炭质页岩填料利用与路堤结构设计研究

针对某公路炭质页岩填料利用与处治难题,开展炭质页岩崩解软化机理分析与路用性能试验,分析填料强度的湿化衰减特性。试验结果表明：炭质页岩的微观结构、亲水矿物、含硫矿物是造成其易崩解软化、植物难以生长的主要原因;经历2次干湿循环后炭质页岩崩解已大部完成,随着干湿循环次数的增加,炭质页岩崩解率逐渐稳定在12%左右;炭质页岩填料中石料含量对密实度的提高影响不大,但对填料承载比CBR值的提升非常显著,CBR值随含石率的增加近似呈线性增长;中风化炭质页岩填料浸水前的工程性质较好,受水浸泡6小时后填料回弹模量衰减41.5%,受水浸泡24小时后填料回弹模量衰减47.0%。并探讨公路路基炭质页岩利用部位及其典型结构形式。     

软岩路堤填料干湿循环大型压缩变形试验研究

为研究软岩路堤填料在气候环境作用下压缩变形特性的演化规律,针对贵州省三黎高速公路强~中风化板溪群板岩填料,开展了不同干湿循环次数条件下的大型压缩变形试验。试验结果表明:干湿循环会降低软岩填料的峰值压缩模量,但干湿循环3次和5次时其峰值压缩模量已十分接近,可认为当干湿循环达到5次时,峰值压缩模量趋于稳定;三黎高速公路强~中风化板溪群板岩路堤适宜填筑高度为20m,当路堤高度大于20m时,应采用冲击碾压或强夯等补强措施来提高路基压实度,增大填料压缩硬化区间范围,减少工后沉降变形量。另外,文中对软岩路堤填料的干湿循环大型压缩变形试验方法进行了探讨,可为同行提供参考。     

考虑干湿循环效应红砂岩路基填料分类方法初探

考虑运营期路基湿度变化对填料性能的影响，通过干湿循环试验和承载比（CBR）试验，定义了干湿循环强度衰减指数K，结合崩解试验，提出了一种基于干湿循环强度衰减指数K和崩解特性的红砂岩填料分类方法。依托鄂西地区某高速公路工程，测试了9处不同红砂岩填料崩解性与干湿循环强度衰减指数，分析得出红砂岩填料分类指标与标准；结合干湿循环效应分类指标和规范要求的CBR值标准，明确了不同类型红砂岩填料在路基结构中的适用范围和技术要求。     

干湿循环下红砂岩路基填料回弹模量控制研究

经过多次干湿循环的红砂岩,其强度衰减特性十分明显,路用性能难以得到保障。该文基于室内干湿循环试验,揭示了3种红砂岩素土和不同水泥剂量改良土的强度变化规律。结果表明:红砂岩素土强度在干湿循环作用下衰减明显,回弹模量随干湿循环次数增加而减小;掺加一定量水泥可以有效遏制水活性,强度衰减幅度减小,随着水泥改良土龄期增长,第3次干湿循环后试件回弹模量缓慢回升。分析了路面与车辆的相互作用关系,根据路面的不平整度确定了车辆动态加载模型;基于动应变控制法和有限元法,针对3种不同路堤强度进行结构建模分析,得到了红砂岩改良层回弹模量和填筑深度的关系,通过幂函数拟合确定了重交通条件下满足动应变条件的改良层所需回弹模量的临界值,并于实际工程中得到验证。     

强～中风化板溪群板岩填料干湿循环动力特性的试验研究

为贯彻《公路路基设计规范》(JTG D30-2015)动力设计思想,针对贵州省三黎高速公路强~中风化板溪群板岩填料,开展了不同动应力幅值和不同干湿循环次数条件下的大型动三轴试验。试验结果表明:三黎高速公路强~中风化板岩填料的动力稳定性和干湿循环工程特性较好,是一种良好的路堤填料。另外,对软岩路堤填料的干湿循环大型动三轴试验方法进行了探讨,结果表明该试验方法还很不成熟,实际工程中开展软岩路堤现场原位测试(如E_(vd)、K_(30)、弯沉等),并寻求测试成果与动态回弹模量之间的相关性会更有意义。     

干湿循环下重塑红黏土回弹模量研究

路基的回弹模量与含水率密切相关,长期的干湿循环作用必然会引起红黏土路基强度的变化。采用室内承载板法通过不同干湿循环路径下回弹模量试验,探讨红黏土回弹模量随干湿循环次数的变化规律。结果表明,重塑红黏土回弹模量值随干湿循环次数的增加而衰减,其中第一次衰减很大,其后曲线平缓,衰减较慢;压实度越大衰减幅度越大;含水率越低衰减幅度越大。不同干湿循环路径对红黏土回弹模量影响不同,同一含水率、同一压实度,经历相同的循环次数,先湿后干下回弹模量比先干后湿的要大。经过第一次干湿循环后,先干后湿下回弹模量基本都在10~15MPa范围之内,先湿后干下回弹模量基本都在15~25MPa范围之内。研究成果可为红黏土路基的长期稳定性评价提供参考。     

