馬江平

（張家口路緣公路工程有限責(zé)任公司，河北 張家口 075000）

一、試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

試驗(yàn)土體選自冀西北地區(qū)某高速公路路基，土樣顆粒級(jí)配試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示，該天然土樣級(jí)配良好，各顆粒之間分布均勻。

圖1 土樣顆粒級(jí)配曲線

本文研究干濕循環(huán)對(duì)水泥改良路基土回彈模量及CBR的影響，回彈模量試驗(yàn)水泥摻量為4%、6%、8%，干濕循環(huán)次數(shù)為0、1、3、5、9、15次，養(yǎng)護(hù)齡期為90d。CBR試驗(yàn)水泥摻量為4%、6%、8%，干濕循環(huán)次數(shù)設(shè)為0、1、3、5、9、15次，養(yǎng)護(hù)齡期為28d。試樣采用最優(yōu)含水率制件，對(duì)水泥改良土做擊實(shí)試驗(yàn)，結(jié)果表明隨著水泥會(huì)導(dǎo)致改良土最優(yōu)含水率升高，最大干密度下降，這是因?yàn)樗嗪屯令w粒間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生較大團(tuán)狀物，影響壓實(shí)效果，從而影響最大干密度及最優(yōu)含水率。改良土最優(yōu)含水率及最大干密度曲線，如圖2所示。

圖2 改良土最優(yōu)含水率及最大干密度曲線

二、試驗(yàn)方法

（一）回彈模量試驗(yàn)

使用強(qiáng)度儀法檢測(cè)回彈模量試驗(yàn)，采用儀器設(shè)備有路面材料強(qiáng)度儀、試桶、承載板等，試桶尺寸為D×H=152 m m×170 m m；套環(huán)高度為50 m m；試桶內(nèi)墊塊尺寸為D×H=151mm×50mm；承載板尺寸為D×H=50mm×80mm的空心圓柱體，承載板兩側(cè)伸出，用以測(cè)量回彈量，其他設(shè)備包含位移傳感器兩支及位移傳感器支架。

（二）CBR實(shí)驗(yàn)

養(yǎng)生齡期結(jié)束后，將試件放入溫度為20±2℃的水中浸水96h，試件浸水完畢、稱量結(jié)束后，利用路面材料強(qiáng)度綜合測(cè)定儀開展貫入試驗(yàn)，記錄好試驗(yàn)結(jié)果及相關(guān)數(shù)據(jù)。

（三）干濕循環(huán)過程

首先將養(yǎng)生完成的試件放入水中增濕，水面高出試樣底部約2cm，增濕過程中間隔2h稱重，當(dāng)試樣質(zhì)量不再發(fā)生變化時(shí)認(rèn)為增濕完成，不經(jīng)歷干濕循環(huán)的試樣在試樣靜止15min后可開始試驗(yàn)，經(jīng)歷干濕循環(huán)的試樣此時(shí)將試樣取出靜止15min后放入105℃鼓風(fēng)干燥箱干燥，同樣間隔2h稱重，當(dāng)試樣質(zhì)量不發(fā)生變化時(shí)，認(rèn)為干燥過程完成，此為一次干濕循環(huán)過程，當(dāng)計(jì)劃干濕循環(huán)次數(shù)完成后開始回彈模量試驗(yàn)及CBR貫入試驗(yàn)。

三、結(jié)果分析

（一）回彈模量試驗(yàn)

養(yǎng)護(hù)90d齡期的水泥改良土試件回彈模量在0次干濕循環(huán)下隨水泥摻量的發(fā)展變化情況，如圖3所示。水泥摻量設(shè)置為4%，6%，8%。改良土回彈模量受水泥摻量影響較大，隨著水泥摻量增加，回彈模量數(shù)值持續(xù)增長。

圖3 回彈模量隨水泥摻量變化

從不同摻量水泥改良土回彈模量與干濕循環(huán)之間的關(guān)系可以看出，首次干濕循環(huán)對(duì)回彈模量影響巨大，經(jīng)歷多次干濕循環(huán)后，回彈模量的降低速度有所減緩，前9次干濕循環(huán)對(duì)試樣的損傷較大，后幾次的干濕循環(huán)對(duì)試樣的損傷有所降低。

