土壤固化剂在道路路基工程中的试验应用

该文结合天津港南港路土壤固化剂固化土路基试验段施工实际,通过固化土和石灰土室内无侧限抗压强度、回弹模量、CBR值以及现场弯沉、回弹模量、CBR值的试验对比检测,分析阐述了土壤固化剂的固化原理、力学性能及工程适应性。     

固化土结构功能层对沥青路面结构力学的影响

为提高路基的强度和稳定性,利用固化土来补偿路基的刚度。首先,通过抗压强度、吸水量、抗压回弹模量等试验测试固化土的力学性能;然后,利用BISAR3.0程序计算在不同工况下固化土层对路基工作深度、路面结构应力和变形的影响。结果表明:在水泥(掺量6%)和固化剂(掺量0.06%)的共同作用下,固化土的抗压强度为4.68MPa,抗压回弹模量为1 108MPa;再者,随着固化土厚度和回弹模量的增加,路基工作区深度降低,固化土层能达到减小路基工作区深度的效果。当固化土用作结构功能层时,随着固化土功能层的厚度和模量增加,基层层底拉应力、拉应变和路基顶竖向压应变都减小,且模量越大越有利于延长路面的使用寿命。研究内容可为固化土在道路工程中的应用提供参考。     

土壤固化剂在天津空客A320工程道路中的应用研究

该文介绍了土壤固化剂在道路工程予以应用的一例试验研究。通过室内无侧限抗压强度、CBR承载比、回弹模量试验,为天津空客A320配套工程公路建设使用土壤固化剂处理路基确定了施工方案和保证施工质量的控制指标。其结果是:现场土添加4%石灰和土壤固化剂的无机稳定土做路床处理时,当压实度大于90.0%,其抗压强度可大于0.80MPa。现场土添加2%水泥、3%石灰和土壤固化剂做底基层无机稳定土时,压实度达到95.5%以上,则无侧限抗压强度可满足1.5MPa的要求。现场土添加3%水泥、3%石灰和土壤固化剂做公路基层无机稳定土时,无侧限抗压强度若要达到2.5MPa,压实度必须控制在97.6%以上。试验总结出的无侧限抗压强度与压实度的关系曲线,为道路建设质量控制提供了参考值。     

土壤固化剂在天津空客A320工程道路中的应用研究

文章通过室内无侧限抗压强度、CBR承载比、回弹模量试验,为天津空客A320配套工程公路建设使用土壤固化剂处理路基确定了施工方案和保证施工质量的控制指标:现场土添加4%石灰和路邦土壤固化剂的无机稳定土做路床处理时,当压实度大于90.0%,其抗压强度可大于0.80MPa;现场土添加2%水泥、3%石灰和路邦土壤固化剂做底基层无机稳定土时,压实度达到95.5%以上则无侧限抗压强度可满足1.5MPa的要求;现场土添加3%水泥、3%石灰和路邦土壤固化剂做公路基层无机稳定土时,无侧限抗压强度若要达到2.5MPa,压实度必须控制在97.6%以上。试验总结出的无侧限抗压强度与压实度的关系曲线,可以为道路施工中的质量控制提供参考。     

稳定粉土的力学性质试验研究

对粉土掺加石灰、石灰加水泥及SEU 2型固化剂后的力学性质进行试验研究,结果表明,稳定粉土的渗透性、压缩性、强度特性以及路用性能均得到改善,尤其是掺加SEU 2型固化剂的粉土,其CBR值为石灰土的5倍、水泥石灰土的2倍,7d无侧限抗压强度达到0 918MPa,而且与石灰土相比干缩系数明显减小。对固化剂进行经济技术分析表明SEU 2型固化剂与目前常用的固化材料相比有较好的性价比。该试验研究工作具有一定的工程应用价值。     

