 膨胀土改良试验

根据设计要求, 青 (青龙山) 阜 (阜阳) 铁路二期设置两个取土场:K74+206 m处闸北镇陈李村取土场、K134+871 m处插花镇前于村取土场;合 (合肥) 蚌 (蚌埠) 客运专线设置两个取土场:DK63+010 m右310 m处夏湖取土场、淮南东站取土场。

2.1 土样物理力学性质

青阜铁路取土场土样物理力学性质见表1, 合蚌客运专线取土场土样物理力学性质见表2。

根据土样物理力学性质试验结果, 依照TB 10038-2001铁路工程特殊岩土勘察规程, 青阜铁路取土场黏土属膨胀土, 膨胀潜势为弱～中等膨胀土, 合蚌客运专线取土场黏土、粉质黏土属膨胀土, 膨胀潜势为中等膨胀土。

2.2 改良土击实试验

重型击实试验采用干土法, 青 (青龙山) 阜 (阜阳) 线掺灰率为4.0%, 5.0%和6.0%;合 (合肥) 蚌 (蚌埠) 客运专线掺灰率5.0%, 6.0%, 7.0%和8.0%。

土的液塑性与膨胀性之间一般存在着密切关系, 即土的液限越高膨胀性越强, 塑性指数越大膨胀性越强, 通过对土样的液塑限的测定也能对膨胀土的膨胀性强弱进行定性判断。由试验结果看出, 在膨胀土中掺入石灰后, 液限变化不明显, 塑限呈上升趋势, 塑性指数降低, 说明在膨胀土中掺入石灰能降低土的膨胀性。同时可见改良土的最大干密度比素土小, 最佳含水量变化趋势不一致。这是因为随着石灰的掺入, 土的结构模型不变, 但结构单元发生了有规律的变化, 细小孔隙增多, 结构变疏松。

2.3 改良土无侧限抗压强度试验

无侧限抗压强度试验采用饱和试样, 按干土法重型击实试验测得的最佳含水量、最大干密度制备试样, 每种掺灰率的试样做了龄期为7 d的试验。试验结果见表3。

由试验结果可知, 改良土的无侧限抗压强度比素土大, 随着掺灰量的增加, 改良土的无侧限抗压强度增加明显, 但是强度不是线性增加的, 掺灰量为6%时, 无侧限抗压强度达到最大。

2.4 改良土膨胀率试验

按干土法重型击实试验测得的最佳含水量、最大干密度制备试样, 合蚌客运专线改良土膨胀率试验结果见表4。

由试验结果可知, 掺灰后改良土的膨胀性得到明显改善, 在掺灰6%的情况下, 夏湖取土场改良土的自由膨胀率为18%, 无荷载膨胀率为0.45%, 有荷载膨胀率为0.07%, 胀缩总率为0.52%;淮南东站取土场改良土的自由膨胀率为18%, 无荷载膨胀率为0.05%, 有荷载膨胀率为负值, 胀缩总率为0.62%。当前的铁路规范中, 对膨胀土掺石灰改良的最佳配比没有一个比较明确的判定指标。在现行的JTG D310-2004公路路基设计规范规定, 膨胀土改性处理的掺灰最佳配比, 以其掺灰后胀缩总率不超过0.7%为宜。参照公路规范的规定, 掺灰量在5%～8%之间均满足胀缩总率控制要求。综合考虑胀缩性、强度和经济性因素, 掺灰量6%是可行的。

3 结语

1) 膨胀土加入石灰改良后最大干密度减小, 最佳含水量变化趋势不定, 液限变化不明显, 塑限有所提高, 塑性指数降低, 从而膨胀土的膨胀性降低。

2) 与素膨胀土相比, 加石灰改良后土的有荷膨胀率、无荷膨胀率有所减小, 但减小的程度并不随掺灰量的增加而增加。

3) 加石灰改良后土的无侧限抗压强度有明显的提高, 但掺灰量超过一定的程度, 无侧限抗压强度增加不明显, 甚至降低。

4) 在确定石灰改良膨胀土的掺灰量时, 要综合考虑胀缩性、强度和经济性因素。对于合蚌客运专线工程, 从室内改良配合比试验结果分析, 掺灰量6%是可行的, 可以作为设计参考。

5) 对于具体工程, 最佳改良配合比要进行现场填筑试验, 指导现场施工。

参考文献

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红砂岩在路基施工中的改良利用篇8

黄山市地表多红砂岩, 根据地勘报告, 该试验段道路地层岩性分布如下:

(1) 层———耕表土 (Q4pd) :灰褐色, 稍湿, 松散, 含植物根须和少量角砾, 平均厚度为0.58m。

(1) -1层———素填土 (Q4ml) :灰黄色、红色, 较湿-湿, 松散, 为原始路基回填。局部分布, 平均厚度为1.04m。

(2) 层———粉质粘土 (Q4al+pl) :黄色、棕黄色为主, 局部为红色, 稍湿~湿, 稍密, 摇振反应中等, 干强度及韧性高, 有光泽反应。局部分布, 平均厚度为1.72m。

(3) 层———强风化泥质粉砂岩:浅红色、紫红色, 稍湿, 岩性较软, 一般手捏成粉砂状, 顶部风化强烈。推荐承载力基本容许值300k Pa, 变形模量20.0MPa。

(4) 层———中风化泥质粉砂岩:紫红色, 稍湿-湿, 岩石裂隙局部发育, 岩芯短柱-长柱状, 手折不断。局部分布。推荐承载力基本容许值=700k Pa, 极限摩阻力标准值为300k Pa。