干湿循环作用下高液限粉土动态回弹模量试验研究

针对高液限粉土,采用新型试验方法进行干湿循环试验,并对干湿循环后的试验土样进行了动态回弹模量试验,探索动态回弹模量随干湿循环次数、含水率、应力状态的变化规律。研究结果表明:(1)回弹模量与围压呈正相关,与干湿循环次数、偏应力和含水率呈负相关;(2)回弹模量变化幅度随着干湿循环次数的增加而不断降低,首次降低最为明显,经历3～5次循环后衰减基本达到稳定,回弹模量衰减幅度约为63%;(3)干湿损伤对含水率变化较为敏感,随含水率增大,干湿循环损伤因子逐渐升高。此外,干湿损伤对应力状态变化规律影响较小,呈现出无序性。     

煤矸石料击实特性试验研究

针对枣庄矿区煤矸石料应用现状,取样进行了不同粗颗粒含量、不同击实功等情况下的击实试验研究,并进行了击实煤矸石料的CBR试验、回弹模量试验研究.结果表明,煤矸石的干密度随着粗颗粒含量、击实功的增加而增加;击实煤矸石料的CBR值满足规范的要求;粗粒料的掺入有利于提高煤矸石料路基的承载能力;煤矸石料的回弹模量随击实功的增加而增加;击实后浸水破碎率明显比击实破碎率幅度小;击实功是保证煤矸石材料填筑路基稳定性的关键因素.总的来说,枣庄矿区煤矸石填料强度高,水稳性较好,适合路堤填筑施工.     

干湿循环下改良红黏土填料回弹模量变化分析

针对机制砂与生石灰两种改良红黏土，开展了不同掺量及不同干湿循环次数下改良红黏土填料的回弹模量试验。结果得出:改良红黏土的回弹模量随生石灰和机制砂掺量的增加均呈线性递增关系，生石灰改良红黏土回弹模量的增长速率明显大于机制砂改良红黏土；随着干湿循环次数增加，素红黏土和机制砂改良红黏土的回弹模量值呈对数函数衰减，而生石灰改良红黏土的回弹模量则呈现不降反升的趋势，表明机制砂对红黏土填料长期水稳定性的改善效果不明显，生石灰的改良作用显著。     

干湿效应作用下改良红粘土路基长期性能试验研究

为了研究改良红粘土路基的长期性能,对素红粘土、机制砂改良红粘土(掺砂比40%)、生石灰改良红粘土(掺灰比4%)3种情况分别进行了0、1、3、5次干湿循环试验研究,得到了试样CBR值与干湿循环次数的关系。试验结果表明,素红粘土的长期性能对环境中的湿度变化十分敏感,随着干湿循环次数增加,素红粘土试样CBR值呈现逐渐衰减趋势,5个干湿循环周期后,CBR衰减幅度达到40%;机制砂对红粘土的长期性能略有改善,但机制砂改良红粘土对环境中的湿度变化仍然比较敏感,5个干湿循环周期后,CBR值衰减幅度约为20%;生石灰对红粘土的长期性能稳定改善效果显著,生石灰改良红粘土对环境中的湿度变化不敏感,随着干湿循环次数增加,生石灰改良红粘土试样CBR值呈现不降反升的趋势,5个干湿循环周期后CBR上升幅度高达78%。     

黄土路基强度控制指标试验研究

对关中地区粘性黄土试样进行室内试验,分析了浸水时间、压实度与cBR值关系,含水量、压实度与回弹模量的关系.提出CBR测试条件对黄土填料的力学性能具有不适应性,浸水4天的CBR值变异系数较大;含水量、压实度对回弹模量的影响很大,回弹模量的实测、压实时黄土含水量和施工压实度的控制非常重要.     

建筑垃圾再生填料在绿道路基中的应用

以温岭某地城中村改造的房屋拆迁建筑垃圾填料为研究对象，在分析其组分构成的基础上，对砖，混凝土块和石块进行点荷载强度试验，分析其强度差异性；进行重型击实和振动击实试验，从击实特性曲线和击实前后颗粒破碎等方面对比两种击实方式的差异性；进行CBR试验、浸水条件下的回弹模量试验，分析再生填料力学性能。研究结果表明:砖、混凝土块和石块的强度存在显著差异是引起颗粒“二次破碎”的关键；振动击实后的填料干密度远大于重型击实；填料CBR值和浸水后的回弹模量值满足路基设计技术水平。建筑垃圾再生填料力学性能和工程性能均满足相关规范要求，具有进一步推广应用的价值。     

