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。     

水泥改良海南滨海砂路用性能研究

通过XRD射线衍射、筛分试验对海南东南部滨海砂的基本物理性质进行了研究,并对水泥改良砂开展了击实、压缩、承载比、无侧限、微观试验,论证了水泥改良方案的可行性。结果表明:海南砂,素砂和水泥改良砂最优含水率为11.5%~13.1%,最大干密度则随着水泥掺量的增加而增加。水泥掺量为2%,6%,10%的改良砂养护1个月后压缩模量、承载比均满足相关规范要求。水泥掺量10%的改良砂养护1周及水泥掺量6%的改良砂养护2周的强度能够满足二级及以下等级公路底基层填料的要求,用作路基填料时,建议水泥掺量在6%以上。     

钻孔灌注桩泥浆的固化处理及其在路基填筑中的工程应用

针对高含水率泥浆进行就地固化处理作为路基填料,通过一系列技术改良措施,使废弃土方转化为具有一定强度和渗透性的路基填方材料,并对改良后的泥浆进行一系列的固化特性研究。研究发现:水泥对于泥浆的固化效果优于生石灰;引进ALLU就地固化系统对泥浆池中泥浆有很好的处理效果;现场固化后泥浆的最优含水率增大,而最大干密度减小,并且随着闷料天数的增加,最优含水量呈现减小的趋势,最大干密度呈现增大的趋势。     

冰水堆积体路基填料水泥改性试验研究

采用成乐高速公路桩号K71+000处冰水堆积体土样，水泥掺量分别为3%、4%、5%、6%，开展土工击实、承载比、无侧限抗压强度、直剪试验等，得到改良前后颗粒级配、塑性指数、CBR值、无侧限抗压强度和抗剪强度等参数，探究冰水堆积体用作路基填料可行性。研究表明：改良后冰水堆积体最大干密度、CBR值、无侧限抗压强度（7、14、28天）、黏聚力和内摩擦角均随水泥掺量增加而增大；水泥掺量小于5%时，指标随水泥掺量近似呈线性增大；水泥掺量大于5%时，指标随水泥掺量增加，增大幅度有明显减弱。确定出最佳水泥掺量为5%，各项指标均符合路基填料规范要求，冰水堆积体经改良后可用作路基填料。     

工业废弃木质素固化改良粉土路基技术与应用研究

为研究工业废弃木质素改良粉土路基技术的可行性,通过室内无侧限抗压强度、水稳性和干湿循环试验,分析掺量（质量分数）、龄期等因素对木质素改良粉土力学特性和耐久性的影响,并与石灰改良进行对比;基于微观分析结果,阐明木质素改良土体的机理;同时开展木质素改良粉土路基填料现场试验,对改良路基土进行加州承载比、回弹弯沉值、轻型动力触探等路用性能测试和环境影响评价。研究结果表明：木质素可有效提高粉土的抗压强度和耐久性,其改良粉土的最优掺量为12%,28 d龄期养护12%掺量试样的水稳系数为0.52,经历4次干湿循环后,质量损失率低于20%,木质素改良粉土的耐久性能显著优于石灰土;木质素与粉土主要发生了水解反应、质子化反应和静电引力作用,最终形成致密稳定的土体结构;15 d龄期养护后,12%掺量木质素改良路基粉土的路用性能指标均优于8%掺量生石灰土,回弹弯沉值在1 mm以内,贯入阻力随养护龄期和贯入深度的变化可表征改良路基土的强度特征;木质素改良路基粉土的土壤质量符合二级标准,论证了木质素固化改良粉土路基技术的可行性和环境友好性。     

