西南多雨地區(qū)高速公路路基處治方案研究

長安大學(xué) 公路學(xué)院 劉義彬 岳 希

我國西南地區(qū)常年受陰雨天氣影響，高速公路路基施工中普遍存在路基含水量偏大、強(qiáng)度不足、彎沉檢測不達(dá)標(biāo)等問題。因此，對(duì)含水量大的路基段進(jìn)行水泥處治是很有必要的，但過高的水泥摻量會(huì)引起土基縮裂，而摻量過低又會(huì)使路基強(qiáng)度達(dá)不到要求；因此，在實(shí)際工程中，對(duì)于改良土中摻加水泥劑量的多少一直沒有合理的標(biāo)準(zhǔn)。本文，筆者通過相關(guān)試驗(yàn)，在測定路基用土（選取西南地區(qū)的砂巖土和泥頁巖土）各項(xiàng)基礎(chǔ)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，結(jié)合水泥處治后改良土的最大干密度、最佳含水量以及7 d無側(cè)限強(qiáng)度等指標(biāo)，最終確定了合理的水泥劑量以及強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于實(shí)際施工具有重要的參考價(jià)值。

一、試驗(yàn)內(nèi)容

1.確定改良土的最大干密度。

（1）水泥劑量分別取2%，3%，4%和5%，并確定每個(gè)水泥劑量條件下水泥土的最大干密度及最佳含水量。

（2）采用烘干法將土樣烘至干燥狀態(tài)，測定其天然含水量，并用4.75 mm方孔篩篩分，將通過4.75 mm的部分用于試驗(yàn)。

（3）在拌和前，一定質(zhì)量的土樣需要加水至相應(yīng)含水量后，用塑料袋密封進(jìn)行悶料，其中砂巖土需4 h，泥頁巖土需24 h，以使土樣內(nèi)部充分吸收水分。

（4）在土樣中加入相應(yīng)的水泥進(jìn)行拌和，在拌和充分后，用電動(dòng)擊實(shí)儀進(jìn)行重型擊實(shí)試驗(yàn)，并最終確定其最佳含水量及最大干密度。

2.確定改良土的7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。根據(jù)每個(gè)水泥劑量條件下水泥土的最佳含水量和最大干密度，按照規(guī)范靜壓成型方法，分別在每個(gè)水泥含量下制作6個(gè)尺寸為50 mm×50 mm的圓柱形小試件（可制作尺寸為150 mm×150 mm大試件作為對(duì)比），4個(gè)水泥含量共24個(gè)試件。按照規(guī)范要求，對(duì)試件進(jìn)行7 d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生，24 h泡水。進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，計(jì)算強(qiáng)度的平均值和代表值，并分析相關(guān)規(guī)律。

二、試驗(yàn)結(jié)果及分析

1.改良砂巖土試驗(yàn)結(jié)果及分析。

（1）改良砂巖土試驗(yàn)結(jié)果。選取西南地區(qū)砂巖土進(jìn)行7 d無側(cè)限抗壓試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 水泥改良砂巖土的7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

（2）試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。通過砂巖土的7 d無側(cè)限抗壓試驗(yàn)結(jié)果可知，改良砂巖土的擊實(shí)曲線具有較強(qiáng)的規(guī)律性，各工地實(shí)驗(yàn)室應(yīng)對(duì)標(biāo)段實(shí)地土質(zhì)進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，以確定相應(yīng)的最佳含水量和最大干密度。改良砂巖土靜壓成型試件在7 d養(yǎng)生及泡水后，各水泥劑量的大小試件整體并未出現(xiàn)明顯松散和破損。改良砂巖土的7 d強(qiáng)度值隨著所摻水泥劑量的增加而增加，兩者近乎呈線性關(guān)系。 由表1數(shù)據(jù)可知，當(dāng)水泥劑量不低于4%時(shí)，改良砂巖土大小試件的7 d強(qiáng)度值均不低于0.5 MPa。因此，筆者認(rèn)為水泥劑量應(yīng)不低于4%，以保證改良效果。

2.改良泥頁巖土試驗(yàn)結(jié)果及分析。

（1）改良泥頁巖土試驗(yàn)結(jié)果。選取西南地區(qū)泥頁巖土進(jìn)行7 d無側(cè)限抗壓試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 水泥改良泥頁巖土的7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

（2）試驗(yàn)結(jié)果分析。與砂巖土相似，改良泥頁巖土的擊實(shí)曲線同樣具有較強(qiáng)的規(guī)律性。 改良泥頁巖土靜壓成型試件在7 d養(yǎng)生及泡水后，除水泥劑量為2%的小試件泡水后出現(xiàn)了局部的破損和松散外，其余各水泥劑量的大小試件整體并未出現(xiàn)明顯松散和破損。改良泥頁巖土的7 d強(qiáng)度值隨著所摻水泥劑量的增加而增加，兩者近乎呈線性關(guān)系。由表2數(shù)據(jù)可知，泥頁巖改良土的7 d強(qiáng)度較砂巖土稍高，當(dāng)水泥劑量不低于4%時(shí)，泥頁巖改良土大小試件的7 d強(qiáng)度值均不低于0.8 MPa。因此，咨詢組認(rèn)為水泥劑量應(yīng)不低于4%，以保證改良效果。

三、結(jié)論

1.水泥改良土干密度與含水量具有較強(qiáng)的規(guī)律性，泥頁巖土最佳含水量為8% ～ 10% ，砂巖土最佳含水量為12% ～ 13.5%。

2.改良土的強(qiáng)度值與水泥含量的關(guān)系表明，7 d強(qiáng)度值隨著水泥含量的增加而增加。因此，在條件允許的范圍內(nèi)，應(yīng)適當(dāng)增加水泥結(jié)合劑的劑量，以達(dá)到更理想的改良效果。

3.在西南溫濕地區(qū)，在95%的保證率下，改良砂巖土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)不低于0.5 MPa，改良泥頁巖土應(yīng)不低于0.8 MPa，推薦水泥劑量應(yīng)不低于4%。

4.實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)確定最佳含水量和最大干密度，并對(duì)改良后的土質(zhì)進(jìn)行抽樣分析，通過EDTA滴定法確定實(shí)際摻加的水泥含量，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。