嚴(yán)寒地區(qū)高速鐵路水泥穩(wěn)定碎石基床凍脹性能試驗(yàn)研究

楊國(guó)濤，高　亮，王天亮，林永清

(1.北京交通大學(xué) 土木建筑工程學(xué)院，北京　100044；2.中國(guó)鐵路總公司 科技管理部，北京　100844；3.石家莊鐵道大學(xué) 土木工程學(xué)院，河北 石家莊　050043)

近年來(lái)，我國(guó)在東北、西北等季節(jié)性凍土地區(qū)開(kāi)展了大規(guī)模的高速鐵路建設(shè)，高速鐵路路基變形控制標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格與路基凍脹問(wèn)題之間的矛盾成為工程設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)和維修所面臨的難題[1-3]。雖然采取了諸如表面封閉層、級(jí)配碎石基床、非凍脹填料、甚至混凝土基床等路基防凍脹措施[4]，但在季節(jié)性強(qiáng)烈凍結(jié)與融化作用下，高速鐵路路基仍出現(xiàn)了凍脹隆起和結(jié)構(gòu)開(kāi)裂等病害，嚴(yán)重影響和制約著季節(jié)性凍土區(qū)高速鐵路的建設(shè)和正常運(yùn)營(yíng)。因此，開(kāi)展抗凍脹措施研究對(duì)解決凍土區(qū)高速鐵路路基凍害問(wèn)題、促進(jìn)凍土區(qū)高速鐵路建設(shè)與發(fā)展具有十分重要的實(shí)際意義。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者基于土體凍脹融沉機(jī)理的研究成果[5-8]主要從溫度、水分和土質(zhì)3個(gè)方面進(jìn)行寒區(qū)高速鐵路路基防凍脹措施的相關(guān)研究，提出了諸如隔熱保溫[9-10]、封閉防水[3]、換填非凍脹填料[4,11-13]等抗凍脹措施。其中，摻水泥的級(jí)配碎石作為一種弱凍脹敏感性填料，在哈大高速鐵路路基過(guò)渡段以及個(gè)別特殊地段的應(yīng)用取得了較好的效果[3]。針對(duì)摻水泥級(jí)配碎石，公路行業(yè)的研究成果和工程應(yīng)用較多，且被稱(chēng)之為水泥穩(wěn)定碎石。研究成果主要集中在水泥穩(wěn)定碎石的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度性能[14-15]、抗裂性能[16-17]、溫縮變形特性[18]、壓實(shí)成型方法[19]、疲勞特性[20]等方面，這些研究成果為水泥穩(wěn)定碎石在鐵路路基基床中的應(yīng)用提供了大量的技術(shù)和理論支持。在抗凍融耐久性方面，吳瑞麟等人[21]認(rèn)為在經(jīng)歷3次凍融后，水泥穩(wěn)定碎石的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度基本趨于穩(wěn)定，而莊少勤等人[22]通過(guò)研究則發(fā)現(xiàn)水泥穩(wěn)定碎石在經(jīng)歷5次凍融后其抗壓強(qiáng)度才逐漸趨于穩(wěn)定。在滲透性能研究方面，曾夢(mèng)瀾等人[23]對(duì)比研究了粗開(kāi)級(jí)配、細(xì)開(kāi)級(jí)配和常規(guī)級(jí)配的滲透性、強(qiáng)度和抗凍性能等，并提出不同級(jí)配類(lèi)型的適用范圍，這與閆宏業(yè)等人[4]的研究具有很多相似之處。上述研究成果表明，水泥穩(wěn)定碎石具有較好的抗凍性、耐久性、水穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)[21-22]，且在鐵路工程實(shí)踐中被證明是一種比較好的抗凍脹填料。然而，由于其近似素混凝土的特征，與傳統(tǒng)意義上的路基填料有所區(qū)別，且缺乏較為完善的評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法等原因，因此關(guān)于級(jí)配碎石摻水泥能否在季節(jié)性凍土地區(qū)的高速鐵路路基上推廣應(yīng)用成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者討論的焦點(diǎn)。