基于固弃物的固化土路用性能及固化机理研究

为探索矿渣、粉煤灰和脱硫石膏等固体废弃物应用于黄泛区道路工程建设的可行性,基于粉煤灰、矿渣、脱硫石膏、普通硅酸盐水泥和固废基硫铝酸盐水泥制备了粉土固化剂。研究了固化剂掺量（4%、6%、8%、10%）对固化土无侧限抗压强度、劈裂强度、加州承载比（CBR）、水稳性能及抗干湿循环性能的影响。结果表明：使用固废基硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥与其他固弃物协同制备的固化剂固化效果最优;固化剂掺量不低于8%时,固化土强度满足JTG D50-2017要求;固化土CBR值高于75%,满足JTG D30-2015中路基填料承载比要求;基于X射线衍射分析和二次电子成像技术,发现固化土中存在水化硅酸钙凝胶（CSH）和钙矾石晶体（AFt）;这些物质通过填充缝隙、挤密、黏结土颗粒,增强土体性能。     

益马高速高液限土水泥改良处治及工后沉降分析

以湖南益马(益阳—马迹塘)高速公路高液限土为研究背景,将含水率及水泥(325R)掺量设为研究变量,其中含水率设为12%、14%、16%、18%、20%,水泥掺量设为4%、5%、6%,分别进行击实试验和无侧限抗压强度试验,获得不同水泥掺量下最佳含水率及最大干密度;设置试验段,考察水泥掺量为4%、5%、6%下改良土体的最终工后沉降。结果表明,掺6%水泥,以最佳含水率16.12%、最大干密度1.80 g/cm 3为控制指标,压实度94%、96%分别适用于94区路基、96区下路床各区路基填筑;掺4%、5%水泥的改良土体的浸水养护过程中质量损失超过规范要求,该土样无侧限抗压强度不合格;6%水泥改良高液限土的工后沉降在60 d后基本稳定,最终沉降值显著小于正常土质路基沉降值,最佳水泥掺量为6%。     

控制CBR条件下路基化学改良土的动力特性研究

为了研究高速公路软弱路基土经化学改良后的动力特性,该研究收集了湖北省湖区具有代表性的路基土,在控制加州承载比(CBR)为4.0%和3.0%的条件下,配置了多组不同含水率、改良剂类型、改良剂掺量的改良土试样,并利用循环加载试验测试了相应的回弹模量和累积塑性应变。试验结果表明:改良土的回弹模量和累积塑性应变受应力状态、塑性指数(IP)、水/改良剂比例、养护时间的显著影响。在同一CBR条件下,相比高IP土,低IP土改良后的回弹模量值总体上更高,但更容易产生较大的累积塑性应变。对于低IP土,增加水泥掺量或降低水/水泥比例可以有效增加回弹模量、降低累积塑性应变,增加养护时间可明显降低累积塑性应变;对于高IP土,改良剂掺量则不宜过高,其中当采用水泥-石灰作为改良剂时,增加养护时间同时有助于提高回弹模量和降低累积塑性应变。     

建筑垃圾在公路路基中的再生应用研究

对建筑垃圾经过加工筛分后,设计了不同掺量及不同砖砼比例的建筑垃圾再生填料配合比,通过标准击实试验及承载比试验,对建筑垃圾作为路基填料的性能开展研究。结果表明:当建筑垃圾掺量一定时,随着建筑垃圾中砖砼比例的降低,再生路基填料的最大干密度不断增大、最佳含水率不断减小、CBR值不断增大;当建筑垃圾的砖砼比例一定时,随着建筑垃圾掺量的增加,再生路基填料的最大干密度先增大后降低、CBR值先增大后减小。当砖砼比例为1∶2,建筑垃圾掺量为40. 5%时;再生路基填料干密度最大;对应的最大干密度为2. 02 g/cm~3;建筑垃圾掺量为29. 6%时再生路基填料CBR值最大,对应的CBR值为45. 5%。当建筑垃圾掺量为30%～40%时,再生路基填料的干密度及CBE值均较大,再生填料密实度高,可以用于公路路基。     

