導(dǎo)語：公路路基工程改良紅黏土試驗探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】針對紅黏土路基處治改良問題，通過工程試驗，給出了石灰處治紅黏土的最佳參數(shù)，通過對比素土室內(nèi)擊實試驗，提出了具體的施工控制工藝。試驗研究表明：紅黏土路基天然承載能力較差，通過摻加石灰處治，極大地提高了紅黏土的承載能力。通過室內(nèi)試驗，給出了石灰的最佳摻量范圍；同時給定了紅黏土的最佳含水率范圍，即：OMC+2%～OMC+4%。

【關(guān)鍵詞】公路工程；路基工程；紅粘良；壓實控制

從土體特性角度分析，紅黏土液限值較高，水敏感性強，在含水率變化的情況下，紅黏土表現(xiàn)出明顯的膨脹、收縮特性，因此，未經(jīng)處治的紅黏土無法直接用于路基填筑，其承載強度及荷載穩(wěn)定性也不滿足設(shè)計及規(guī)范要求。而經(jīng)石灰處治的紅黏土在壓實度達標的前提下，可用于路基填筑。為了明確石灰改良紅黏土的相關(guān)工藝及施工控制參數(shù)，特以湖南省內(nèi)某公路施工項目為研究案例，在此高速線路趙家村王五嗲屋后面K8+660的位置，采集現(xiàn)場路基土樣，通過室內(nèi)試驗，給出了石灰的最佳摻量及含水率的合理范圍，為現(xiàn)場施工提供參數(shù)支撐。

1材料物理性能

紅黏土廣泛分布于我國南方地區(qū)，為了客觀、真實地反映紅黏土路基施工過程中存在的問題，室內(nèi)試驗選取湖南省某公路施工項目現(xiàn)場紅黏土路基土體，通過室內(nèi)試驗得到紅黏土的各項參數(shù)，詳見表1。經(jīng)試驗測定，該紅黏土液限值較高，且黏土顆粒占比達52.3%，屬于高液限黏土。紅黏土組分分析詳見表2。本項目擬采用石灰處治工藝，石灰有效成分為CaO、MgO，占比分別為72.4%、4.1%。

2室內(nèi)試驗研究

為了制定最合理的石灰處治方案，以最大程度提高紅黏土的改良效果，擬通過相關(guān)室內(nèi)試驗，給出最佳的石灰摻量和含水率指標，同時與素土干、濕法擊實試驗結(jié)果對比，得出相應(yīng)的施工控制工藝。

2.1擊實試驗

紅黏土路基壓實施工中，應(yīng)以素土含水率及干密度指標為控制標準，采取室內(nèi)擊實試驗獲取土樣的擊實曲線，擊實曲線如圖1。為了對比不同工法對擊實曲線的影響，本試驗對比了干法和濕法兩種工況。由實驗可知：⑴干法工藝對應(yīng)的最佳含水率（OMC）指標為30.6%,干密度最大值（MDD）為1540㎏/m3；⑵濕法工藝對應(yīng)的干密度最大值（MDD）為1430㎏/m3，相應(yīng)的最佳含水率（OMC）指標為32.1%。經(jīng)對比分析發(fā)現(xiàn)，干法工藝對應(yīng)的最佳含水率指標明顯小于濕法工藝，但其干密度最大值大于濕法工藝；⑶由于紅黏土中的黏土類礦物占比超過一半，黏土在長期的沉積過程中，吸收了大量的結(jié)合水，而干法工藝的土樣烘干過程破壞了土體內(nèi)部的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，相反，濕法工藝則不會破壞土體的結(jié)合水。