為解決上述問(wèn)題，本文作者采用粗粒土凍脹性能大直徑試驗(yàn)裝置、巖石多功能試驗(yàn)機(jī)和大直徑試樣滲透儀，研究級(jí)配碎石填料的多次凍脹融沉特性、強(qiáng)度特性和滲透性能，深入探討和分析顆粒級(jí)配、水泥摻量對(duì)級(jí)配碎石凍脹性能、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度和滲透系數(shù)的影響規(guī)律，并給出了級(jí)配碎石水泥摻量和顆粒級(jí)配的建議值，為凍土區(qū)高速鐵路路基基床的設(shè)計(jì)和施工提供技術(shù)指導(dǎo)。

1　試驗(yàn)裝置及方案設(shè)計(jì)

1.1　試驗(yàn)材料

級(jí)配碎石：選取滲透性級(jí)配碎石，具體顆粒級(jí)配見(jiàn)表1，其不均勻系數(shù)Cu<10，曲率系數(shù)Cc介于1～3，為良好級(jí)配。

表1　滲透性級(jí)配碎石粒徑范圍

水泥：選取325#普通硅酸鹽水泥作為摻加劑，初凝時(shí)間不小于45 min，終凝時(shí)間不大于10 h。

1.2　試驗(yàn)裝置和方法

1.2.1粗粒土凍脹性能試驗(yàn)

為確保模型試驗(yàn)的相似性，采用圖1所示大粒徑土體凍脹性能測(cè)試裝置(專(zhuān)利號(hào)：201420616480.X)進(jìn)行級(jí)配碎石的反復(fù)凍脹、融沉性能試驗(yàn)研究。該測(cè)試裝置由大直徑試樣筒、上冷浴盤(pán)、下冷浴盤(pán)、固定支架、保溫棉、NESLAB低溫恒溫冷浴、溫度傳感器、位移傳感器和水分傳感器、DT85G數(shù)據(jù)采集儀及高低溫環(huán)境試驗(yàn)艙組成。其中，大直徑試樣筒的材質(zhì)為高強(qiáng)度有機(jī)玻璃圓筒，內(nèi)徑為450 mm，壁厚為25 mm，高度為900 mm，試樣筒外側(cè)均布高強(qiáng)度喉箍以防止筒體的側(cè)向變形，模擬1維變形模式。

凍脹性能試驗(yàn)時(shí)，在凍脹筒內(nèi)分7層進(jìn)行擊實(shí)制樣，期間在土體內(nèi)不同高度處布設(shè)溫度和水分傳感器；試樣高度為700 mm，直徑為450 mm；為防止試驗(yàn)過(guò)程中水分損失，在試樣頂端放置1層塑料薄膜。待試樣制備完畢并靜置養(yǎng)護(hù)7 d后，試樣筒外壁包裹保溫棉，連接上、下冷浴盤(pán)至NESLAB低溫恒溫冷浴，試樣頂端安裝位移傳感器，開(kāi)啟高低溫環(huán)境試驗(yàn)艙，開(kāi)始反復(fù)凍脹、融沉試驗(yàn)。

圖1　大粒徑土體凍脹性能測(cè)試裝置

為了更好地模擬季節(jié)性凍土地區(qū)一年內(nèi)的凍融交替變化，進(jìn)行冷卻72 h，融化48 h，再冷卻72 h，…，共3次凍融循環(huán)過(guò)程。其中，在第1次凍脹開(kāi)始前，首先將連接上、下冷浴盤(pán)的NESLAB低溫恒溫冷浴均調(diào)至1 ℃進(jìn)行恒溫，恒溫時(shí)間為48 h；待試樣內(nèi)部整體溫度均達(dá)到1 ℃時(shí)，調(diào)節(jié)連接上冷浴盤(pán)的NESLAB低溫恒溫冷浴至-20 ℃，連接下冷浴盤(pán)的NESLAB低溫恒溫冷浴始終保持1 ℃，開(kāi)始第1次凍脹過(guò)程，以模擬現(xiàn)場(chǎng)土體的單向凍結(jié)模式。第1次凍脹結(jié)束后，開(kāi)始融沉過(guò)程。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中采用DT85G數(shù)據(jù)采集儀實(shí)時(shí)采集土體內(nèi)部溫度、含水量和試樣頂端位移。試驗(yàn)結(jié)束后，立即拆樣，并測(cè)量試樣內(nèi)不同高度土體的含水量。