离子土壤固化剂固化红黏土强度特性

为研究液态离子型土壤固化剂加固红黏土的强度特性，采用美国Road Bond公司生产的液态离子型土壤固化剂对浙江金华地区的红黏土进行加固。在试验确定的最佳离子土壤固化剂掺量0.014%条件下，通过在试样土中加入不同掺量水泥、石灰，成型2种不同压实度（96%、98%）试件，分别进行固化土混合料的抗压回弹模量、抗压强度、劈裂强度和冻融强度试验，分析离子土壤固化剂加固红黏土的强度变化规律，并铺筑试验路进行验证。研究结果表明：红黏土中加入离子土壤固化剂后，其塑性指数有所降低，形成更为密实结构，固化剂、水泥或石灰的掺入都能增加混合料的抗压回弹模量，且在其他条件相同的情况下，掺入石灰对抗压回弹模量的增强效果优于水泥；各配合比混合料的7 d无侧限抗压强度受压实度影响较为显著，98%压实度固化效果优于96%压实度，固化剂、水泥、石灰的掺入均可较好提升试件的劈裂强度，随着水泥掺量的增加，其冻融抗压强度损失BDR也随之提高，其抗冻性能越好。结合现场试验路的情况，建议在实际工程中严格控制其压实度。     

湿软路基处治技术研究

湿软路基的强度和回弹模量往往不能满足高等级道路的设计要求，因而需要采取适当的措施进行路基处治。本针对上海市地下水位高、年降雨量大、降雨时间长、冬季气温低等特有的环境条件，选择石灰和水泥－石灰处治湿软路基，系统研究了两种处治土和处治路基的强度、回弹模量以及湿度和低温养生条件的影响，明确了石灰处治技术和水泥－石灰综合处治技术对湿软路基的适用性，可作为软土地区道路工程建设的技术参考。     

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。     

湿度和吸力对处治土路基回弹模量的影响

通过室内试验和试验路测试,建立了水泥-石灰综合稳定土和石灰稳定土2种处治土路基回弹模量与饱和度之间的关系以及土张力与饱和度之间的关系;通过土张力的现场测试,并利用上述2个关系可以预估路基回弹模量.研究表明,随土张力减小、饱和度增大,处治土路基回弹模量显著减小.     

PFWD检测细砂路基回弹模量的现场试验研究

该文介绍了PFWD检测细砂路基回弹模量的现场试验研究的原理、方案及其结果。为检验PFWD用于细砂路基施工质量检测的适用性和可靠性,在细砂路基顶面,以及水泥砂、水泥土和石灰土顶封层顶面分别进行了现场测试。结果表明,由于干燥细砂黏聚力小、较为松散,采用PFWD进行测试单点离散性较大,而顶封层结构具备连续性和板体性,应用效果好;由于水泥土中水泥掺量较小,所表现出的回弹模量低于高石灰掺量的石灰土,施工中应注重水泥的掺拌均匀。     

外加剂改性水泥石灰土力学及收缩特性试验研究

为提高水泥石灰土的力学性质和抗收缩性能,研究了TG土壤固化剂、聚丙烯纤维、玄武岩纤维对水泥石灰土的抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量及收缩性的影响。试验结果表明:在试验掺量范围内,随TG固化剂掺量的增加水泥石灰土的抗压强度增大,而单掺聚丙烯纤维或玄武岩纤维能明显增强水泥石灰土的劈裂强度。TG固化剂与纤维混合添加对水泥石灰土力学和收缩性能的提高幅度高于添加一种材料,尤其是TG固化剂与玄武岩纤维的混掺效果更佳。     

过湿土固化处理公路路堤试验研究

过湿土含水量过高,承载力低,难以压实和控制,无法直接用作路基填料,需要掺加固化剂进行土性改良。介绍用复合矿渣固化剂和石灰固化过湿土,其压实特性、抗压强度及CBR的试验结果:复合矿渣固化剂总体性能比石灰优越,尤其在CBR方面。     

复合BTS固化剂加固黄土的试验研究

分析了复合BTS固化剂加固土的强度形成机理和优点,对素黄土、石灰加固黄土和复合BTS加固黄土分别进行了击实试验、无侧限风干抗压强度试验、无侧限饱水抗压强度试验和CBR试验。结果表明:复合BTS固化剂加固土比素土、石灰土具有更高的强度、水稳定性和CBR值。     

