三种路基填料的工程性质浅析

工程建筑２０１４年３月（上）　三种路基填料的工程性质浅析　李瑞云　（中铁电气化局集团西铁工程公司，陕西西安７１００００）　摘要：对三种路基填料的工程性质进行了分析比较，并通过填筑试验，阐述了几种填料在铁路路基的适应性。　关键词：路基填料；工程性质；填筑试验　填料是由大小不同，形状各异，成分不　反映了土的粒度成分、矿物成分对土的可塑　该取土场为一般细粒土，黑褐色，天然　一的颗粒组成的集合体。其中，黏性土类填　性的影响。反映了土的本质。大量的试验证　含水率较大，呈硬塑～软塑状，干燥时粘结　料的工程性质主要受其自身塑性极限含水　明：液限含水量、塑性指数越小的黏性土其　成圃，分散困难。其物理性质见表１：　量的影响。塑性界限含水量是用以量度黏性　水稳定性和整体稳定性越好。　土可塑状态含水量变化范围的指标，它综合　一、粉黏土及其物理改良　取样深度　塑性界限含水率％　天然含水率／％　最大干密度　最佳含水率／％　土名　液限ｗＬ　塑限ｗＰ　塑性指数ＩＰ　（ｇ／ｃｍ３）　距地表ｌ＿５ｍ处　３Ｏ．１　１８．４　１１．７　１９．２　１．８８　１３．７　粉黏土　距地表３．０ｍ处　３０．６　ｌ９．３　１１．３　２２．５　１．８９　１３．３　粉黏土　距地表４．５ｍ处　３Ｏ．５　ｌ９．１　ｌ１．４　２４．７　１．８６　１４．０　粉黏土　由表１数据可知：该类粉黏土液限含水　７６ＭＰａ／ｍ～９３　ＭＰａ／ｍ（设计要求Ｋ３０≥　强度，最终达到整个路基层强度提高的目　率、塑性指数均较小，最大干密度可达１．８９，　９０ＭＰａ／ｍ，压实系数Ｋ０≥０．９０）。若继续碾压，　的。土体改良的方法一种为掺其他土进行物　具有足够的强度和稳定性，可作为路堤本体　填筑的路基层强度反而下降，如振动加压一　理改良；另外一种为掺固化剂进行化学改　填料填料。但在施工过程中发现：土体由于　遍后Ｋ３０仅在７２ＭＰａ／ｍ～９１　ＭＰａ／ｍ范围内，　良。在该项目试验段，我们进行了掺傻物理　天然含水率较大，经开挖装卸后结成块状，　振动加压两遍后Ｋ３０下降至６８　ＭＰａ／ｍ～８８　改良试验，表２为改良土室内试验相关数据。　导致土体内水分被封闭，不易散发，一般需　ＭＰａ／ｍ之间。　表２显示：粉黏土掺砂改良后，物理力　要反复翻晒才能接近最佳含水率。随着水分　填筑试验证明：此类土仅靠施工工艺调　学性质有了较大的改善，其最大干密度增　散发，很多土粒黏结成１ｅｍ大小的颗粒球，　整是无法达到质量要求的。因为其土体颗粒　加，液限含水率和塑性指数下降，强度和稳　并且压实成型困难，在最佳含水率条件下采　自身强度低，即使在充分密实状态下强度也　定性提高了很多。　用重型压路机震动碾压８遍后，压实系数Ｋ　不会很高。只有改土体颗粒的组成结构，即　可达Ｏ．９１３　０．９３８，而地基系数Ｋ３０仅在　土体改良，才能从根本上提高土体颗粒结构　改良土配比（干粉黏土：干砂）　最大干密度（ｇ／ｃｍ。）　最佳含水率／％　液限ＷＬ　塑性指数ＩＰ　１００：３０　１．９４－　１２．２　１３．７　１０．３　１ｏｏ：４０　１．９８　１０　１３＿３　９．７　１００：５０　１．９８　１０．２　１４．Ｏ　９．