不同无机结合料改良含砂低液限黏土工程特性试验研究

低液限黏土的路用性能差,规范规定不能直接用作路基填料,需要经过改良处理后才能使用。为研究含砂低液限黏土的工程力学特性,评价含砂低液限黏土路用稳定性,在室内通过对不同石灰、水泥剂量稳定的含砂低液限黏土进行击实试验和CBR试验,研究了其击实特性和水稳定性,确定了石灰的合理掺量。结果表明,掺水泥、石灰改良含砂低液限黏土能明显提高其CBR值及水稳定性。当水泥掺量为3%时,泡水后改良土的回弹模量最小值为46 MPa。因此,当水泥掺量大于3%时,水泥改良土可用作路床及路堤填料。     

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。     

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。     

废弃泥浆的固化处理及路用性能研究

为解决废弃泥浆堆积既占用土地资源又污染生态环境的问题,采用水泥作为固化剂对其进行固化处理以作为路基填料,以无侧限抗压强度、含水率、击实性能和加州承载比作为评价指标,研究固化泥浆的工程性能。试验结果表明:1)水泥对废弃泥浆有较好的固化作用,能大幅提高废弃泥浆的强度和稳定性; 2)固化泥浆的含水率和最大干密度随水泥掺量的增加而降低,最佳含水率随水泥掺量的增加而增大; 3)加州承载比随着水泥掺量和养护天数的增加呈上升趋势; 4)水泥掺量为14%的固化泥浆在养护龄期为14 d时的含水率与其最佳含水率相近,可以考虑直接将水泥掺量为14%的固化泥浆作为路基填料使用。     

环保型盾构渣土路面基层材料应用试验研究

以南京地区盾构渣土为研究对象,用自主研制的固化剂固化盾构渣土,通过击实试验、抗压强度试验、抗压回弹模量试验、干缩试验、冻融循环试验等一系列试验,探索固化盾构渣土用作路面基层材料的可行性。研究结果表明,固化剂的掺入会大幅改良盾构渣土的工程特性,当固化剂掺量分别为8%、12%、15%时,各土体的最优含水率分别为17%、18.4%、19.1%,最大干密度分别为1.77g/cm³、1.69g/cm³、1.64g/cm³;通过分别添加固化剂和水泥的盾构渣土对照试验发现,固化剂固化渣土的土体力学性能、干缩特性和抗冻融性能均明显优于水泥固化土,固化剂掺量越高,路用性能越好。研究成果可进一步推进盾构渣土在道路工程中的资源化利用,用作路面基层材料比用作路基填料经济效益更为显著。     

橡胶红黏土路用性能研究

为了探究废旧轮胎橡胶颗粒与红黏土混合土作为路基填料的可行性,选择不同粒径(10目、20目、60目)不同含量的橡胶粉(0%、2%、4%、6%、8%和10%)掺入红黏土中,通过室内试验研究混合土的液塑限、击实特性、膨胀率和CBR值变化关系,探讨橡胶红黏土的路用性能和机理。结果表明:混合土液限和塑性指数随橡胶粉掺量的增大而降低,但仍大于50%和26,不能直接用作路基填料。最优含水率和最大干密度随橡胶粉掺量的增大而减小,呈一元二次函数关系,且三者间呈二元二次函数关系。膨胀率随橡胶粉掺量的增大而减小,橡胶目数越大,土体膨胀量越小。橡胶红黏土CBR随橡胶粉掺量的增大总体上减小,基本呈一元三次函数关系。红黏土中掺入橡胶粉,改良效果不佳,但可抑制土体的膨胀量。     

不良地质下高液限黏土路基改扩建粉喷桩处治数值分析

为研究软土地基上含圆管涵高液限黏土路基改扩建差异沉降,通过室内试验及改良试验,分析高液限黏土作为路基填料的工程特性,确定路基结构,并利用ABAQUS软件建立软土地基上设置涵洞的高液限黏土路基改扩建模型,探究粉喷桩处理后不同填土加载高度下填土应力及路基沉降变化情况。结果表明,40%碎石改良高液限黏土满足路床(96区)填筑要求;随着填土加载高度的增加,周围土体会对涵洞产生应力集中,涵洞对路基有应力分散的作用;新路基的填筑会导致老路基的附加沉降;经过粉喷桩处理后,新老路基差异沉降为2.7 cm,软土地基处置恰当。     

