重载铁路水泥改良膨胀土工程特性与路用性能

为了探究重载铁路水泥改良膨胀土路基填料的工程特性及路用性能，采用室内动三轴试验、微观结构试验、路基原位动力试验相结合的方法，揭示了膨胀土掺入水泥3%～5%改良前后静态指标与动态指标的变化特征，分析了水泥掺量5%和3%改良膨胀土分别用作重载铁路基床底层及以下路堤填料建设期的工作性能，评估了服役期列车动载作用下路基的动力稳定性. 研究结果表明:膨胀土掺入3%～5%水泥改良后，强度提高同时胀缩性显著降低，水稳定性提高3～4倍；相比重塑素膨胀土，水泥掺量3%～5%改良膨胀土临界动应力提高5～6倍；检测路基压密程度与强度指标满足规范且有较大富裕，监测路基中线地基沉降在铺轨前处于稳定状态；原位动力测试表明列车动载作用下路基的动应力沿深度逐渐衰减，在基床表层与基床底层范围内最大衰减量分别可达40%和80%以上，动应力影响深度是基床设计厚度的1.4～1.8倍，动应力影响深度范围内路基的动应力值远小于同位置填料的临界动应力，运营期路基动力稳定性满足安全服役要求. 研究成果能够为重载铁路水泥改良膨胀土路基精细化建设养修提供理论参考.      

Q4黄土改良土填筑高速铁路基床的试验研究

改良路堤填料是高速铁路路基的重要内容.研究内容是通过在Q4黄土中掺入水泥及石灰进行土质改良.通过大量的室内试验,进行了水泥改良土、石灰改良土的物理力学特性研究,得到了有价值的结论:对于石灰改良土,存在一最佳石灰掺量,约7%,石灰土在最佳掺灰量时,其强度存在一峰值.水泥改良土在不同掺和比条件下的物理力学性质指标均能够满足路堤填料的要求.出于安全及经济因素,认为路堤填料采用Q4黄土掺入5%水泥改良土为宜.含水量对改良土的工程性质影响很大,因而在工程施工中应使改良填料的含水量尽可能达到最优含水量.     

水泥改良风积沙无侧限抗压强度试验研究

针对蒙西华中重载铁路风积沙路段缺少路基优质填料的工程实际,采取就近取材的原则,采用水泥改良风积沙填筑路基基床底层.开展室内水泥改良风积沙无侧限抗压强度试验,研究不同水泥掺量、养护龄期、压实系数和水泥强度等级下试件强度变化规律,探讨水泥改良风积沙填筑重载铁路路基基床底层的适用性.试验结果表明:水泥改良风积沙强度随水泥掺量、压实系数的增大而提高,并存在良好的线性和多项式拟合关系;龄期效应对其强度影响显著,相比水泥改良粉土、黏性土等其它细粒土,前期强度增长速率较快,而后期强度增长速率较慢,增长量变小;结合工程实际和室内试验结果提出适合该重载铁路风积沙改良选用水泥等级及水泥掺量的控制标准.     

粉煤灰与石灰、水泥改良黄土填料的试验研究

高标准铁路路基对填料选择要求较高,人工压实素黄土不能满足其使用要求.结合兰新铁路兰(州)武(威南)复线工程,对素黄土、粉煤灰黄土、粉煤灰与石灰(二灰)、水泥改良黄土填料,在不同掺合比、不同含水量下进行无侧限抗压强度试验,探讨粉煤灰与石灰、水泥改良黄土的强度特性与水稳性.试验结果表明:人工压实素黄土强度低,水稳定性差;粉煤灰可在一定程度上改善黄土强度特性.采用石灰与粉煤灰或低掺量水泥与粉煤灰可显著改善黄土强度特性,能满足高标准铁路路基基床底层及以下部位填筑要求;其改良效果与掺合比、含水量等有关.工程中可选5%石灰与10%～30%粉煤灰、2%水泥与10%～30%粉煤灰改良黄土作为路基工程填料,具有明显的技术、经济及环境效应.     

