摘 要:对新疆湿陷性黄土地区公路病害开展了大量的调研工作并选取乌鲁木齐绕城高速公路工程沿线的湿陷性黄土处治方法开展室内试验。通过对湿陷性黄土的物理力学性质、路用性能参数、改良加固方法及技术参数等方面系统研究,提出了适合干旱荒漠区特点的湿陷性黄土路基处治技术,并与现场检测进行验证,成果有力支撑了干旱荒漠区湿陷性黄土路基的设计和施工。
关键词:高速公路;干旱荒漠区;湿陷性黄土;路基处治;
目前,在干旱荒漠区公路工程建设中一般采用换填天然砂砾处理湿陷性黄土地基,采用天然砂砾换填将显著增加工程投资,同时也增加了大量弃土,影响环境。在干旱荒漠区后续的公路建设中,还将面对大量的湿陷性黄土路基处治问题,对湿陷性黄土进行改良并使其路用性能指标满足规范要求,是节约成本、保护环境的上策。
1 物理力学性质依托乌鲁木齐绕城高速公路工程开展湿陷性黄土物理力学性质试验。
(1)颗粒分析颗粒分析试验依据《公路土工试验规程》进行。由粒径分配曲线计算得到Cu=1.45,Cu<5;Cc=0.95,Cc<1,土样级配不良。
(2)界限含水率界限含水率可反映出土的胀缩性和压缩性。试验采用液塑限联合仪测定土的界限含水率,液限为25.6%,小于50%;塑性指数8.7%,2%<8.7%<10%,属粉质土中的湿陷性黄土。
(3)压实特性采用重型击实试验进行最大干密度的确定。采用大试筒重型击实试验得到最佳含水率:ω=14%,最大干密度:ρd=1.70 g/cm3。
2 湿陷性黄土改良技术2.1 水泥改良技术(1)水泥改良湿陷性黄土技术特点路基要有足够的稳定性,固化稳定的土体应具备适宜的刚度,保证路基路面结构稳定。因此,采用无侧限抗压强度、CBR值对湿陷性黄土加固效果进行评价。
(2)水泥改良湿陷性黄土技术措施通过在湿陷性黄土中增加不同比例的水泥,研究改良效果。试验依据《公路土工试验规程》和《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》测定水泥土的最大干密度、最佳含水率、无侧限抗压强度和弹性模量。CBR值采用标准击实方法,水泥采用标号为32.5的普通硅酸盐水泥。
(1)击实试验
表1 标准击实试验结果表 下载原图
(2)无侧限抗压强度试验
图1 无侧限抗压强度变化曲线图 下载原图
从图1试验结果可以看出,水泥改良后的湿陷性黄土无侧限抗压强度随水泥的掺配量增加而增加。水泥量2%~4%时,无侧限抗压强度明显增长;增加4%~5%时,无侧限抗压强增长缓慢。
(3)抗压回弹模量试验
从图2结果可看出,掺入2%~4%剂量水泥的湿陷性黄土,回弹模量增加较大;掺入4%~5%剂量水泥的湿陷性黄土,回弹模量增加平缓。回弹模量变化与无侧限抗压强度变化对应。
图2 回弹模量变化曲线图 下载原图
(4)承载比(CBR)试验