废旧混凝土再生粉料改良高液限黏土试验研究

针对直接采用高液限黏土填筑路基可能会因强度和稳定性不足而出现不同程度的病害,以洞庭湖区分布的高液限黏土为研究对象,通过掺加试验室制备的废旧混凝土再生粉料,开展高液限黏土改良试验研究。掺加量分别设定为5%、10%、15%,养生周期分别为7d、14d、28d、90d,研究了液塑限、CBR承载比以及无侧限抗压强度等指标的变化情况,并与3%水泥改良土进行对比分析。试验结果表明：以10%掺加量再生粉料改良高液限土,养生周期14d,具有显著的强度提升效果。     

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。     

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。     

高速公路花岗岩风化料改良土性能的试验研究

为研究全风化花岗岩用作新建郑石高速公路路基填料的适宜性,基于全风化花岗岩风化料的矿物成分、颗粒分析等工程性质的分析结果确定其不能直接作为路基填料。选用水泥材料进行改良,对不同掺量的混合料进行了无侧限抗压强度试验、压实试验及疲劳试验,确定对全风化花岗岩风化料进行改良所需最佳水泥掺量为5%,并得到相应的疲劳周期;现场试验路段沉降变形的检测结果表明,沉降符合高速公路路基设计要求。     

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。     

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。     

海相淤泥水泥土搅拌桩固化剂室内测试研究

针对普通硅酸盐水泥在海相淤泥质软土中很难形成完整的搅拌桩的工程问题，基于水泥基材料，研制适用于海相淤泥质软土水泥土搅拌桩的混合固化剂。混合固化剂是一种由水泥、专用固化料、生石膏及其他外加剂组成的固化材料。取A、B两个工点的海相淤泥质软土样，选取A、B两组软土试样进行室内固化软土试块测试试验。结果表明：相同掺灰比条件下，混合固化剂固化软土试块的无侧限抗压强度要明显优于纯水泥固化剂。生石膏掺量对于提高软土固化试块无侧限抗压强度有重要的影响。对于A组软土样，生石膏掺量在改善固化土试块强度性质方面存在一个最优掺量，建议为混合固化料的4%。对于B组土样，固化土试块无侧限抗压强度随着生石膏掺量呈增加的趋势。电镜扫描显示：相同龄期的混合固化剂软土试块比纯水泥固化剂试块能够形成更多的C-A-S-H和AFt水化产物，能够形成更致密的空间网状骨架结构，形成强度更高的固化土。     

纤维加筋固化黄土的抗拉强度及加筋机理

通过无侧限劈裂抗拉强度试验及微观形貌试验,探究了水泥、固化剂,以及多种纤维复合固化黄土的抗拉强度特性及其加筋机理。结果表明,水泥固化土劈裂抗拉强度高于水泥石灰固化土和长大固化土;水泥固化土的劈裂抗拉强度随水泥掺量的增加而增大,不同水泥掺量的水泥固化土的劈裂抗拉强度在纤维掺量为0.45%时强度较高;12mm改性聚丙烯纤维加筋固化土劈裂抗拉强度较高,混杂纤维的不能显著提高固化土的无侧限劈裂抗拉强度。     

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。     

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。     

磷石膏改良土作路基填料可行性试验研究

对不同配合比磷石膏改良土进行了击实、CBR和无侧限试验,研究结果表明:纯磷石膏由于水稳定性差和较强的亲水性不适宜用作路基填料,尽管其CBR值高于路基填料的要求;智源固化剂处理后的磷石膏改良土具有良好的水稳性,其CBR值满足路基填料的要求,适宜用作路基填料。     

海南东环铁路全风化花岗岩路基填料改良试验

海南东环铁路A,B组填料稀缺,设计填料利用路堑挖方和隧道弃方为主,但其料源60 %以上为全风化花岗岩C,D组,需进行改良才能满足工程要求。结合勘察设计,全线选取了有代表性的10组D类填料和10组C类填料进行改良研究,提出了最佳改良方案:高液限的全风化花岗岩用石灰改良,掺量为9 %;低液限全风化花岗岩用水泥改良,掺量为5 %。试验结果为设计和施工提供了依据,解决了海南东环线A,B组路基填料稀缺的重大工程问题。     

纤维加筋复合固化黄土的强度特性研究

为了探究纤维加筋固化土技术应用于应急机场的可行性，通过无侧限抗压强度试验，探究了不同掺量和龄期的水泥、固化剂以及纤维复合固化黄土的强度特性。结果表明:固化剂与纤维可以提高黄土无侧限抗压强度，其中水泥固化效果最优，且最优掺量为8%，随着纤维和砂掺量的增加，加筋固化土的强度先增大后又减小，纤维掺量为0.30%和0.45%时固化黄土强度较高，砂的最佳掺量在4%左右。进行简易机场布设时，建议机场道面工程使用12 mm改性聚丙烯纤维掺量0.45%，固化剂选用P.O 32.5R硅酸盐水泥掺量8%，砂掺量低于4%的复合固化土。