石灰改良黏土路用性能试验研究

由于高液限黏土不能直接用于道路路基填料,必须进行改良处理。为了获得较好的改良效果和降低工程造价,以武汉富强大道工程的高液限黏土为研究对象,分析0%、2%、4%、6%、8%、10%不同掺灰率下的黏土改良效果,最终确定最佳掺灰率范围。通过对试验数据的分析,得到随掺灰率变化的改良黏土工程特性,最终确定最佳掺灰率的改良方案。当掺灰率为8%时,无侧限抗压强度最大,膨胀量达到了最小值0.58%;当掺灰率超过时,液限、塑性指数和塑限变化幅度较小;当掺灰率在0%～8%之间时,黏土的最大干密度和最优含水率曲线变化幅度大;当掺灰率在8%～10%之间时,黏土的最大干密度和最优含水率曲线变化幅度减缓。结果表明：在高液限黏土中掺入石灰可以明显改善其路用性能,8%石灰掺量改良效果最优,可以满足该道路工程对路基填料的技术要求。     

强风化花岗岩路用性质及高路堤稳定性分析研究

风化花岗岩用作填料对路基稳定性影响较大,因此需进行路用性质研究。在湖南长韶娄高速公路强风化花岗岩工程性质的基础上,进行不同掺量石灰及水泥的改良试验,得出最佳含水量在改良前后变化不大、石灰改良土最大干密度随石灰掺量增大而减小、而水泥改良土最大干密度随水泥掺量增大而增大、工程中可采取7%石灰掺量进行改良等结论。石灰改良土用于高填方路堤经有限差分法数值模拟及监测分析,均表明其满足路堤稳定性要求。     

基于临界动应力的公路路床层黏土改良填料可靠性验证

随着公路运输超载现象的日益普遍,采用工程性质不良的黏土作为路床填料将容易导致沉降快速增长甚至动力破坏,而在黏土中掺入砂、砾成为了工程中常用的填料改良手段。针对黏土改良填料进行了一系列大型动三轴试验,分析了围压和含水率对累积塑性变形增长的影响,根据塑性变形增长的特点将试样分为了稳定试样和破坏试样,由此得出了临界动应力的表达公式,结合公路现场实测数据,探讨了不同轴载下路床动力破坏的可能性。研究表明:当路床含水率接近9%时,标准轴载下的实测动应力超过了黏土改良填料的临界动应力,路床容易发生动力破坏;而当路床含水率处于6.0%和7.5%时,在标准轴载下,路床可保持较好的稳定性,但在超载情况下,路床仍有可能发生动力破坏。     

厚覆盖层路段粉砂土的填料化利用技术研究

通过钱滨线桥头路段粉砂土的室内改良试验，综合评价粉砂土改良效果，提出适宜的改良剂和最佳配合比，并给出具体的施工方案，指导工程实践。试验结果表明，水泥改良土和水玻璃改良土的强度随各自掺量的增大而增大，而石灰改良土的强度随掺量增加，呈现先增大后减小的趋势。三种改良土的强度增长趋势随掺量增加而减小。其中8%水泥改良土和15%水玻璃改良土的强度最高。随着改良剂掺量和养护龄期的增加，双掺改良土抗压强度逐渐增大。相同龄期和相似掺量下，水泥+水玻璃改良土的强度高于其余双掺改良土。现场填筑配比确定为3%水泥+3%水玻璃     

探析高速公路红砂岩路基填料的改良试验

针对高速公路路基施工中可能使用到的红砂岩填料,在介绍红砂岩主要物理性质的基础上,采用试验的方法,分析并验证水泥、石灰和粉煤灰三种不同改良剂具有的改良特点和机理,以此为实际工程选择适宜的改良剂提供参考依据。     

