铁路路基改良土填料浸水强度试验研究.docx
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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,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%;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.91cm×8cm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0.5
m检测1次,每20m检测1个断面,保证路基面
宽度符合设计要求.
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3—95)[M].北京:
人民交
通出版社,1995.
[3]公路土工试验规程(j'TJ051—93)[M].北京:
人民交通出
版社,1993.
收稿日规:
2005—04—19
.
56.全国中文核心期刊路基工程2006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28
d)见图3.
l
l
1
l
l60
l加
l2O
重100筐
8O
60
40
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28
d,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,Mg2)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
l2O
l0o
重80
60
40
20
O
龄期,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3~
2
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.
~…-L
3?
3正常养护与浸水养护强度对比
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㈣-铁路路基设计规范[S]京:
-L国199铁道出版社,
9.……一:
14l亳l
…
0102-
…
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
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