复合碎石排水层对路基水稳定性的影响

针对多雨地区路基湿度增加,对土体抗剪强度特别是其中土颗粒之间粘聚力的影响,提出复合碎石排水层的解决方案。为了使复合碎石排水层达到最佳排水效果,进行了试验段施工,并在试验段内埋设湿度传感器。检测结果表明：设置复合碎石排水层以后,能有效减少外界水对路基的干扰,维持路基水稳定性。     

非洲热带雨林地区软土路基填筑及沉降预测

针对非洲热带雨林地区公路路基的工程地质特性,以喀麦隆雅温得-杜阿拉高速公路项目为依托,对比分析了碎石和红土粒料混合填料、生石灰改性红黏土填料的力学性能和路基内部的温湿度场;并探讨了高填方软土路基的变形及沉降规律,最后以回旋线推算法对高填方软土路基沉降进行预测。结果表明:混合填料与生石灰改性红黏土都有较好的力学性能,其中生石灰改性红黏土的力学性能更佳,内部温湿度较高;回旋线推算法预测效果较好,与双曲线法预测沉降相差很小;为了保证施工进度,需采取相应的工程措施加速路基沉降。     

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。     

高速公路红粘土路基填筑施工与改良方法研究

依据红粘土液限高,随含水量的增加压实强度显著降低的特性,在路基94区以下通过严格控制路基填筑土层厚度和最佳含水量及选择合理碾压机具,优化碾压遍数直接进行路基填筑,在96区通过对红粘土掺人合理级配的碎石进行改良,及对红粘土路基的包边处理控制水对路基的侵润,抑制红粘土路基遇水变形大、土体强度大幅降低等病害,能保证红粘土路基的填筑质量。     

夹层型红黏土路基结构在高速公路中的研究

红黏土路基水稳定性较差,反复干湿作用易导致强度降低,引起路基的破坏。目前,在工程中主要采取改良红黏土、加强防排水措施、采用合理的施工工艺来提高红黏土路基整体质量和耐久性,很少考虑到红黏土路基的结构形式。为将红黏土直接作为路基填料,降低干湿循环对红黏土路基的影响,以蒙文砚高速公路红黏土路基试验段为例,提出了一种夹层型红黏土新型路基结构型式及其压实参数和施工工艺。     

改进碎石排水措施的地铁结构液化上浮响应数值试验

在浅埋地下结构物周围设置碎石排水层具有一定抗上浮效果,但该措施仍有改进的空间。为分析改进措施的抗上浮效果,采用有限单元-有限差分耦合数值方法,对比分析不采用抗浮措施、设置U型碎石排水层和改进碎石排水层措施的抗上浮效果。结果发现:改进的碎石土层方法要明显优于设置U型碎石排水层方法,但会增加地铁站的加速度响应,其抗上浮机制是通过抑制结构周围土体的超孔隙水压力累积和限制土层的流动变形引起的上浮来减小地铁站的上浮量,且其抗上浮效果因地震强度的不同而不同。     

红黏土路基路用性能研究

为研究红黏土路基的路用性能,本文采用强度试验。以承载比和压实度为评价指标,对比研究了不同击实功和含水率对红黏土路用性能的影响。结果表明:随着含水率的增加,红黏土试件承载比(CBR)值有所升高。当击实次数达到一定值时,红黏土的密实度会趋于稳定状态,不会无限增加。当试件含水率为26%～28%时,三种击实功试件的膨胀量均趋于稳定,此时路基的水稳定性能较好。为确保红黏土路基的长期质量,建议红黏土路基碾压时的含水率在26%～28%之间。     