干湿循环条件下泥岩路基填料用性能的试验研究

依托某高速公路一标段泥岩公路路基填料开展常规土工试验，针对干湿循环下泥岩路基填料路用性能试验的研究，对以往崩解性试验的两次干湿循环改进为n次循环下崩解度试验，进行多次干湿循环下的耐崩解性试验、CBR试验、强度试验、压缩试验，并进行影响因素及发展规律分析。结果表明:n次干湿循环下耐崩解曲线随循环次数衰减至平缓，临界值崩解度指数约为40%；在同等条件下，泥岩填料CBR试验值随干湿循环交替次数增长而减小，且与荷载呈正比关系。     

干湿循环效应对路基软黏土强度影响研究

对长沙绕城高速公路某高路堤下卧软黏土进行了干湿循环条件下的原状土快剪试验,包括模拟干湿循环增湿过程中不同含水量变化、不同现场浸水条件及不同干湿循环次数后的软黏土快剪试验.试验表明,干湿循环增湿过程引起的含水量变化对软黏土抗剪强度有较为严重的弱化效应,表现为其粘聚力及总的抗剪强度呈幂函数形式衰减,内摩擦角呈二次函数形式衰...     

基于GM(1,1)模型的膨胀土填料CBR指标快速确定方法

开挖膨胀土能否直接用作填料需跟踪开展CBR试验,而试件浸水需4 d将妨碍路堤填筑新技术的工程应用,有必要研究快速获取膨胀土CBR指标的方法。对百色膨胀土按改进CBR试验方法进行试验,设定不同时刻测试试件的变形和强度值,分析得到2指标的浸水时间效应及其变化规律;引入灰色理论中带1阶加权平均弱化缓冲算子的GM(1,1)模型,对测试结果做了指标值的预测和分析。结果表明,用浸水1 d试件的膨胀变形实测值可预测其浸水4 d的实际值,精度能满足工程要求且偏安全。据此,总结并提出膨胀土填料的改进CBR指标快速确定方法。     

干湿循环作用下红砂岩路堤边坡稳定性分析

反复干湿循环作用下红砂岩填料发生再次崩解,强度降低,容易导致路基边坡失稳。文中通过室内模拟试验,探索红砂岩填料在干湿循环作用下强度参数的衰减规律,数值模拟计算红砂岩路堤边坡在多次干湿循环次数影响下的稳定系数。结果表明路堤边坡的稳定性随干湿循环次数的增大而降低,前三次干湿循环下稳定系数降低明显,第四次之后稳定系数降低幅度较小,路堤边坡趋于一个新的稳定状态。     

建筑垃圾浸水路基强度特性试验及工程应用研究

基于建筑垃圾组成成分复杂性的特点，开展长期浸水条件下强度特性试验研究，探索级配变化、成分组成对路基填料长期服役性能影响规律，为路基长期浸水强度预测提供参考。试验结果表明：建筑垃圾再生填料具有较高强度，满足规范要求；浸水后试样CBR强度和无侧限抗压强度快速下降，而后趋于稳定；废砖含量是影响路基强度特性及长期水稳性的重要因素，废砖块含量越多，再生混合料强度折减越显著，达到最不利状态所需时间越长。基于对数模型，建立路基填料在长期浸水条件下强度快速预测公式。经工程实例验证，现场压实度及弯沉质量结果达到设计要求。     

红砂岩改良试验研究

红砂岩岩性特殊,不能直接用于路基填料,因此,对红砂岩的性质及水泥改良进行了试验研究。结果表明:红砂岩岩体崩解质量损失与干湿循环次数呈二次曲线关系,首次干湿循环的崩解质量损失较大,随干湿循环次数的增加质量损失逐渐趋于稳定;风化后的红砂岩作为路基填料,除满足CBR要求外,同时还应保证无侧限抗压试件遇水后具有一定的强度;风化后红砂岩的黏聚力非常小甚至为零,通过添加水泥改良,其黏聚力与内摩擦角均增大,强度得到大大提高,表明水泥改良崩解红砂岩效果好。     

基于分形的绢云母片岩路基填筑利用技术研究

谷竹高速存在大量绢云母片岩,强度低,易崩解破碎,难压实,矿物成分以绿泥石、云母为主。引入分形理论,计算发现绢云母片岩粒料的分形维数随干湿循环次数增大而增大,最后达到稳定值约2.68。采用分形维数作为填筑利用指标,研究了CBR和回弹模量随分形维数的变化规律,结果表明CBR和回弹模量都随分形维数的增大先增大后减小,在分维数为2.65时分别达到最大值6.3%和35.8 MPa,因此建议碾压时将分维数控制在2.65。由于稳定分维数对应的CBR为3.6%、回弹模量为30.8 MPa,建议绢云母片岩只能用于下路堤的填筑。进行了现场碾压试验,通过分形维数随碾压遍数的关系图确定了松铺厚度为40cm,振动碾压6遍、静压2遍的碾压工艺。     

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。