2.2直剪試驗

通過分析室內(nèi)擊實試驗結(jié)果，能夠大體框定紅黏良后的含水率范圍。但工程實踐表明，采用干法擊實工藝，其壓實度指標一般無法滿足設(shè)計及規(guī)范要求。室內(nèi)試驗擬以濕法工藝對應(yīng)的最佳含水率（OMC=32.1%）為基礎(chǔ)，進一步細化含水率梯度，即：28%、30%、32%、34%、36%，分別對每一種含水率指標摻入不同比例的石灰改良材料，石灰比例設(shè)計定為：0%、4%、8%、12%、16%，充分拌和后制作試驗樣本。為了進一步分析紅黏土路基填筑材料的強度指標，擬采用ZJ-4型四聯(lián)直剪儀進行室內(nèi)試驗，該儀器的應(yīng)力測定覆蓋范圍為50～400kPa，本次試驗設(shè)定加載梯度為：50kPa、100kPa、150kPa、200kPa四級，剪切速率控制在0.8㎜/min左右，強度試驗結(jié)果詳見表3、表4。由表3、表4可知：⑴石灰材料對紅黏土強度指標的改善效果顯著，在含水率相同的前提下，經(jīng)石灰改良的紅黏土粘聚力指標可提高17%～42%，內(nèi)摩擦角ψmax由起始的35.38°提升至37.45°，改性石灰摻量從0%提高至12%后，土體粘聚力指標c及內(nèi)摩擦角均相應(yīng)提高，當(dāng)改性石灰摻量達到16%時，上述指標開始拐頭下降。⑵土體含水率指標對改性紅黏土的抗剪切性能影響程度與擊實試驗結(jié)果一致，當(dāng)石灰摻量較低時（4%摻量），各參數(shù)（c和ψ）峰值點出現(xiàn)在OMC附近，隨著石灰摻量的進一步提高，各參數(shù)（c和ψ）變化趨勢類似，其最佳含水率指標提高至34%～36%。

2.3CBR試驗

CBR試驗也是表征路基承載能力的重要試驗之一，結(jié)合室內(nèi)擊實試驗和OMC指標，擬設(shè)定0%、4%、8%、12%、16%五個石灰摻量目標值，分別制作CBR試驗試件，CBR試驗結(jié)果詳見圖2。由圖2可知，經(jīng)石灰改良后的紅黏土，其CBR指標提高明顯，當(dāng)石灰摻量介于8%～12%內(nèi)時，試件的CBR指標達到峰值，其承載強度較素土提高了15.3倍，其強度指標滿足公路路基施工規(guī)范要求。綜合分析直剪試驗和CBR試驗結(jié)果，認為石灰摻量的最佳范圍應(yīng)介于8%～12%之間。

2.4無側(cè)限抗壓強度試驗

除了CBR指標外，無側(cè)限抗壓強度也是表征路基強度的另一大重要指標，為了分析含水率指標對改良紅黏土強度的影響，本次試驗設(shè)定的石灰摻量為12%。無側(cè)限抗壓強度試驗流程：經(jīng)室內(nèi)擊實試驗明確紅黏土最佳含水率條件下的干密度指標；制作壓實度分別為90%、92%、94%、96%、98%的柱體試驗試件，試件在恒濕條件下養(yǎng)生7天，采用UTM伺服儀進行無側(cè)限加載試驗，試驗儀加載行程參數(shù)為1mm/min，試驗結(jié)果詳見圖3。由圖3可知，含水率及壓實度影響下的無側(cè)限抗壓強度變化趨勢如下：①經(jīng)石灰改良的紅黏土的最大無側(cè)限抗壓強度指標可達到1.0MPa左右，試驗論證了壓實度指標對改良紅黏土強度的影響；②通過分析含水率指標對強度的影響規(guī)律可以看出，當(dāng)石灰摻量為12%時，對應(yīng)的最佳含水率指標介于34%～36%之間。

3結(jié)論

以各項試驗結(jié)果為基準，得到以下施工控制方案：⑴紅黏土路基填筑應(yīng)優(yōu)先選用濕法擊實工藝，并以該工藝得到的最佳含水率為設(shè)計參考值；⑵紅黏土的最佳含水率應(yīng)控制在OMC+2%～OMC+4%范圍內(nèi)，為了覆蓋因水分蒸發(fā)導(dǎo)致的含水率下降，在指標選取時應(yīng)堅持“就高不就低”的原則；⑶改良石灰的摻量推薦值應(yīng)介于10%～12%之間；⑷在紅黏良實踐中，石灰摻量并非越高越好，如本試驗采集的高液限紅黏土試驗樣本，石灰摻量最佳范圍應(yīng)介于8%～12%之間。

【參考文獻】

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作者：楊靜 單位：核工業(yè)長沙中南建設(shè)工程檢測有限公司