1.2.2強(qiáng)度特性和滲透性能試驗(yàn)

為了研究水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度性能，采用TAW—2000M型巖石多功能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，最大軸向力為2 000 kN，精度為1/200 000。

無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試樣為直徑150 mm、 高150 mm的圓柱體。在圓柱體試模內(nèi)分2層進(jìn)行擊實(shí)制樣，為防止試驗(yàn)過(guò)程中水分損失，在試樣周邊包裹1層塑料薄膜。待試樣制備完畢并靜置養(yǎng)護(hù)7 d后，在巖石多功能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

采用自行研制開(kāi)發(fā)的大直徑試樣常水頭滲透儀進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石的滲透性能測(cè)試，大直徑試樣常水頭滲透儀的內(nèi)徑為300 mm，高為550 mm，如圖2所示。

圖2　大直徑試樣常水頭滲透儀

滲透性能試驗(yàn)時(shí)，在滲透儀內(nèi)分5層進(jìn)行擊實(shí)制樣，為防止試驗(yàn)過(guò)程中水分損失，在試樣頂端放置1層塑料薄膜。待試樣制備完畢并靜置養(yǎng)護(hù)7 d后，進(jìn)行滲透性能測(cè)試。

1.3　試驗(yàn)方案

為了研究水泥摻量、顆粒級(jí)配對(duì)級(jí)配碎石凍脹性能、強(qiáng)度特性和滲透性能的影響規(guī)律，確定的試驗(yàn)方案見(jiàn)表2。表2中試樣編號(hào)NCFx表示該試樣為不摻加水泥且粒徑在0.075 mm以下的細(xì)粒土含量為x(0，3%和5%)；試樣編號(hào)CyPz表示該試樣的水泥摻量為y(1%，3%和5%)，且不含某粒徑z(0.1，0.5和1.7 mm)以下的土顆粒。根據(jù)表1和表2中的顆粒級(jí)配和含水量配制試驗(yàn)用土體，浸潤(rùn)一晝夜，以保證土體的含水量均勻一致。制備試樣時(shí)，按照方案(見(jiàn)表2)要求摻加水泥并充分?jǐn)嚢杈鶆?，?7%壓實(shí)度分層擊實(shí)制備凍脹試樣、立方體試塊和滲透試樣。

表2　級(jí)配碎石工程性能試驗(yàn)方案

2　多次反復(fù)凍脹融沉性能分析

2.1　土體溫度場(chǎng)

溫度、水分、土質(zhì)是土體凍脹發(fā)生發(fā)展的3個(gè)主要影響因素，研究和分析土體溫度場(chǎng)、水分場(chǎng)特征對(duì)解釋凍脹機(jī)理，揭示土體的反復(fù)凍脹、融沉過(guò)程具有重要意義。

圖3為多次凍脹、融沉過(guò)程中試樣C5P0.5的內(nèi)部溫度變化時(shí)程曲線，其中0 cm對(duì)應(yīng)試樣的冷端(即為試樣頂端)，其凍融過(guò)程中的溫度變化范圍為-20～15 ℃；70 cm對(duì)應(yīng)試樣的暖端(即為試樣底端)，其凍融過(guò)程中的溫度保持1 ℃。從圖3可以看出：在3次反復(fù)凍脹融沉過(guò)程中，土體內(nèi)部溫度呈現(xiàn)周期性變化過(guò)程，且在同一時(shí)刻土體內(nèi)部溫度隨深度增加呈現(xiàn)梯度式遞增或遞減，這與現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)測(cè)土體溫度變化規(guī)律一致[24]； 3次凍融過(guò)程中，土體內(nèi)部溫度變化過(guò)程基本一致，且每次凍結(jié)或融化過(guò)程均可劃分為快速降溫(升溫)階段、過(guò)渡階段和穩(wěn)定階段，其中快速降溫(升溫)階段的持續(xù)時(shí)間較短。