４　砂为中粗砂　团，改良土很不容易拌合均匀，从而导致填　因此，粉黏土物理改良后的工程性质除　该样品为花岗岩完全风划产物，呈灰白　筑的路基层强度离散性大，施工证明，如果　了与源土的结构性质、颗粒成分有关外，在　色，一般为掌状大小的块粒，颗粒结构松散，　粉黏土的天然含水率过大，不论怎么晾晒，　很大程度上还要受其自身天然含水量的限　容易破碎。其物理力学性质试验结果见表三　不论路拌还是厂拌，拌合物的均匀性都将受　制。　表３砾砂土的物理力学性质　项目　颗粒分析　最大干密度（ｇ／ｃｍ３）　最佳含水率，％　最大粒径／ｍｍ　不均匀系数ｃｕ　曲率系数ｃｃ　样品１　２０　１１．７　Ｏ－３　２．Ｏ８　８３　样品２　３０　１３．８　Ｏ．５　２．Ｏ６　８．９　此类砾砂主要由２ｒａｍ～０．１ｍｍ颗粒组　离析，所以在摊铺过程中一定要注意填料的　难，且造价高，不经济。　成，小于Ｏ．１ｍｍ的颗粒很少，它的特点是透　均匀性。最好设置集料场，对填料进行均化。　２．砾砂类土具有较高的强度，渗水性好，　水性强。水的毛细上升高度很小，具有较大　并剔除或者人工破碎较大颗粒。实际工程运　是一种良好的路基填料。但土颗粒间的粘结　的内摩擦角，不均匀系数较小，颗粒均匀；　用中发现该填料经充分压实后的路基压缩　性差，容易被流水冲刷，应铁别重视边坡的　修筑路基强度高，水稳定性好。缺点是颗粒　变形很小，整体稳定性好，Ｋ３０值可达到　压实，成型路基要及时做好坡面防护和排水　之间的粘结性差，干燥时呈现松散状态，要　１５２．８—１８３．９　ＭＰａ／ｍ。　孔隙率仅　设施。　用振动法才能压实，经充分压实后的路基压　１６．７％～１９．８％，填料中小于Ｏ．５ｍｍ细集料的　３．角砾土颗粒较粗，强度高，粘结性好，　缩变形很小，整体稳定性好，Ｋ３０值可达到　液限含水率、塑性指数较小，压实后的路基　并且土体中细集料的液限含水率、塑性指数　１３１．９～１５３．２　ＭＰａ／ｍ，　孔隙率仅　具有很高的强度和较好的水稳定性。　相对较小，水稳定性好，是一种优质路基填　１７．２％～１９．８％，能达到路堤本体和基床底层　结论　料。但应充分注意粒径大于６０ｒａｍ颗粒的含　的压实标准。路堤边坡极易被冲刷，日积月　通过室内及现场填筑试验，可总结出上　量及性质、超尺寸颗粒应提出或破碎，重视　累可能导致整个路堤失稳。危机行车安全。　述几类填料的工程性质，为路基填筑施工提　摊铺和压实的均匀性，防止粗细颗粒离析，　所以此类砾砂土路基的填筑施工，一定要注　供指导性依据。　确保路基的整体稳定性。　意边坡的压实，并且及时做好边坡防护工　１．粉黏土颗粒强度低，液限含水量、塑　作者简介：　程。　性指数相对较大，因而水稳定性和整体稳定　李瑞云，男，１９８４年１０月出生于陕西渭南，　三、角砾土　性差，一般不适宜填筑高速铁路路基。掺一　现就职于中铁电气化集团西安铁路工程公司海青　角砾土俗称山皮土，该样品呈淡黄色，颗　般粗粒土进行物理改良，可降低其液限含水　项目部中心试验室从事工程试验工作，任助理工程　粒微风化，棱角分明，强度较高，并且颗粒间有　量和塑性指数，提高强度和稳定性，达到路　师。　较强的内摩擦角和粘结力。此类土颗粒级配　堤本体、基床底层的压实标准。但改良土施　组成的不均匀系数大，很容易引起粗颗粒的　工周期长，工程质量受制约因素多，控制困　３３３