由地勘报告可知, 上层土层结构简单, 层位稳定, 粉质粘土承载力中等, 力学性能较好, 呈中压缩性, 埋深浅, 是本工程路基较好的持力层。部分路段由于位于山脊或山顶, 挖平后路床处于 (3) 层或 (4) 层。

2 红砂岩简述

(1) 红砂岩属于岩石类它包括泥岩、泥质砂岩、砂岩、泥质或砂质页岩等沉积类岩石, 其中多数因富含铁的氧化物而呈红色、深红色或色, 开挖后, 随着时间的推移, 在大气、阳光、雨水的作用下易分解;

(2) 红砂岩常见病害可分为沉陷和坍落二类。 (1) 路基填料不良 (红砂岩崩解不完全) , 压实不足, 在荷载与自然因素的作用下发生沉陷, 导致路面损坏; (2) 红砂岩边坡防护不良, 在温度与水的共同作用下发生风化剥落, 最终造成路基边坡的坍落。

3 红砂岩的主要特性

3.1 遇水崩解和膨胀

红砂岩经过阳光、大气特别是雨水的重复作用下, 易崩解成小碎块, 体积膨胀率约1~4%。崩解后的红砂岩遇水软化, 强度下降较快。

3.2 高吸水性, 透水性与难以蒸发性

崩解后的红砂岩吸水性较强, 很快达到饱和状态;压实度虽能达到要求, 但仍有较大的孔隙率;吸水饱和后的红砂岩水分蒸发慢, 一般要1d左右才能蒸发完成, 但蒸发却较为彻底, 且行车作用下易扬尘。

3.3 低粘结性

破碎后重新组合的红砂岩易松散, 作压实度检测时, 很难取得块状样品, 这说明红砂岩路基的整体性或板块性较差, 强度具有不可逆转性。

3.4 易风化性

在大气、阳光雨水的影响下, 红砂岩极易风化。经过几次干湿循环作用, 红砂岩易风化破碎, 利于压实。

综上可知, 红砂岩的特性介于未风化岩石与粘土之间。由于红砂岩具有上述特性, 它在被崩解处理后, 须经改良增加其板体性方可用于路基填筑。

4 红砂岩的崩解处理和改良

4.1 红砂岩的挖取和崩解处理

首先清除挖方段表层草、树根石块及腐殖土等。然后用大功率挖掘机械对红砂岩进行开挖, 将开挖成块的红砂岩充分裸露在大气、阳光、和雨水中, 使其迅速分化崩解。由于黄山地区多雨水, 晴雨交替频繁, 在7~12d左右即可完成红砂岩的崩解。崩解处理后红砂岩表面出现大量裂缝, 轻轻敲打即可裂成碎块, 即认为红砂岩的崩解处理已完成。

4.2 红砂岩的改良

红砂岩路基的整体性和板块性较差, 不能直接作为高等级道路的路基填料。根据其特性, 本道路中采用了掺3%的32.5R水泥的改良方法。

将崩解处理过的红砂岩运送至路床, 摊铺平整, 散布水泥后, 采用强制式路拌机进行拌合。应注意控制红砂岩含水量控制在8~12%之间, 拌和后的水泥含量要均匀, 拌和完成的标志是混合料色泽一致, 没有灰条、灰团和花面, 且水分适合均匀。

为避免改良后的红砂岩遭受水害, 或在路堤填筑中出现滑坡, 施工时对边部要采用10%灰土进行包边处理, 确保边部压实质量, 包边处理的宽度控制在2m左右。

5 施工控制中应注意的事项

(1) 必须要严格控制灰土成型前的含水量与水泥剂量的均匀性, 因为含水量控制不均匀, 将会导致局部弹簧、松散、起皮以及压实度不足等质量问题发生;水泥剂量不均匀将会影响成型质量, 起不到降低土的含水量与砂化作用, 易发生灰团, 压实度不足等质量问题。

(2) 要严格控制压实质量。根据实际经验, 当把泥质粉砂岩运至施工现场并掺拌水泥后, 用220k W以上推土机耙压三遍, 再用60t以上振动羊角碾和40t以上的光轮压路机碾压4遍以上, 可达到设计压实度要求。

(3) 要加强边部压实质量控制。路基填筑宽度每侧应宽出填筑层设计宽度30cm, 压实宽度不小于设计宽度。要及时进行边破刷坡处理, 路床成形后注意做好排水措施, 确保路基范围内不积水。

(4) 黄山地区雨水较多, 应特别防范雨水对路基的损害。做路基包边时应该确保灰土质量, 做雨水收水口、排水管道时应做好密闭措施, 避免雨水侵入路基。

6 结语

经过改良后的红砂岩在施工后并未出现开裂、沉陷和坍落现象, 道路弯沉值满足设计要求。由此可见, 红砂岩可用作市政主干道路基填料, 但应通过自然崩解、掺水泥综合处治后, 并灰土包边用于路基中部填筑, 施工中一定要按照确定的施工工艺组织施工, 以确保路基的施工质量。

摘要：我国南方地区广泛分布着红砂岩, 以前多为弃方或用于低等级道路的填筑, 但在有的红砂岩地区难以就近找到优质素土, 造成工程浪费。本文通过黄山市某道路试验段路基填筑中的应用案例提出通过改良红砂岩用于路基填筑的施工技术。