振动压实千枚岩路基填料性能及工程应用

采用振动法(VTM)与重型法对比研究千枚岩路基填料的压实特性与力学强度,并铺筑试验路进行验证。结果表明,风化程度与水是影响千枚岩与千枚岩路基填料工程性质的主要因素,风化程度越高,千枚岩的密度、点荷载强度就越低,压碎值越大;泡水后,千枚岩的荷载强度与抗压碎能力均有较大程度的降低。风化程度越高,千枚岩填料的最大干密度、CBR与回弹模量越低,膨胀量越大;与静压法相比,VTM可提高千枚岩路基填料干密度1.007～1.086倍、CBR11.1%以上、回弹模量11.5%以上,降低膨胀量4.2%以上,全面改善了千枚岩路基填料的路用性能。现场试验段检测结果表明,现有压实设备与工艺可以满足VTM设计的要求。当采用强风化千枚岩路基填料时,振动压实遍数不得少于9遍。     

振动压实千枚岩路基填料水稳定性研究

为提高千枚岩路基填料水稳定性，采用振动压实试验方法研究了压实度、水泥对水稳定性的影响规律。结果表明:随干湿循环作用次数增加，千枚岩崩解量呈现线性递增趋势、耐崩解性指数呈现线性递减趋势；随压实度增长，千枚岩渗透系数逐渐减少、耐崩解性增强，压实度达到96%以上时渗透系数趋于稳定；水泥改良千枚岩可有效降低渗透系数，与素千枚岩相比，渗透系数至少下降了67.8%（水泥改良千枚岩C）或15.2%（水泥改良千枚岩A），且改良前后崩解速率比值（水稳定性）随水泥掺量增加而增大。建议通过采用提高压实度或水泥改良等措施以提高千枚岩路基填料水稳定性。     

强风化千枚岩填筑路基改良技术研究

在山区高速公路穿越的大量强风化千枚岩分布区域,为解决路堤填料缺乏,弃土占用农田的问题,同时为了节省投资和保护环境,应用强风化千枚岩作为路基填料。在强风化千枚岩原岩基本物理力学试验及填料的工程特性试验基础上,对加州承载比（CBR）不满足高速公路路基填筑力学性能的填料采用水泥进行改良,分析了不同水泥剂量填料的击实性能、级配特性及工程特性,并在十堰至天水高速公路K22＋720～K22＋920段现场铺筑试验路,论证强风化千枚岩改良技术的可行性。研究结果表明：采用水泥剂量（质量分数）3%,4%,5%,6%改良后,强风化千枚岩填筑的路基力学性能随着水泥剂量的增加而增加,CBR值和回弹模量都能够满足高速公路路基填筑要求。     

云母片岩风化土路基填料湿化变形研究

为解决云母片岩强风化土路基填料难以压实和浸水湿化变形问题，通过现场试验，优化云母片岩强风化土路基填筑结构，采用灰色理论模型对新型路基工后沉降进行预测，并通过三轴湿化试验，分析风化土路基填料的湿化变形特性。结果表明:提出的“三夹二开山石渣”新型路基结构能够达到路基填筑要求，且路基长期变形预测满足高速公路沉降控制要求；随着初始有效围压的增大，风化路基土的强度及变形指标均呈递增趋势，而增大干密度能有效削弱外界水对风化土的劣化作用；建立的风化土路基填料湿化变形规律经验公式，与试验结果吻合较好。     

惠罗高速风化炭质泥岩作路基填料的试验研究

以惠罗高速为依托,通过室内压实试验、崩解试验、CBR试验及现场碾压试验,对风化炭质泥岩作路基填料的路用性进行了详细研究,提出适用于依托工程路基填筑的施工工艺参数及质量控制标准。研究结果表明,风化炭质泥岩属于低液限土,但由于其吸水性较大,抵抗干湿循环及自然风化崩解能力较差,CBR值随浸水时间及干湿循环次数的增加而逐渐减小,只限于93区及以下范围内填筑;压实度、沉降差、K_(30)、E_(vd)等检测指标与碾压遍数之间呈很好的相关性,炭质泥岩路堤压实质量检测可以采用沉降差和施工工艺参数综合控制,压实度、Evd和K30由于受填料粒径影响较大,可作为辅助指标加以利用,该法可为类似软岩路基的质量控制和检测提供重要参考。     