公路过湿粘土施工性能改善及施工技术研究

为研究不同水泥和石灰掺量对过湿粘土路基性能的影响，本文结合试验路段采用不同水泥和石灰掺量进行过湿粘土路基改良施工，检测其液限、塑限、塑性指数，研究结果表明：随着水泥、石灰掺量增加土样液限和塑性指数减少而塑限逐渐增加；水泥改良粘土效果优于石灰改良，石灰经济性优于水泥；确定最佳水泥掺量为8%，最佳石灰掺量为6%。     

全风化千枚岩复合改良土路用性能

为了充分利用全风化千枚岩作为路基填料,设计了红黏土掺和比分别为0、20%、40%、60%和100%,水泥掺量分别为0、3%和5%的组合改良方案,开展了改良土的界限含水率、抗剪强度和无侧限抗压强度试验,分析了改良土的路用性能。试验结果表明:当水泥掺量分别为3%与5%时,复合改良土的液限均低于40%,符合路基设计中液限低于40%的控制要求;改良土的黏聚力随红黏土掺和比与水泥掺量的增大而增大,内摩擦角随红黏土掺和比的增长先增大后减小,随水泥掺量的增大而增大,但两指标在水泥掺量大于3%时增长幅度较小。改良土路基极限承载力计算结果表明:5%水泥改良全风化千枚岩路基极限承载力仅为725.3 kPa,红黏土掺和比为40%改良全风化千枚岩路基极限承载力达到2 198.3 kPa,分别是全风化千枚岩路基承载力的2.34和7.10倍,因此,红黏土改良效果优于水泥;经过比较可得红黏土掺和比为40%,水泥掺量为3%是合理掺和方案,在28 d养护后,路基极限承载力计算值为4 247.7 kPa,液限为32.7%。微观机理分析结果表明:红黏土颗粒小于全风化千枚岩颗粒,当红黏土掺和比大于40%时可以包围千枚岩颗粒的点-点接触,增加了接触点数与接触面积,从而大大提高了改良土路基的极限承载力。无侧限抗压强度试验结果表明:优化方案改良土7 d无侧限抗压强度为487.25 kPa,满足铁路路基设计要求。      

水泥石灰稳定风积砂作为路面基层材料的试验研究

采用均匀设计的方法来优化安排试验,以水泥、石灰、碎石、风积砂为原材料进行试验研究,得到水泥石灰稳定风积砂的最佳含水量、最大干密度、无侧限抗压强度、回弹模量等指标,并通过SPSS软件进行回归分析,建立了回归方程,得到满足工程要求的最佳配合比为:水泥掺量9%、石灰掺量10%、碎石掺量30%、风积砂掺量53%。通过现场工业性试验和观测,结果表明,试验段水泥石灰稳定风积砂基层状况良好,且弯沉值满足有关的要求。     

盐渍土改良用作公路路基填料的试验研究

依托西宁南绕城高速公路新建工程,对公路沿线盐渍土进行物理和化学改良,以作为路基填料。通过室内试验研究,提出了砂砾改良和化学改良盐渍土与砂砾、石灰的质量配比。研究结果表明：1物理改良,当盐渍土与砂砾质量比达到1∶0.6以上时,其路用性能满足路基填料的相关要求;其后随着砂砾掺量的增加,改良土的路用性能增加幅度甚微;2化学改良,石灰改良盐渍土,其路用性能大幅度提高,满足路基填料的相关要求;3盐渍土经过物理或化学改良可作为公路路基填料。     

改良千枚岩填料的CBR值影响因素分析

选用十堰至天水高速公路安康东段的千枚岩为原材料,进行了一系列的实验。千枚岩属于软岩的一种,强度低、稳定性差且易崩解,不宜直接作为高等级公路路基填料,需要对其进行改性后填筑路基。同时基于CBR测试结果,结合方差分析理论分析了不同水泥掺量与不同粗粒料级配对千枚岩填料CBR的影响。结果表明:水泥掺量与粗粒料级配对千枚岩CBR值影响都比较显著;但在考虑到经济和工程特性要求时,通过分析选择水泥掺量为3%与粗粒料含量为55%级配组合为最佳组合。     