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。     

湘南红黏土公路路基压实度标准研究

为了探究湘南红黏土公路路基压实标准降低的依据和具体幅度,对红黏土开展了一系列室内土工试验,分析了压实度、含水率对红黏土物理力学特性的影响,获取了渗透率、压实系数、CBR等指标与压实度的关系曲线,最终根据上述指标随压实度的变化规律给出了压实度降低的建议值。研究表明:压实度对红黏土收缩性和膨胀性的影响较小,随着压实度的提高,红黏土的渗透系数和压缩系数均明显降低,而内摩擦角和黏聚力则逐渐增加,但黏聚力在压实度由93%增加到96%过程中没有明显变化,当初始含水率控制在30%左右,压实度大于93%时,红黏土的CBR值均符合规范要求。综合各指标的变化规律,建议湘南地区红黏土路基的压实度可总体降低至93%,且填筑时的含水率应略大于最优含水率。     

玻璃纤维加筋石灰土抗剪强度试验研究

针对高速公路和铁路对路基填筑和路基边坡要求愈发严格的现状,而湖南地区红黏土具有高含水率、压实困难、干缩开裂和路用性能的不稳定性的特点,通过不固结不排水剪试验,研究玻璃纤维和石灰对红黏土抗剪强度的影响规律。试验结果表明,在红黏土中同时掺入一定比例的石灰和玻璃纤维对提高土体抗剪强度有极大促进作用,但纤维石灰土黏聚力改变幅度大,内摩擦角变化幅度小;纤维石灰土黏聚力随着纤维掺量和长度的增加先增大后减小,提升效果最优时纤维长度和掺量分别为2‰和6 mm。采用数学公式拟合纤维掺量和纤维长度与黏聚力之间的关系。研究成果对纤维石灰土提升边坡稳定性提供了试验数据和理论依据。     

干湿循环下压实红黏土三轴试验

以余庆-凯里高速公路12标土样为研究对象,采用三轴试验研究了两种干湿循环方式(先干后湿和先湿后干)对压实红黏土抗剪强度指标的变化规律,并对干湿循环下边坡稳定性计算参数进行了探讨。研究结果表明,干湿循环作用显著降低了压实红黏土的抗剪强度指标,其中第一次衰减幅度很大,但经过一定次数的干湿循环作用后,强度指标趋于稳定状态。干湿循环对压实红黏土黏聚力的影响比内摩擦角影响要大。不同的干湿循环路径对压实红黏土抗剪强度指标影响的规律基本一致,但是先湿后干条件下压实红黏土抗剪强度指标比先干后湿要大。干湿循环下边坡稳定性计算参数取值建议采用长期强度指标值,黏聚力稳定值未经循环值的45%~55%,内摩擦角稳定值为未经循环值的45%~65%。研究结果更好地为红黏土地区工程建设提供技术依据。     

碎石土路基施工质量管理及检测方法

通过对碎石土原材料试验分析和试验路的实施，理论与实践相结合划分了碎石土结构类型。根据碎石土的结构类型和压实机械的动力性能，选择压实厚度，并通过大量测试数据建立了碾压遍数与路基强度和稳定性之间的关系，确保碎石土路基施工质量的碾压遍数。同时也提出了施工全过程中保证质量的技术措施和相应的检测方法，以达到控制碎石土路基施工质量的目的。     

压实度对磷尾矿改良黏土力学性质的影响研究

为了提高磷尾矿利用率，采用磷尾矿改良黏土制备路基填料。以CBR强度为衡量指标优选配比，测试优选配比在不同压实度下的CBR值、回弹模量及水稳定性，并从材料的颗粒级配、磷尾矿微观结构分析改良黏土的强度机理。随着磷尾矿掺量增加、黏土掺量减少，改良土CBR强度先增加后降低，峰值对应的磷尾矿掺量为50%,选择其为优选配比。随着压实度的降低，优选配比的CBR强度、回弹模量及水稳定性系数均随之降低，但CBR强度和回弹模量均远高于规范要求。磷尾矿与黏土颗粒大小互补，可形成稳定的骨架密实结构。以50%掺量磷尾矿改良黏土，磷尾矿利用率高、改良土强度高，适宜作为路基填料。     