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。     

控制UCS条件下的路基无机结合料改良土动力性能评价

针对湖南省四种不同塑性指数(PI)的路基软土,在控制无侧限抗压强度(UCS)为350 k Pa和700k Pa的条件下,研究了采用粉煤灰、石灰、水泥三种无机结合料进行改良的配比组合方案,并对改良土进行了循环加载试验以评价其动力性能(如回弹模量和累积塑性应变)。研究结果表明,各种结合料组合对提高USC的效果排名为:(石灰+水泥)水泥(石灰+粉煤灰)粉煤灰石灰,为达到目标UCS,土的塑性指数越大,则改良所需的结合料组合排名越靠前。由于素土类型和改良方案的区别,UCS相近的改良土可能呈现较大差异的回弹模量。在同一UCS控制条件下,改良土回弹模量总体随着水/结合料比例的减小而提高,而累积塑性应变则总体随着该比例的减小而降低,回弹模量、累积塑性应变均与土的PI无明显相关性,在7 d的基础上适当延长养护时间可以有效提高回弹模量,在实际工程中,利用改良土应重视压实后的养护工作。     

基于径向基函数神经网络的路基土动态回弹模量

通过室内重复加载三轴试验测试某路基土在3个含水量(最佳含水量-3%、最佳含水量和最佳含水量+3%)和3个压实度(91%、96%和100%)下的动态回弹模量值,构建了基于径向基函数神经网络的路基土动态回弹模量预估模型,得到了模型的参数取值。模型参数重要性对比结果表明,影响路基土动态模量的因素的重要性顺序为:含水量压实度围压偏应力。     

电石灰改良盐渍土路用性能试验研究

如何利用滨海地区盐渍土筑路是滨海地区高速公路建设中的关键问题。对不同配比、不同压实度的电石灰改良盐渍土进行液塑限试验、重型击实试验、CBR试验、回弹模量试验、固结试验和抗冻融循环试验,研究了电石灰掺量、压实度对电石灰改良盐渍土工程性能的影响。结果表明:随着电石灰掺量的增加,电石灰改良盐渍土的工程性能显著改善,8%的电石灰掺量是最佳掺量;8%电石灰掺量的改良土的CBR值、回弹模量、抗冻融性能均满足路基填料的要求,同时改良土的压缩模量大,因此8%电石灰改良盐渍土可以用于盐渍土区路基填筑。     

膨胀土固化及其力学性能试验研究

针对现有膨胀土处治利用问题,采用固化材料对云南蒙自地区的膨胀土开展固化处治,并研究其力学性能。以CBR为固化性能力学分析指标,通过室内试验,对比了6种固化材料(水泥、石灰和4种新型固化剂)的固化效果,筛选出最佳固化材料;基于最佳固化材料,在93%和96%2种压实度和最佳含水率、最佳含水率+2%、最佳含水率-2%3种含水率工况下,探究配合比、养生龄期和浸水对膨胀土力学性能的影响。结果表明,纤维复合固化剂对膨胀土固化处治效果最佳,掺配比例宜选取为5%,养生龄期不可低于3 d,且需避免水分侵入。     

水泥土半刚性板层加固软土路基试验

针对新疆广泛存在的盐渍化软弱土,采用水泥土形成一定厚度的半刚性板体结构加固软土路基,从而降低路堤高度,减少建设成本.借助室内试验和现场试验路段试验,测试了水泥土半刚性板的沉降、变形等室内外工程特性.结果表明:掺入水泥能明显提高低液限粉土的强度及回弹模量;半刚性板层增强了软土路基的整体刚度,减小了浅层软土路基的整体沉降及不均匀沉降;水泥土半刚性板充分调动了下卧软土层的承载力,能够满足公路荷载使用要求,较好地解决了软土地区的路基加固问题.     

考虑基质吸力的石灰改良土回弹模量简化预测模型研究

针对两种路基石灰改良土,利用滤纸法获取了相应的土水特征曲线,并利用循环荷载三轴试验,测定了改良土在不同含水率、围压、动偏应力下的回弹模量,分析了基质吸力对回弹模量的影响规律,最终在土水特征曲线SWCC、饱和含水率回弹模量M_(Rsat)、最优含水率回弹模量M_(Ropt)的基础上,建立了考虑基质吸力影响的回弹模量简化预测模型。研究表明:石灰改良土的回弹模量与含水率、基质吸力、外部应力状态存在明显的非线性关系,简化模型与其他预测模型相比,建模过程更加简化,可在试验数据较少条件下达到类似的预测精度,为定量预测湿度和基质吸力对石灰改良土路基回弹模量的影响提供了更便捷的工具。