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。     

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。     

炭质页岩填料路用性能与高填路堤稳定性研究

为研究炭质页岩作为路堤填料的可行性和炭质页岩高填路堤的稳定性,在分析其基本物理性质与崩解特性的基础上,开展了炭质页岩填料不同粗粒料含量的路用工程性质室内试验,并引入分形维数分析不同压实方法压实前后炭质页岩的级配情况,初步判断填料水稳定性,同时对炭质页岩高填路堤进行稳定性评价,确定炭质页岩高填路堤合理结构形式。研究结果表明：炭质页岩崩解完成后颗粒级配稳定;不同粗粒料含量的击实特性具有显著变化,当粗粒料含量为70%左右时,击实性能最佳,且不同压实度下CBR值均满足规范要求。采用50击击数击实与超粒径填料6次“翻松-压实”后,炭质页岩分形维数与炭质页岩崩解稳定的分数维基本一致,压实后填料级配稳定、水稳定性好,且采用反复“翻松-压实”的填筑效果优于一次性压实填筑。此外,当炭质页岩用作路堤填料时,宜采用夹层与包边填筑相结合的方法,当路堤为高填路堤时,碎石夹层厚度应不小于0.5 m,碎石包边厚度应不小于2.0 m,此时路堤稳定安全系数大于1.3,满足高填路堤稳定性要求。     

预崩解处理后炭质页岩路用性能试验研究

炭质页岩在公路建设中广泛存在,对其路用特性进行试验研究并进一步在工程中用作路基填料具有十分重要的工程意义。该文依托广西六(寨)-河(池)高速公路,在沿线3个工点取炭质页岩岩样进行试验分析,首先模拟现场干湿循环条件使岩样崩解完全,然后分别对崩解形成的填料进行化学成分分析、基本物理特性试验及CBR试验,判断预崩解后炭质页岩用作路基填料的适用性。最后从中选出适宜的填料开展压缩试验、三轴剪切试验及考虑浸水条件的直剪试验。由试验结果可知,崩解后炭质页岩为中压缩性土,抗剪强度较高,但受水浸湿后强度显著降低。用于路堤填料时应注意对其进行充分碾压,压实度不应低于93%,并且应防止路面开裂导致地表水入渗,同时加强排水。     

龙马溪组页岩特性及用作高速公路路基填料的试验研究

对渝东南龙马溪组黑色页岩的地质构造、矿物组成、结构特征、工程特性和用作公路路基填料的适应性进行试验研究。结果表明:龙马溪组黑色页岩室内状态崩解性差,而干湿交替环境下易风化崩解破碎,不能用作过湿土路基的基底换填材料;尽管页岩大部分的物理力学指标满足现行规范对路基填料的相关要求,但其饱和单轴抗压强度不能满足路床填料的强度要求;试验路段验证结果显示岩块颗粒间黏结性差,碾压后的岩屑碎块不易固（板）结;承受路面荷载后,岩块颗粒间易发生错动,尤其是潮湿环境下,更易出现粒间错动,因此,该种页岩不能直接用作路床填料。     

炭质页岩路堤变形特性研究

炭质页岩组成复杂且具有遇水软化崩解特性,导致其用于路基填筑材料时工程性质差和不稳定。对炭质页岩组成成分、物理力学性质、承载比等路用性能进行试验研究,通过三轴剪切排水试验模拟炭质页岩填料路堤应力——应变特性,得到炭质页岩路堤填料Dun-can-Chang模型参数。利用大型有限元计算软件ABAQUS二次开发模拟不同压实度下路堤沉降规律。研究表明:崩解稳定的炭质页岩完全可用作下路堤填料,且随着压实度的提高,路堤沉降量呈减少趋势,并与实测数据对比,两者较为吻合。     

贵州地区板溪群板岩填料路用工程特性及路基结构设计研究

针对贵州地区板溪群板岩填料的路用工程特性开展了一系列的室内试验研究,重点研究了干湿循环效应下板岩填料的CBR和回弹模量变化特征。试验表明:板岩填料长期强度受干湿效应与风化作用衰减显著,其CBR和回弹模量随试样浸水时间增加逐渐降低,浸水6~7 d后趋于稳定;CBR与回弹模量随着干湿循环次数增加不断衰减,5次循环后趋于稳定,且干湿循环引起的强度衰减幅度要大于单次浸水。因此,建议采用5次干湿循环后CBR值作为板岩填料的长期强度指标。试验表明该类填料的长期稳定CBR值满足路堤填料强度要求。最后,给出了贵州地区高速公路板岩路堤典型结构,可为类似工程提供参考。     

高速公路路基填料膨胀性判别和分类

膨胀土的判别和分类指标的合理选取是一重要的问题,其现行的判别和分类存在不足,即胀缩总率作为主要的判别指标,其指标取得所需的试验时间较长,不能满足目前高速公路建设的实际需要。通过具体工程的实际资料分析认为,对一特定地区的膨胀性土作为路基填料时,在一定条件下CBR膨胀率与胀缩总率存在一定的相关关系,在工程实践中可以用CBR膨胀率代替胀缩总率,作为高速公路路基填料膨胀性判别和分类指标。     

怀芷高速公路红砂岩路基填料改良试验研究

通过对红砂岩矿物成分分析、土工试验、崩解及CBR试验，结合怀芷高速公路红砂岩路基填筑，发现红砂岩若直接填筑路基，会造成路基不均匀沉陷或塌方。为消除红砂岩作为路基填料的不良特性，采用水泥和石灰分别作为改良剂对红砂岩风化产物进行改良试验。结果表明:掺入4%的水泥可使红砂岩路基的强度达到要求。     