干湿循环作用下石灰粉煤灰改性红黏土路用性能研究

为了探究干湿循环作用下石灰粉煤灰改性红黏土的路用性能,通过模拟干湿循环对改性红黏土和原样红黏土对比进行了7d无侧限抗压强度试验、三轴试验及强度仪试验,结果表明:干湿循环作用下两种土体的抗压强度,抗剪强度及抗压回弹模量均呈下降趋势,改性红黏土各性能下降趋势相较原样红黏土较小,相同干湿循环次数下,改性红黏土各指标均优于原样红黏土。建议红黏土地区路基修筑掺加适量石灰粉煤灰提高路基强度、稳定性及抗变形能力。     

增大击实功的路基压实试验研究

压实度是路基填筑时控制路基强度和稳定性的关键指标。通过室内试验研究了击实功对路基压实度的影响：结果表明增大击实功，路基土的最大干密度和7d无侧限抗压强度都有显著提高，抗压强度最大增幅达到50％左右。因此增加路基土的密实度，可以明显地提高路基土的强度，延长路基的使用寿命。还通过现场试验研究了压实机具和碾压遍数对压实度的影响，并采用便携式落锤弯沉仪（PFWD）对压实后的路基强度进行检测。结果表明随碾压遍数的增加，压实度存在一定的增大趋势，但对不同材料的路基应选用不同的机具组合、碾压遍数等，以保证压实效果最佳。总之，由于目前重型压实机械的普遍使用，为更好地控制压实质量，适当提高路基压实标准势在必行。     

基于性能分析的刚果(布)沥青路面结构优化研究

为了改善刚果(布)地区沥青路面的使用性能,延长路面使用寿命,采用增加沥青层厚度、增加级配碎石层厚度和增大路基回弹模量三种方案对路面结构进行优化。分析结果表明:采用荷载容许作用次数进行评价,增加沥青层厚度效果最优;采用车辙深度进行评价,增加级配碎石层厚度最优。综合考虑刚果(布)地区路面使用现状,本研究建议增加沥青层厚度以延长路面结构的使用寿命,增加耐久性能。     

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。     

红黏土在高速公路路基施工中的改良应用

红黏土工程性质复杂,因其具有高自然含水量、高液限、高塑性、高孔隙比、密度低、压实性差的不良物理性质和难排水、难固结、水稳定性差的工程特性,在红黏土赋存区域的工程设计中一般设计为弃土。本文结合红黏土的工程特性,针对采用红黏土填筑路基可能产生的工程隐患,提出填筑及改良措施,通过施工验证,为红黏土路基施工提供借鉴。     

云南蒙自红黏土的强度和压实特性研究

云南省境内分布着大量的红黏土,这些具有特殊性质的高液限土,需进行试验研究,才能确定是否能用作高速公路工程的路基填料。通过现场取样的详细室内试验,对云南蒙自红黏土的含水率、压实度与CBR、密实度、膨胀量、回弹模量的关系进行分析。结果表明:云南蒙自红黏土在含水率22.5%~24.5%之间,能满足《公路路基设计规范》(JTGD30—2004)规定的最小强度、压实度和水稳性要求。     

低压实标准下黄泛区高液限黏土路基力学性能研究

黄河下游冲淤积在山东形成了大量特殊的高液限黏土,由于沿线平原区路基填料极度匮乏,若弃之不用将造成极大损失。通过室内试验,获得了黄泛区高液限黏土的物理与力学特性,揭示了该类土的压实机理及不同含水率与压实度状态下的强度与模量变化规律,发现含水率达到23%、压实度不低于90%时,土体具有较高的模量和抗剪强度。室内模型试验表明:尽管路堤按照低标准进行压实,但其承载能力不低于300 kPa;且路基以弹性变形为主,占总变形的80%左右,塑性变形处于较低水平,土体近似表现出不排气、不排水的封闭"弹性变形体"特征。最后,基于现场碾压试验,提出了路堤区高液限黏土的碾压标准和碾压工艺,即当路堤区控制含水率不超过最优含水率w_(opt)+6%、压实度高于90%且上路床经过6%生石灰处置后,路基弯沉和沉降可满足规范要求。