炭质页岩路堤变形特性研究

炭质页岩组成复杂且具有遇水软化崩解特性,导致其用于路基填筑材料时工程性质差和不稳定。对炭质页岩组成成分、物理力学性质、承载比等路用性能进行试验研究,通过三轴剪切排水试验模拟炭质页岩填料路堤应力——应变特性,得到炭质页岩路堤填料Dun-can-Chang模型参数。利用大型有限元计算软件ABAQUS二次开发模拟不同压实度下路堤沉降规律。研究表明:崩解稳定的炭质页岩完全可用作下路堤填料,且随着压实度的提高,路堤沉降量呈减少趋势,并与实测数据对比,两者较为吻合。     

铁路路基粗粒土填料压缩变形特性试验研究

在路基工程中,压实系数、含水率是两个重要影响因素。提高压实系数可改善水稳定性。控制压实系数和含水率是保证路基稳固的关键。结合兰新铁路第二双线建设所采用的粗粒土作为路基填料,做了大量的室内压缩变形特性试验以及分析研究,得出粗粒土的压缩变形特性在不同因素下的影响规律。研究结果表明:提高压实系数,可获得良好的压实效果;增加加载次数可显著增强路基的稳定性,降低路基的变形;为了减小水对路基压缩变形特性的影响,铁路路基应有良好的表面防止雨水入渗、完善的周围排水系统,并重视防洪工作。     

汶马公路千枚岩路基填筑技术

千枚岩是一种不良路基填料：对千枚岩基本特征和路用性能进行室内试验,试验结果表明,千枚岩抗压强度较低,具有较好的压实性能,且不具备膨胀性,但水稳定性极差,在路基设计与施工中应加强防排水。提出千枚岩在汶马公路作为路堤填料的填筑方案,并提出强夯对千枚岩路基进行压实的方法,为公路设计和施工建设提供依据。     

千枚岩路基填料振动压实特性研究

为了较好地模拟现场压实情况,研究了静面压力和振动频率对千枚岩路基填料压实效果的影响规律,提出了合理的振动压实参数;分析了压实度和压实方式对千枚岩路基填料物理力学特性的影响规律,结合千枚岩路基压实现场特性,提出了合理的振动压实时间。通过压实试验,得到了千枚岩路基填料振动压实特性的相关结论。     

风化料包边填砂路堤边坡稳定性分析

为研究风化料包边河砂填筑路堤的边坡稳定性,基于强度折减法计算分析了填料压实度、含水率、路堤高度、边坡坡度及风化料包边宽度等诸多因素对边坡安全系数的影响规律.结果表明,路堤高度确定时,随着边坡坡度的增大,路堤的边坡稳定性显著下降;随着砂含水率的减小,安全系数呈增大趋势.在文中涉及的工程条件下,风化料包边宽度不对安全系数起决定性作用,其宽度可依据施工压实要求和料源的丰足程度确定.方差分析表明,边坡坡度、风化料包边宽度及填料含水率3个因素对边坡稳定性影响的程度依次为:边坡坡度＞含水率＞风化料包边宽度.     

细粒土路基平衡密度状态分析

为掌握细粒土路基的平衡密度状态及其变化原因，统计分析9条高速公路路床顶部的压实度和含水率检测资料，对3条黄泛区高速公路路基的压实度、含水率以及1条高速公路的路基模量进行全断面深度检测，并开展非饱和细粒土的湿化试验和弹性恢复试验。现场实测发现：在役路基除了实测含水率较最佳含水率有0~13.8%的增加外，相应的压实度出现了0~10%的线性衰减；其中，路床区、上路堤以及受水位波动影响较大的路基底部的压实度降低十分明显，而下路堤上部区域压实度基本维持不变甚至有所增大；路基压实度的变化与土的含水率密切相关。非饱和土三轴试验结果表明：土体湿化过程中，吸水导致体积膨胀和压实度衰减；当路床土吸湿至平衡湿度（含水率为18%）时，土体压实度降低5.07%。弹性恢复试验结果表明：压实路基土因变形恢复导致路基密度衰减；低含水率、高压实度和低上覆荷载条件下的弹性恢复较大，压实路床土弹性恢复导致的压实度降低值最大为0.5%；综合湿化和弹性恢复结果来看，两者占黄泛区路床区压实度衰减总量（约7%）的79.6%；此外，路基剪切模量的原位实测值较相同物理状态下的室内重塑土结果平均高出了60.64%，表明运营多年的高速公路路基土具有一定的结构性。因此，既有路基的评价应该同时考虑路基湿度增加、密度降低以及土体结构性等综合因素。     