炭质页岩崩解特性的试验研究

炭质页岩用于路基填筑前,应将其置于特定条件下进行预崩解,判定其崩解状态是确定施工工艺的关键之一。该文在宜州至河池高速公路的多个工点取新鲜炭质页岩试样及完全崩解试样进行室内试验分析,首先采用加热装置模拟日照条件及50℃烘干条件,对新鲜炭质页岩试样进行崩解试验,并对试样洒水模拟干湿循环条件;然后在试验过程中实测各个干湿循环周期条件下崩解残留物的颗粒级配情况,同时采用激光粒度仪对完全崩解试样进行粒度分析,以验证崩解试验结果;最后,引入分形理论,采用质量求解分维数方法对试验成果进行分析,由结果可知,宜州至河池高速公路沿线炭质页岩崩解基本完成时对应的分维数约为1.7,可以此作为炭质页岩预崩解完成的标志。     

蒙内铁路路基填料膨胀土改良适用性研究

新建蒙巴萨至内罗毕铁路穿越膨胀土地段累计长约95 km。膨胀土含水率发生变化时胀缩变形大,强度低,不能直接应用于工程建设。以石灰和火山灰为改良剂,对蒙内铁路相关区段和蒙巴萨铁路枢纽路基工程膨胀土填料进行改良,选择不同的改良掺配比,通过室内试验分析最佳掺配比,并对改良效果进行分析。结果表明:2%石灰+10%火山灰掺配比改良效果和经济性最好,养护时间为10~15天,此时改良膨胀土黏聚力和压缩系数达到最优,改良后的膨胀土对干湿循环造成的裂隙发育抑制作用更为明显,对水的敏感性明显降低,渗透系数变小。     

千枚岩用于高速公路路基填料的适用性研究

对千枚岩的物理力学特性、水稳定性以及其CBR与压实度的关系进行了研究,结合现场千枚岩路基填料碾压特性,提出了千枚岩作为高速公路路基填料适用层位及压实要求。结果表明:随着千枚岩风化程度加重,其颗粒密度和块体密度减小,含水率、吸水率和孔隙率逐渐增加,点荷载强度减小;随着干湿循环作用次数增加,千枚岩试样崩解量递增、耐崩解性指数减小;与干燥千枚岩相比,饱水千枚岩强度显著降低,降低幅度达39%~64%;适当提高压实标准,弱风化千枚岩可用作路基填料,中风化千枚岩可用于路堤和下路床,强风化千枚岩只适用于下路堤;采用3%~4%水泥改良中风化、强风化千枚岩可适用于路基各结构层。     

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。     

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...     

水泥稳定玄武岩残积土的路用工程特性试验研究

通过各种室内试验，揭示了海南岛北部地区玄武岩残积土不能直接用作路堤填料的路用特性。针对其具有大孔隙比、低密度、高液限及弱膨胀性的特点以及海南岛无石灰生产的情况，掺加水泥进行玄武岩残积土的稳定试验，研究其物理力学性质和强度变化规律。研究结果表明:经水泥稳定处理的玄武岩残积土，液限与塑性指数均降低，膨胀性减弱，无侧限抗压强度及CBR大幅提升，在干湿循环条件下的水稳定性较好，虽然稳定土在长期饱水条件下强度有所降低，但仍可用作高等级公路的路堤填料。相比远距离借土填筑，采用稳定土填筑路堤具有明显的经济优势及环境优势。     

重载铁路路基软质岩填料及改良土工程性质试验研究

以蒙华重载铁路岳阳至吉安段软质岩填料为研究对象，通过一系列室内试验，对其作为重载铁路基床以下路堤填料的工程性质进行了研究。结果表明:软质岩的矿物成分主要为石英，含有较多次生矿物，使其具有一定黏聚性，全风化软质岩属于D组填料；增加软质岩填料的压实度或进行水泥改良能有效提高其抗剪强度和抗渗透能力，并降低压缩性；对软质岩进行3.0%的水泥改良或4.5%的石灰改良后，其无侧限抗压强度能够满足规范对于重载铁路基床以下路堤的强度要求。     

蒙巴萨西站松软土地段高路堤地基处理方案研究

结合蒙内铁路DMK7+660～+920软土地段高路堤地基实际工况,建立软土高路堤稳定与沉降计算模型并验算,同时比较“碎石桩加固”和“基底换填+强夯+反压护道”两种方案。结果表明:天然状态下的松软土地段高路堤在沉降和稳定性方面不能满足要求;路基沉降最大位置位于路基中心,其次为左右路肩及左右边桩,且左右路肩沉降趋势相同,左右边桩沉降趋势相同;从沉降监测数据和运营状态来看,采用“基底换填+强夯+反压护道”方法,保证了蒙巴萨西站高路堤的稳定。     

滨海地区细砂填料改良的试验研究

滨海细砂级配不良、CBR值不满足高等级公路路床填料要求且难以压实,作为路床填料时,需要进行改良处理。通过对试验室水泥改良砂、碎石改良砂试验结果进行分析,阐述了改良砂土的CBR、回弹模量与水泥掺入量、碎石掺入量以及压实度的相互关系,得出了水泥改良砂和碎石改良砂的适宜掺入量以及改良砂的压实度要求;通过干湿循环试验及不同浓度的硫酸镁溶液腐蚀性试验,评价了水泥改良砂的耐久性;通过动三轴试验得出了两层水泥改良砂填料摊铺的时间间隔要求,评价了上层水泥改良砂碾压振动荷载对下层的影响。