圖3　多次凍融過(guò)程中土體內(nèi)部溫度時(shí)程曲線

圖4為每次凍融過(guò)程中不同時(shí)刻土體內(nèi)部溫度隨深度的變化曲線。由圖4可見(jiàn)，各次凍融過(guò)程中土體內(nèi)部溫度沿深度的變化過(guò)程基本一致；凍結(jié)過(guò)程中(0～72 h)，試樣土體沿深度可分為凍土段和未凍土段；融化過(guò)程中(72～120 h)，在快速升溫階段，試樣土體的頂端和底端均為正溫，而中部土體處于凍結(jié)狀態(tài)，即在融化初期土體內(nèi)部存在凍土核。

圖4　土體內(nèi)部溫度沿深度變化曲線

2.2　土體水分場(chǎng)

圖5為多次凍融過(guò)程中土體水分變化曲線。

圖5表明，土中未凍水的含量在凍脹時(shí)普遍減小，在融化時(shí)普遍增加。由于水分傳感器只能測(cè)定未凍水含量，對(duì)觀測(cè)水分遷移意義不大。

2.3　凍脹、融沉變形

在多次凍融過(guò)程中，土中的水反復(fù)結(jié)冰融化，導(dǎo)致土顆粒重新排列、土體積發(fā)生變化，是一個(gè)從不穩(wěn)定態(tài)向著動(dòng)態(tài)穩(wěn)定態(tài)發(fā)展的過(guò)程。圖6為不同細(xì)粒土含量、不同水泥摻量和不同顆粒級(jí)配條件下土體反復(fù)凍脹、融沉的位移變化曲線。從圖6可以看出：多次凍融過(guò)程中土體發(fā)生了凍脹隆起、融沉下陷變形，且最大凍脹量均未出現(xiàn)在第1次凍脹過(guò)程中；不含細(xì)粒土的級(jí)配碎石試樣在經(jīng)歷3次凍融后呈現(xiàn)融沉壓縮現(xiàn)象(見(jiàn)圖6(a))；相比于水泥摻量的影響，顆粒級(jí)配對(duì)級(jí)配碎石凍脹變形的影響更為顯著，當(dāng)去掉1.7 mm以下土顆粒時(shí)，級(jí)配碎石的凍脹變形基本上可以忽略(見(jiàn)圖6(c))。

圖5　多次凍融過(guò)程中土體水分變化曲線

2.4　凍脹率

通過(guò)分析上述土體溫度場(chǎng)和反復(fù)凍脹、融沉位移變化過(guò)程，可以得到試樣的最大凍結(jié)深度、最大凍脹變形。為了更好地評(píng)價(jià)水泥穩(wěn)定碎石的凍脹性能，采用凍脹率分析細(xì)粒土含量、水泥摻量和顆粒級(jí)配對(duì)水泥穩(wěn)定碎石凍脹性能的影響規(guī)律，各次凍脹過(guò)程中試樣的凍脹率計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

圖6　水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石的凍融位移變化曲線

試樣編號(hào)凍脹率/%第1次凍脹第2次凍脹第3次凍脹NCF0028043036NCF3032078051NCF5025060070C1F3018036037C3F3007036040C3P01039053056C1P05035058059C3P05024042045C5P05024041043C3P17008009011C5P17012037039

表3表明：細(xì)顆粒含量由0增加到5%，凍脹率增加1倍；水泥的摻加使凍脹率有所減小；水泥摻量3%時(shí)對(duì)凍脹的抑制效果較好。

圖7為各次凍脹過(guò)程中凍脹率隨細(xì)粒土含量、水泥摻量以及顆粒粒徑的變化曲線。從圖7可以看出：當(dāng)未摻加水泥且細(xì)粒土含量在3%附近時(shí)，其凍脹率較大(見(jiàn)圖7(a))，原因是細(xì)粒土含量增大到一定程度后，使密實(shí)度增大，阻塞了水分遷移通道，使得凍脹量反而有所減?。粚?duì)于去除0.5 mm以下顆粒的級(jí)配碎石，其凍脹率隨水泥摻量的增加而減小并呈現(xiàn)穩(wěn)定的趨勢(shì)(見(jiàn)圖7(b))；與細(xì)粒含量、水泥摻量相比，顆粒級(jí)配對(duì)水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石凍脹率的影響最為顯著，凍脹率隨所去除顆粒粒徑的增大呈現(xiàn)先增大而后迅速減小的趨勢(shì)(見(jiàn)圖7(c))，這說(shuō)明當(dāng)級(jí)配碎石中既含有細(xì)粒土又摻加水泥時(shí)，具有較高的密實(shí)度，且滲透系數(shù)低，無(wú)法形成較大的凍脹量。