圖4 水泥改良土回彈模量與干濕循環(huán)之間的關(guān)系

圖5 回彈模量損失率

將回彈模量各個(gè)循環(huán)次數(shù)的損傷與上次干濕循環(huán)回彈模量的比定義為回彈模量損失率，由不同水泥摻量改良土回彈模量較上次循環(huán)損失率可知：干濕循環(huán)對(duì)水泥改良土回彈模量損失率影響明顯，隨著干濕循環(huán)次數(shù)的變化呈現(xiàn)V字形變化，損失率均在第3次干濕循環(huán)時(shí)達(dá)到最低點(diǎn)。干濕循環(huán)次數(shù)超過三次后開始直線增加，這是由于干濕循環(huán)過程中，試樣表面松散部分逐漸加劇、剛度減小，導(dǎo)致回彈模量的損失率逐漸增大。4%水泥改良土初始模量較小，整體性較差，經(jīng)歷干濕循環(huán)以后試樣較早的出現(xiàn)掉皮松動(dòng)現(xiàn)象，因此4%水泥摻量試件整體性質(zhì)較差。水泥改良土經(jīng)歷第9次干濕循環(huán)后，8%水泥摻量模量損失率＞6%水泥摻量模量損失率＞4%水泥摻量模量損失率，說明水泥摻量越多，經(jīng)歷干濕循環(huán)后試樣累計(jì)損傷的突變值越大。總體來說，水泥摻量越多，在經(jīng)歷干濕循環(huán)所造成的回彈損失率越高。

（二）CBR試驗(yàn)

由CBR值在0次干濕循環(huán)時(shí)隨水泥摻量變化可知：改良土CBR值隨水泥摻量增加而逐漸增加，28d養(yǎng)護(hù)齡期的CBR值已滿足規(guī)范要求。

由不同水泥摻量改良土CBR值隨干濕循環(huán)次數(shù)變化情況可知：經(jīng)歷循環(huán)后4%水泥改良土的CBR值比6%及8%水泥改良土較早達(dá)到峰值，6%及8%改良土體在第9次干濕循環(huán)后開始降低，說明水泥水化反應(yīng)可以抵消一定范圍內(nèi)干濕循環(huán)所造成的試樣損傷。

由上文可知，水泥摻量對(duì)水泥改良土體CBR值有重要影響，所以本文引入水泥影響因子，將水泥摻量與對(duì)應(yīng)CBR值定義為水泥CBR影響因子，因子越大說明試樣在相同水泥摻量下承載強(qiáng)度越小，因子越小改良土性質(zhì)越穩(wěn)定。由水泥影響因子隨干濕循環(huán)次數(shù)變化情況可知：影響因子隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加均呈現(xiàn)V字形變化。早期干濕循環(huán)過程中因子下降較快，這是因?yàn)樗嗨瘜?duì)強(qiáng)度產(chǎn)生貢獻(xiàn)，隨著時(shí)間的推移，經(jīng)歷3～5次干濕循環(huán)后，干濕循環(huán)對(duì)材料的損傷作用凸顯，水泥CBR影響因子急劇增加，4%改良試樣增加量比6%與8%改良試樣增加劇烈，經(jīng)觀察6%水泥改良試樣影響因子最低。這表明了6%水泥改良土抵抗干濕損傷能力強(qiáng)于其他摻量改良土，具有很好的實(shí)用性。

四、結(jié)語

本文通過室內(nèi)試驗(yàn)研究干濕循環(huán)對(duì)水泥改良土路基的影響，分析干濕循環(huán)作用下水泥改良土回彈模量及CBR的變化規(guī)律?；貜椖Ａ考癈BR可以作為公路工程中路基檢測(cè)的重要指標(biāo)，表征路基改良土的耐久性，因此相關(guān)試驗(yàn)人員一定要嚴(yán)格按照步驟操作，掌握技術(shù)要點(diǎn)，確保檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤，對(duì)公路工程設(shè)計(jì)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。