海泡石纤维固化盐渍土的强度试验研究

盐渍土为细颗粒的特殊土,易使路基路面产生溶陷、膨胀和腐蚀等病害,充分利用盐渍土作为路基填料成为沿海地区道路工程建设中的重要问题之一。利用海泡石纤维对盐渍土进行固化试验研究,分析了固化材料掺量、养护龄期、盐渍土含盐量及含水率对固化盐渍土强度的影响,并利用扫描电镜试验对固化盐渍土的机理进行了初步探讨。试验结果表明:0.8%~1.2%海泡石纤维固化盐渍土的强度符合规范要求。施工时尽量采用低含盐量的盐渍土,施工含水率应控制在略高于最佳含水率5%范围内。经海泡石纤维固化后的盐渍土,海泡石纤维缠绕填充在土体孔隙中,使得土体更加密实。     

高速铁路寒冷地区路基改良填料冻融性能研究

针对高速铁路寒冷地区路基改良填料，进行冻融循环后无侧限抗压强度试验，探究改良剂种类、掺量和养护龄期变化对改良填料抗冻融耐久性能的影响。结果表明：改良填料的强度随着养护龄期的延长和水泥掺量的增加而提升；粉煤灰的掺入会降低填料的强度；改良填料的冻融强度损失值呈现出指数型降低。采用冻融强度损失可以较好地评估填料在不同养护龄期下的强度变化。填料的冻结温度为-0.3℃，改良填料的冻融变形与水泥掺量呈正相关，与粉煤灰掺量呈负相关。     

钢渣和轮胎颗粒改良海相淤泥的承载特性研究

将钢渣和轮胎颗粒掺入海相淤泥中,测试钢渣和轮胎颗粒改良海相淤泥的CBR强度。根据试验结果判断钢渣和轮胎颗粒改良海相淤泥作为替代砂砾的路基填料,以解决淤泥对海洋的污染问题,发挥钢渣和废旧轮胎在再生利用方面的价值。通过加州承载比试验,分析了钢渣掺入比和轮胎颗粒掺入比对海相淤泥的承载性能的影响,得出随着钢渣掺入比的増加,最大干密度和最佳含水率均增大;钢渣和轮胎颗粒改良淤泥遇水后稳定性大于纯钢渣;70 %钢渣+10 %轮胎颗粒改良淤泥的加州承载比强度最大,可以替代砂砾用于路基填筑。     

水泥掺量对冷再生混合料路用性能影响

以水泥作为改性添加剂,应用于乳化沥青冷再生混合料中,变化水泥在再生混合料中的添加量,以最大干密度即最佳含水率原则确定再生混合料中的最佳水泥掺量,并对再生混合料的路用性能进行相关试验。试验结果表明:随着水泥掺量的增加,最佳含水率、劈裂强度、动稳定度、低温抗裂性、水稳定性都随之增加,而弯拉应变逐渐降低,在乳化沥青掺量7%的情况下,建议水泥掺量为3%。     

公路基层聚丙烯纤维水泥稳定土力学性能试验研究

在水泥稳定土中掺入不同长度、不同掺量的聚丙烯纤维,制备了聚丙烯纤维水泥稳定土(PFCS),通过击实试验确定最佳含水量及最大干密度,采用抗压强度试验及抗劈裂性能试验,分别研究了聚丙烯纤维的掺入对水泥稳定土的抗压强度及抗劈裂性能的影响。结果表明:掺入5%水泥的PFCS最佳含水率与干密度分别为17.3%、1.749g/cm~3;当水泥与聚丙烯纤维掺量相同时,PFCS的无侧限抗压强度随养护龄期的增加而提高,且纤维长度越长对水泥稳定土基体的裂缝抑制作用越明显;随着纤维掺量及长度的增加,水泥稳定土7d无侧限抗压强度随之增大,抗裂性能显著增强。     

