王廷偉

1 填料的基本性質(zhì)

甘肅省武威地區(qū)的粉質(zhì)粘土呈黃色,取土場土體疏松,現(xiàn)場用挖掘機(jī)進(jìn)行取土,所用填料部分夾雜草根。

圖1為取土場與路基所用填料的級配曲線。填料的不均勻系數(shù) CU=2.54,曲率系數(shù) CC=0.87。

由圖2的填料擊實(shí)曲線可知,填料的最大干密度 ρdmax=1.71 g/cm3,最佳含水量 wopt=17.3%。

根據(jù)文獻(xiàn)[1]的試驗(yàn)方法,測得路基所用填料平均顆粒密度為2.67 g/cm3,液限含水率 wL=35.9%,塑限含水率 wp=21.1%,塑性指數(shù)Ip=14.8。根據(jù)文獻(xiàn)[2]中的相關(guān)規(guī)定,判斷填料屬于級配不良的低液限粉質(zhì)粘土,填料等級為C。

2 碾壓工藝試驗(yàn)

為確定粉質(zhì)粘土用于路基填料時的合理碾壓工藝,現(xiàn)場用20 t徐工XSM220型振動壓路機(jī)進(jìn)行了不同碾壓工藝下的K30值變化試驗(yàn)。試驗(yàn)時填料的虛鋪厚度約為35 cm,含水率約為17.5%。圖3為20 t壓路機(jī)在不同碾壓工藝下的K30值變化情況。從圖3中可看出,在相同的碾壓遍數(shù)下,適當(dāng)?shù)卦黾訌?qiáng)振遍數(shù)而減少弱振遍數(shù)時的效果要好,當(dāng)碾壓總遍數(shù)達(dá)到8遍后K30值增長緩慢。對于20 t的壓路機(jī),最佳的碾壓工藝為:1靜+1弱+(4～5)強(qiáng)+1靜。

3 虛鋪厚度的確定

為確定最佳的虛鋪厚度,現(xiàn)場進(jìn)行了不同虛鋪厚度試驗(yàn)。圖4為20 t壓路機(jī)不同虛鋪厚度下的K30值變化情況。試驗(yàn)所用填料的含水率約為17.5%。從圖4可看出,虛鋪厚度為30 cm與35 cm時的碾壓效果比較接近,虛鋪厚度為40 cm時的碾壓效果明顯要差。這是因?yàn)楫?dāng)虛鋪厚度為40 cm時,壓路機(jī)在填土上產(chǎn)生的附加應(yīng)力存在應(yīng)力擴(kuò)散,虛鋪層的底層難以壓實(shí)。建議現(xiàn)場施工時基床以下路堤采用的虛鋪厚度約35 cm,基床底層采用的虛鋪厚度約30 cm。

4 現(xiàn)場最佳含水量的確定

含水量對粉質(zhì)粘土的工程性能非常敏感[4]。圖5為20 t壓路機(jī)在虛鋪厚度為35 cm時不同含水量的K30值的變化情況。從圖5中可以看出,當(dāng)填料的含水量小于最優(yōu)含水量時,在總碾壓較少時強(qiáng)度增長要大于最優(yōu)含水量的填料,但后期強(qiáng)度增長緩慢。這是因?yàn)樘盍现械乃鹬鴾p小填料顆粒間的摩擦作用,當(dāng)含水量小于最優(yōu)含水量時,不利于填料的壓實(shí)。對于粘質(zhì)粘土,當(dāng)現(xiàn)場填料的含水量大于最優(yōu)含水的1.6%時(即為18.8%時),K30值隨碾壓遍數(shù)增加而增加緩慢,這是因?yàn)閷τ谡迟|(zhì)粘土,當(dāng)含水量較大時,填料中的水的體積要大于填料間的空隙體積,水來不及排出使得填料變軟,碾壓時難以壓實(shí)。

5 結(jié)語

經(jīng)現(xiàn)場對粉質(zhì)粘土填筑工藝試驗(yàn),分別對碾壓工藝、虛鋪厚度、填料含水率等參數(shù)進(jìn)行了研究,可得出以下結(jié)論:

1)低液限粉質(zhì)粘土用于路基時,對于20 t壓路機(jī),合理的碾壓工藝為1靜+1弱+(4～5)強(qiáng)+1靜。2)合理的虛鋪厚度為30 cm～35 cm,現(xiàn)場施工時嚴(yán)禁超過40 cm,建議在基床以下路堤的虛鋪厚度為35 cm,基床底層的虛鋪厚度為30 cm。3)含水量對低液限粉質(zhì)粘土的壓實(shí)質(zhì)量影響明顯,現(xiàn)場施工的最佳含水率要求接近填料的最優(yōu)含水率,當(dāng)超過最優(yōu)含水率較大了難以壓實(shí)。由于西北地區(qū)干燥,填料中的水分容易蒸發(fā),現(xiàn)場施工時根據(jù)天氣,適當(dāng)?shù)乜紤]填料攤鋪、碾壓過程中水分的蒸發(fā)。

[1]TB 10102-2004,鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程[S].

[2]TB 10001-2005,鐵路路基設(shè)計規(guī)范[S].

[3]陳兆波.水泥改良土填筑施工技術(shù)總結(jié)[J].山西建筑,2009,35(23):308-309.

[4]李建波.含水粉質(zhì)粘土的施工經(jīng)驗(yàn)[J].西部探礦工程,1999,11(1):13,17.