水泥改良全风化花岗岩路基填料水稳定性研究

以川南某高速公路工程为依托,采用振动压实法成型水泥改良全风化花岗岩路基填料试件,研究压实度、水泥剂量及养生龄期对全风化花岗岩填料水稳定性影响规律。结果表明:全风化花岗岩渗透系数和崩解量随压实度提高逐渐降低,当压实度≥96.0 %,渗透系数趋于稳定,压实度提高1.0 %,崩解量约降低8.6 %;掺入水泥后水稳定性显著提高,水泥改良全风化花岗岩与全风化花岗岩试件崩解量比值在4.2以上,当水泥剂量≥4.0 %,改良后渗透系数、崩解量随压实度增大呈线性趋势降低,渗透系数、崩解量降低速率分别为6.3 %、6.4 %;改良后龄期前14天水稳系数增长较快,28天后曲线较平缓,水泥剂量增加1 %,7、28天水稳系数约分别增加10.5 %、9.5 %以上。     

朔黄重载铁路路基病害段路基填料试验分析

结合朔黄重载铁路某一路基沉降病害段的现场调查,并通过室内外试验分析表明:病害段路基所用填料为砂黏土,水稳性很差,不适宜作为重载铁路路基填料;路基填土压实度偏小,压实标准(地基系数K30)低于80 MPa,不满足要求。路基产生过大沉降的原因主要有线路运营量上升,填料本身材质不适宜作为路基填料,另外施工质量也是导致路基病害的主要因素。同时,提出在路基沉降变形控制要求高的线路,填料的水稳性在设计与施工中应予以考虑。     

高等级公路填砂路基压实技术研究

为了将江（河）砂作为路基填料用于高速公路工程,对填砂路基的压实技术展开了研究。根据室内试验得出的代表性砂土的最大干密度,制定出路基不同层位的压实控制指标与标准。依据填砂路基压实功的需求与既有碾压设备的工作性能,确定了压实机械的振动加速度与施工碾压速度。通过现场试验确定了不同松铺厚度下压实度与碾压遍数的关系,以及现场干密度与填料含水量之间的关系,从而确定了现场施工时对松铺厚度、碾压遍数与填料含水量的选择。提出了填砂路基的施工工艺流程。     

高速铁路路基粗粒土填料最大干密度试验方法对比研究

针对击实试验法和表面振动压实试验法测得高速铁路路基填料最大干密度值存在较大差异问题,选取沪昆高速铁路湖南段粒径在60 mm以下路基粗粒土填料,分别采用室内击实试验和表面振实试验测取最大干密度,再将上述两种试验方法测得的最大干密度与同种填料现场填筑后的实测干密度进行对比分析。结果表明:采用表面振实试验法测得的最大干密度普遍小于击实试验法测得的最大干密度,同时还普遍小于施工现场实测的干密度。结合高速铁路路基填筑施工质量要求,建议采用击实试验测得的最大干密度作为现场压实质量的控制指标。     

重载铁路路基软质岩填料及改良土工程性质试验研究

以蒙华重载铁路岳阳至吉安段软质岩填料为研究对象，通过一系列室内试验，对其作为重载铁路基床以下路堤填料的工程性质进行了研究。结果表明:软质岩的矿物成分主要为石英，含有较多次生矿物，使其具有一定黏聚性，全风化软质岩属于D组填料；增加软质岩填料的压实度或进行水泥改良能有效提高其抗剪强度和抗渗透能力，并降低压缩性；对软质岩进行3.0%的水泥改良或4.5%的石灰改良后，其无侧限抗压强度能够满足规范对于重载铁路基床以下路堤的强度要求。     

新型固化云母片岩稳定土路基填料特性研究

依托枣阳至潜江高速公路路基工程，研发一种铁矿废石渣、粉煤灰和生石灰按一定比例掺配的新型固化剂，对不同含水率的强风化云母片岩路基填料进行固化；测试固化后云母片岩稳定土无侧限抗压强度、黏聚力、内摩擦角及承载比变化情况。结果表明:随新型固化剂掺量增加，无侧限抗压强度得到提高，黏聚力呈上凸型抛物线变化，内摩擦角小幅增加，承载比得到增强；建立固化稳定土无侧限抗压强度、黏聚力及内摩擦角随初始含水率和固化剂掺量变化的数学模型，固化后的强风化云母片岩稳定土路基填料能满足高速公路路堤填料填筑性能要求。