土凝岩固化黏性土路用性能试验研究

采用无侧限抗压强度试验、击实试验、抗疲劳性能试验和水稳定性试验,对土凝岩固化黏性土与水泥固化黏性土的力学及耐久性能进行对比,探究其性能变化规律。结果表明:随土体固化剂掺量增加,固化稳定黏性土7 天无侧限抗压强度增大,其最佳含水率也随之增大;水泥固化稳定黏性土的早期水稳定性系数低于土凝岩固化黏性土,后期水稳定性系数较为接近。     

改良铁尾矿用于道路基层材料的研究

为了使大量堆存的铁尾矿得到有效利用,通过掺入不同无机结合料对铁尾矿进行改良处理。针对掺入量、养护龄期等主要影响因素,利用击实试验、加州承载比试验、无侧限抗压强度试验和干湿循环试验对改良后铁尾矿的路用性能及耐久性进行了分析和研究。结果表明:将铁尾矿用作底基层填料是可行的,相比于石灰和钢渣,水泥改良后的铁尾矿性能最佳;当水泥掺量为5%时,改良铁尾矿的CBR值大于80%,7d无侧限抗压强度在室内室外条件下分别为1.44和1.32MPa,膨胀值小于0.2%,其各项力学性能和耐久性得到最佳改善,能够满足道路基层材料的要求。     

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。     

掺砂对于湖区路基黏土工程性质的影响研究

湖南省洞庭湖地区广泛分布着高压缩性的黏土,通常被视为路基不良填料,为了获取该类填料物理改良的依据,该文选取了洞庭湖地区具有代表性的两种黏土,分别对其掺入了5%～15%的细砂、中砂和粗砂而形成了多组改良土,随后对改良土进行了界限含水率试验、击实试验以及加州承载比试验,并根据工程性质的变化和经济成本,得出了适应于该地区黏土的改良方案。研究结果表明:掺砂可以有效降低黏土的液限和塑性指数,但掺砂量和掺砂种类对上述两项指标影响不大;此外,掺细砂对承载比提高的效果最为明显,而且相应的细砂改良土最优含水率较高,意味着进行压实前的翻晒周期相对较短。     

高含水率黏土质砾路基填料路用特性试验研究

以贵州湿热地区都安高速公路沿线的高含水率黏土质砾为研究对象,为揭示其作为路基填料的典型路用特性,对其天然含水率、液塑限、颗粒级配、最大干密度、最佳含水率、加州承载比进行了系统的室内试验。结果表明,黏土质砾具有高天然含水率、高液限、高塑限、高塑性、较高强度和较低压实度的特点;试验方法对击实试验、CBR试验结果影响小;CBR值与含水率呈线性负相关;最佳含水率下的CBR值与击实功呈线性正相关;当含水率高于35%时,击实功对CBR值影响较小。黏土质砾可直接用作高速公路下路堤填料。     

AT固化剂固化低液限粉土的CBR特性与工程应用

以某高速公路SY01段为依托,采用AT(Aluminum tripolyphosphate)固化剂(主要成分为磷酸硅、水玻璃和缩合磷酸铝)固化低液限粉土,研究了不同养护条件、AT固化剂掺量(水玻璃模数为2.5和3.3)及压实度等因素对固化低液限粉土CBR值的影响,通过扫描电镜(SEM)分析固化粉土强度形成微观机理,并通过路用性能试验进一步验证了AT固化剂改性效果。结果表明,固化低液限粉土的最大干密度与最佳含水率有规律地增加或递减,压实度和养护龄期对固化低液限粉土的CBR强度增长至关重要。96%压实度、养护28 d的试样,其5%AT固化剂掺量的CBR强度是0.5%、1%、2%、3%AT固化剂掺量试样的1.85倍、1.58倍、1.25倍、1.07倍。SEM微观结构分析结果发现,AT固化剂可产生胶结物质,与土颗粒胶结,使土体更为致密,且随着固化剂掺量增加,胶结物质也增加。从固化低液限粉土路基的现场试验得到,1%AT固化剂掺量下的固化低液限粉土路基压实度、弯沉值和CBR强度均满足规范中各级公路中上路床填筑要求。