1、铁路路基改良土填料浸水强度试验研究铁路路基改良土填料浸水强度试验研究铁路路基改良土填料浸水强度试验研究段俊彪,等:铁路路基改良土填料浸水强度试验研究?55?铁路路基改良土填料浸水强度试验研究段俊彪白志勇(西南交通大学土木工程学院四川成都610031)摘要介绍在洛湛铁路选取l3组代表性c,D类路基填料,掺入石灰和水泥进行改良,通过对改良土样的浸水试验研究,得到了石灰改良土和水泥改良土在不同石灰及水泥掺量,不同养护龄期下的浸水养护强度的变化规律,并比较了浸水强度和常规强度,供改良土的设计,施工和养护参考.关键词铁路路基填料改良浸水强度试验研究1引言对于铁路路基的填料要求,在铁路规范中有明确的规定,
2、路床部分应优先选用A,B组填料,但B组填料必须满足一定的塑性指数和液限的要求,当不得不使用C组填料时,其必须满足一定的粒径和塑性指数以及液限指标的要求,严禁使用D,E组填料;规范同时还规定了对不符合路床填料要求的要进行改良.对于铁路路堤而言,应优先选用A,B,C组填料,D组填料改良后方可使用.我国幅员辽阔,在气候温湿,多雨的广大南方地区,广泛出露的地层是颗粒较细的粉土,粘性土,膨胀土,红粘土等,依据铁路路基填料的分类,几乎全部属于C,D类土,其绝大部分必须经过改良后才能作为合格的路基填料.如京沪高速铁路,洛湛铁路等,线路范围不合格的路基填料约占65%.而对于改良后的填料在多雨及地下水位较高的南
3、方地区,其强度的变化规律及增长规律如何;经不同的改良方法改良后的填料,在浸水后对其强度的影响程度如何,对此进行研究就显得非常有意义.2试验研究的设计段俊彪,男,硕士研究生.2.1试验总体设计在洛湛铁路永州至辰溪段长460.3km范围取回扰动土样54组,通过物理力学及化学性质试验,对其进行填料分类,在其中选取具有代表性的需要改良的C,D类l3组土样进行改良土浸水强度试验.试验的内容为不同改良剂掺量,不同龄期下的自然养护状态及浸水养护状态土样的无侧限抗压强度.改良剂分别为国内铁路工程填料改良常用的成本相对较低的石灰和水泥,其掺量石灰分别为0%,8%,10%,15%,水泥分别为0%,3%,5%,8%
4、;养护的龄期分别为3d,7d,28d.2.2试样的制作通过素土的击实试验,取得素土试样的最佳含水率;通过不同掺量改良土的击实试验,取得不同改良剂在不同掺量下的最佳含水率,素土和改良土分别按照试验取得的最佳含水率制作试件.制作石灰土试件时,先在土中加入石灰和水,闷料8h后开始制作;水泥土由于水化反应的速度较快,按照有关试验规程的规定,在水泥,土,水混合后1h内完成试样制作,当超过1h时,混合料作废.所有制作的试件尺寸均为.91cm8cm圆柱体.卜2.3试件的养护(1)常规养护.试件制作完成后在室内正常两者的换算关系;路基宽度控制,要求每填高0.5m检测1次,每20m检测1个断面,保证路基面宽度符
5、合设计要求.4结语襄十高速公路采用此设计方案与施工工艺,减少了大量的弃方,借方和土地的占用,取得良好的经济效益和社会效益.经过三年雨季考验,路基边坡稳定,无坍塌;路面亦无开裂,下沉及翻浆现象.与以往单纯采用石灰改善膨胀土筑路的方法相比,具有速度快,操作简便,质量可靠的优点,在我省中弱性膨胀土施工中具有极大的推广价值.参考文献Sharif.为控制膨胀对膨胀土进行处理.路基工程,1995(6).2公路路基施工技术规范(脚395)M.北京:人民交通出版社,1995.3公路土工试验规程(jTJ05193)M.北京:人民交通出版社,1993.收稿日规:20050419.56.全国中文核心期刊路基工程20