高含水率粉土路基填料工程力学性能改良试验研究

为有效改善高含水率粉土路基工程力学性质，同时节约工程造价，采用草木灰+石灰混掺方式对高含水率粉土进行了改良实验。结果表明：草木灰和石灰均对粉土具有降水作用，但石灰的效果优于草木灰，两者混掺时，草木灰可起到分散的作用，从而提升降水效果；当草木灰掺量为15%,石灰掺量为4%时，对高含水率粉土的改良效果最好，相比素粉土，粘聚力、内摩擦角和单轴抗压强度分别提升800%、19.4%和300%;固化改良之后的粉土在碾压2遍后，压实度>94%,可满足上、下路基的压实度要求，碾压5遍后，压实度>96%,可满足上、下路床的压实度要求。     

水泥改良碳酸盐渍土溶陷性试验研究

以吉林省通榆县碳酸盐渍土为研究对象,分别掺入3%、5%、7%的水泥对盐渍土进行改良,采用固结仪测量碳酸盐渍土的溶陷变形情况。试验研究结果表明,该地区盐渍土溶陷系数为0.136,经不同掺量水泥改良后溶陷系数大幅下降,改良效果明显。经方程拟合研究,试样溶陷系数与水泥掺量大致上呈现一种反比例关系,这对施工及试验研究有指导意义。     

复掺膨胀剂和减缩剂水泥稳定碎石路用性能研究

为研究复掺膨胀剂和减缩剂水泥稳定碎石的路用性能,通过室内试验分析了复掺膨胀剂和减缩剂对水泥稳定碎石力学性能和干缩性能的影响。结果表明:复掺膨胀剂和减缩剂后,水泥稳定碎石试件的无侧限抗压强度、劈裂强度和劈裂回弹模量等指标均有所提高;随着膨胀剂掺量增加,减缩剂掺量减少,试件强度先增大后减小;掺外加剂抑制了试件劈裂回弹模量的后期增长,膨胀剂掺量增加,减缩剂掺量减少,该抑制作用增强。在实际工程中,复掺外加剂可通过减少膨胀剂掺量、增加减缩剂掺量提高水泥稳定碎石劈裂回弹模量的后期增长;复掺外加剂有助于改善水泥稳定碎石的干缩抗裂性能,且初期的改善效果更好;复掺膨胀剂和减缩剂存在最佳掺量,本试验条件下最佳掺量为复掺6%膨胀剂和2%减缩剂。     

膨胀土地区修建高速公路路基填料改良及效果研究

膨胀土具有吸水膨胀与干燥开裂等性质,不宜直接用作路基填料。考虑膨胀土工程特性的区域性以及工程项目的独特性,工程实践中膨胀土用作路基填料时的改良措施存在差异,如何评估改良膨胀土填料的实际工程应用效果一直是工程界面临的重要课题之一。依托膨胀土地区某高速公路路基工程背景,借助室内土工试验、数值模拟等方法,系统探究了膨胀土基本物理力学特性、不同掺量石灰外加剂作用下膨胀土工程性质变化特征、改良膨胀土用作路基填料后的长期承载性能。研究成果能够为改良膨胀土在高速公路路基中的应用提供理论参考。     

水泥改良黄土在高速铁路路基中的试验研究

基于高速铁路路基对填料的严格要求,根据室内试验,分析了水泥改良黄土的物理力学性质,研究了不同水泥掺量、养护龄期等对于强度增长的影响,力求通过强度变化了解水泥土的固化程度,为工程施工所需配合比,提供参考依据.实验表明:Q3水泥改良黄土的最大干密度和压缩系数都随掺和比的增大而减小,无侧限抗压强度随掺和比的增大而增大,干湿循环时5%的水泥改良黄土稳定性最好.     

宁淮高速公路膨胀土路基施工探讨

通过对膨胀土填料掺石灰处理后的物理力学性能进行了现场试验研究，得出了掺石灰对改善膨胀土路基填料工程性能的影响，并对掺石灰处理后的填料进行了不同龄期的CBR指标的检测，以供公路路基设计及现场施工参考。