圖7　凍脹率與細(xì)粒含量、水泥摻量、顆粒粒徑的關(guān)系

2.5　凍脹率統(tǒng)計(jì)分析模型

凍脹率是反映路基凍脹變形的重要參數(shù)，目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于此方面的研究?jī)H停留在定性上，沒(méi)有定量的計(jì)算方法或理論直接指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)和施工。針對(duì)此問(wèn)題，本文結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)等手段，推導(dǎo)凍脹率的統(tǒng)計(jì)分析模型。

本次試驗(yàn)針對(duì)11組試樣進(jìn)行了凍脹試驗(yàn)，每組試件進(jìn)行3個(gè)循環(huán)，各組試件凍脹率的結(jié)果如圖8所示。

圖8　凍脹循環(huán)次數(shù)與凍脹率的關(guān)系

由圖8可知：隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，試樣的凍脹率呈雙曲線分布，在第2次凍融循環(huán)時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)，第3次則基本穩(wěn)定。因此，本文選取第3次試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。鑒于本文數(shù)據(jù)量較小，本文選取除第1組NCF0以外的10組數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用第1組NCF0數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。

基于圖7所示的凍脹率隨細(xì)粒含量、水泥摻量級(jí)顆粒粒徑的變化規(guī)律可知，凍脹率與細(xì)粒含量、水泥摻量之間具有較好的指數(shù)函數(shù)關(guān)系，與顆粒粒徑呈現(xiàn)多項(xiàng)式關(guān)系。因此，本文將對(duì)上述3個(gè)因素進(jìn)行三元線性回歸，從而得出凍脹率統(tǒng)計(jì)分析模型，具體如下。

lgζ=αex+ρey+μ1z+μ2z2+μ3z3+μ

(1)

式中：α，ρ，μ，μ1，μ2，μ3為回歸系數(shù)；ζ為凍脹率。

通過(guò)開(kāi)展回歸分析，得出α=0.006 2，ρ=0.000 86，δ1=11.944，δ2=-21.103 8，δ3=-0.400 5，δ=-0.400 1，lgζ的標(biāo)準(zhǔn)差為0.063，回歸方程的殘差圖如圖9—圖11所示。

圖9　lgζ的殘差分布圖

圖10　ex的殘差分布圖

圖11　z的殘差分布圖

針對(duì)所提出的凍脹率統(tǒng)計(jì)分析模型，采用第1組數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，將相關(guān)參數(shù)帶入式(1)中，得凍脹率為0.380，而實(shí)測(cè)值為0.36，兩者誤差約為5.6%，小于10%，具有較高的精度。值得注意的是凍脹率模型的研究涉及溫度場(chǎng)和濕度場(chǎng)兩大部分，非常復(fù)雜，本文基于室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)提出了凍脹率的統(tǒng)計(jì)分析模型，能夠?yàn)榇朔较虻难芯刻峁┧悸罚窃撃Ｐ退捎玫臄?shù)據(jù)量較少，需要在后續(xù)的研究中不斷的優(yōu)化完善。

3　強(qiáng)度特性與滲透性能分析

凍脹是寒區(qū)高鐵路基設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)過(guò)程中需要考慮的一個(gè)重要因素，級(jí)配碎石摻加水泥可有效改良其凍脹性能。但隨著水泥摻量的增加，水泥的膠結(jié)作用顯現(xiàn)，其性能接近素混凝土的特征，原有適用于填料的K30等評(píng)價(jià)指標(biāo)在適用性方面存在局限性。為此，引入無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度和滲透系數(shù)2個(gè)指標(biāo)對(duì)水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并最終得到適用于寒區(qū)高速鐵路路基基床的合理填料。