6、06年第3期(总第126期)的温度和湿度下养护一天,然后将试件放人盛满湿砂(砂的含水量接近试件的最佳含水量)的容器中密闭养护至规定的龄期.(2)浸水养护.试件制作完成后在室内正常的温度和湿度下养护一天,然后将试件放人盛满纯净水的容器中,养护至规定的龄期.2.4土样及改良剂的选取13组土样属D类土8组,C类土5组.由于D类土颗粒较细,粘粒含量大,塑性指数较大,能够很好与石灰结合而发生物理化学及水化反应,所以选用石灰作为改良剂;C类土相对颗粒较粗,粘粒含量少,塑性指数较小,能够很好与水泥发生反应而结合,故采用水泥作为改良剂.(土样的详细物理性质本文略).3试验结果3.1不同改良剂掺量下浸水强度变化
7、规律试验结果不同石灰掺量下浸水强度(取28d)见图1,图2,不同水泥掺量下浸水强度(取28d)见图3.ll1ll60l加l2O重100筐8O6040掺人量,%圈1不同石灰掺浸水强度圈掺人量,%圈2不同石灰掺浸水强度圈O2468掺人量,%圈3不同水泥掺浸水强度圈后,其28d龄期的浸水强度随着石灰掺量的增加而略有提高或者几乎没有提高,而且即使养护28d,部分改良土强度也几乎无法达到素土的强度,可见浸水对于石灰土来说强度损失大.究其原因可能是试件浸水后,土中的孔隙被水全部填充,使土颗粒的水化膜增厚,阻止了石灰中的有效成分与土颗粒接触发生反应;同时由于石灰中的有效成分的溶解作用,部分离子(如Ca2,M
8、g2)已溶解于水中,不可能与土粒结合,因而造成其强度比正常养护下要低很多(约65%一7O%).同时也发现与正常养护同样的现象,即浸水强度并不随着石灰掺量的增加而增大,而是有一个最佳值,在掺量为1O%时强度达到最高.(2)从图3中可以看出,土中掺入水泥后,其28d龄期的浸水强度随着水泥掺量的增加而不断提高,其强度与水泥的掺量为正比关系.同时浸水对强度的影响不大,即使浸水28d后强度最大可达1195kPa.3.2不同龄期改良土浸水强度变化规律试验结果不同龄期下石灰土浸水强度R(石灰掺量1O%)见图4,图5,不同龄期下水泥土浸水强度R(水泥掺量5%)见图6.l加l2Ol0o重80604020O龄期,
9、d田4不同龄期石灰土浸水强度度圈对于素土,通过浸水试验,试件放入水中后一般在23h后,全部崩解,无任何强度.从图4,图5可以看出随着龄期的增长(从3(1)从图I,图2可以看出,土中掺入石灰28d),石灰土的强度不断增长,其28d强度约昙咖咖渤l弓日筐竺竺:竺:堡堕基改良土填料浸水强度试验研究一_y-/蹇龄期/d圈5不同龄期石灰土浸水强度圈圈6不同龄期水泥土浸水强度圈三苎.:4.倍,增长趋势非常明显,而且后期强度增长尚有余地.一一且从中可以看出,随着龄期的增长(从32描8d),强度在逐渐增长,3二;.d度警大.:后强度增长很小,说明芏浸水后,对其强度的影响不大.-L3?3正常养护与浸水养护强度对
10、比1n石护与浸水养护强度(石灰掺量.见图7,水泥土写菱水养护强度(水泥掺量5%,F,28一d)圈7石灰土正常养护与浸水养护强度对比圈妄二中!以享出,石灰土的浸水强度略高于度:.养护强度高兰螽震萋譬曼!看出,兰正常养护强度相差不大,而两嘉?57?土样编号圈8水泥土正常养护与浸水养护强度对比圈强.28d浸水强度一般比正常养护强度降低约5%15%促r(.2泥或石灰掺量的增大,水泥土与篓的增长趋势不同,水泥r土毫堡苎乎呈正比增长关系,而砉芏釜佳掺量(本次试验中为10%)时强度-美_戳描:的浸水强度随着龄期的增长呈线兰增:水泥土的浸水强度增,登度的增长非常缓慢.石呈的浸水后期强度增长的余地大于水:上(4土浸水后强度远远低于常规养护的薏至无法达到素土的:强度略低于不浸水的强度,;主强一0,_LH两.改良土设计时,方面要考虑所性零满足程度,另,当路基处于地下水箍要竺曼,J不宜使用石灰进露嚣=E|用水泥进行改良为好.工K不参考文献二嘲-铁路路基设计规范S京:-L国199铁道出版社,9.一:,14l亳l0102-2004,脚一:规程s?北京:中国铁道出版社,2004.-LJ巩讴祝部腑卜93_公路虹试验规程S京:人民交1993通出版社,.一:八,c二.工程无机结合料稳定材料试验规程【sJ?北京:人民交通出版社,1994.一现住