3.1　無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度

圖12和圖13分別為無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨水泥摻量和顆粒粒徑的變化曲線。由圖12和圖13可知：水泥摻量相同試樣的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著去除粒徑的增加而減小，相同級(jí)配試樣的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨水泥摻量的增多而增大。也就是說(shuō)，某種顆粒粒徑的缺失削弱了級(jí)配碎石的抗壓強(qiáng)度和密實(shí)程度；然而，水泥的摻加有效地彌補(bǔ)了由于某中粒徑缺失所導(dǎo)致的強(qiáng)度衰減現(xiàn)象。

圖12　抗壓強(qiáng)度隨顆粒粒徑的變化曲線

圖13　抗壓強(qiáng)度隨水泥摻量的變化曲線

3.2　滲透系數(shù)

表4為滲透系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果。由表4可知：試樣的滲透性和土體級(jí)配密切相關(guān)，去除土顆粒的粒徑越大，試樣的滲透性越好；水泥摻量越少，滲透性越好?？梢?jiàn)，水泥摻量的增加雖然提高了級(jí)配碎石的抗壓強(qiáng)度，但也降低了級(jí)配碎石的滲透系數(shù)。

表4　滲透系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果

4　討　論

圖14—圖16給出了寒區(qū)高速鐵路路基凍脹率、抗壓強(qiáng)度以及滲透系數(shù)的相互關(guān)系。由圖14—圖16可以看出：除了含細(xì)粒土并摻加水泥的試樣(C3F3)以外，凍脹率與抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系(見(jiàn)圖14)，而凍脹率與滲透系數(shù)則呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)的關(guān)系(見(jiàn)圖15)。綜合考慮凍脹率、抗壓強(qiáng)度和滲透系數(shù)，對(duì)于無(wú)滲水性要求的路基，基床填料宜選用細(xì)粒土含量3%、水泥摻量3%的級(jí)配碎石；而對(duì)于有滲水性要求的路基，基床填料宜選用滲透性好、抗壓強(qiáng)度和凍脹率較低的填料，即去除0.5 mm以下顆粒、水泥摻量為3%～5%的級(jí)配碎石作為基床填料。

圖14　凍脹率與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系

圖15　凍脹率與滲透系數(shù)的關(guān)系

圖16　抗壓強(qiáng)度與滲透系數(shù)的關(guān)系

5　結(jié)　論

(1)采用凍脹率、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、滲透系數(shù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，綜合考慮寒區(qū)高速鐵路路基的凍脹問(wèn)題、承載能力問(wèn)題和排水問(wèn)題，是一種行之有效的方法。

(2)單向凍結(jié)條件下，土體的凍結(jié)或融化過(guò)程可劃分為快速降溫(升溫)、過(guò)渡和穩(wěn)定3個(gè)階段，且在融化初期，土體中間部分存在凍土核。

(3)在保證基床強(qiáng)度滿足規(guī)范要求的前提下，0.5 mm以下粒徑土顆粒的缺失可以有效地削弱級(jí)配碎石的凍脹敏感性，提高級(jí)配碎石的滲透性能，但同時(shí)也明顯降低了級(jí)配碎石的強(qiáng)度，而水泥的適量(小于5%)摻加可有效地提高級(jí)配碎石的強(qiáng)度。

(4)綜合考慮凍脹率、抗壓強(qiáng)度和滲透系數(shù)，對(duì)于無(wú)滲水性要求的路基，基床填料宜選用細(xì)粒土含量為3%、水泥摻量為3%的級(jí)配碎石；而對(duì)于有滲水性要求的路基，基床填料宜選用去除0.5 mm以下細(xì)顆粒、水泥摻量為3%～5%的級(jí)配碎石。

(5)綜合考慮細(xì)粒含量、水泥含量及顆粒粒徑3個(gè)因素對(duì)凍脹率的影響規(guī)律，提出凍脹率的計(jì)算分析模型。盡管該模型所采用的數(shù)據(jù)量較少，需要在后續(xù)的研究中不斷的優(yōu)化完善，但能夠?yàn)楹罄m(xù)的研究提供新思路。

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