穿沙公路風(fēng)積沙的路用性能探討

韓瑩

(中交二公局第六工程有限公司，陜西西安 710075)

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，穿沙公路的建設(shè)也呈現(xiàn)了迅猛發(fā)展的趨勢，由此引發(fā)了風(fēng)積沙對鐵路工程和公路工程帶來的不同程度危害［1，2］。目前，國內(nèi)外對風(fēng)積沙的研究早已開展，主要集中于對風(fēng)積沙基本土工試驗的研究比較多［3］。鑒于內(nèi)蒙古地區(qū)穿沙公路的筑路現(xiàn)狀，為了進(jìn)一步研究風(fēng)積沙的路用功能，本文作者引用對風(fēng)積沙摻加不同含泥量的說法，從而對穿沙公路風(fēng)積沙的路用性能進(jìn)行進(jìn)一步研究和探討，以便為內(nèi)蒙古以及全國沙漠地區(qū)，合理利用風(fēng)積沙作為沙區(qū)公路的鋪筑材料提供可靠的技術(shù)指導(dǎo)和科學(xué)依據(jù)。

1 材料選取和風(fēng)積沙含泥量配合比設(shè)計

1.1 材料選擇

本試驗樣本采用內(nèi)蒙古鄂爾多斯市境內(nèi)的毛烏素沙漠地區(qū)，烏審召工業(yè)園區(qū)至嘎魯圖鎮(zhèn)一級公路，原狀土采取5個不同試驗段和取土場。采用篩分試驗對其進(jìn)行級配測定，并根據(jù)級配曲線得到該試樣的不均勻系數(shù)，由此判斷試驗土樣的級配程度，如表1和表2所示。

表1 試樣的顆粒組成

表2 試樣的不均勻系數(shù)(一)

由表1和表2可以看出，穿沙公路含泥風(fēng)積沙的粒徑主要分布在0.6 mm～0.075 mm區(qū)間內(nèi)，屬于級配不良，粒度比較均勻的中細(xì)沙。

1.2 風(fēng)積沙含泥量配合比設(shè)計

表3 制備試樣級配組成

通過對試驗選取的試樣粒徑進(jìn)行分析，采用室內(nèi)試驗方式，制備含泥量分別為5%，15%，30%，50%，70%(以粒徑小于0.075 mm為含泥量的界限值)。得出各個含泥量風(fēng)積沙試樣粒徑分布和不均勻系數(shù)，如表3和表4所示。

表4 試樣的不均勻系數(shù)(二)

通過土工試驗測定各含泥量風(fēng)積沙試樣的界限含水量(注:對于含泥量5%的土的液塑限可以不予考慮)，如圖1所示。

圖1 不同含泥量風(fēng)積沙界限含水量趨勢圖

由圖1可以看出，不同含泥量的風(fēng)積沙試樣，隨著試樣含泥量的不斷增加而呈現(xiàn)增大的趨勢。出現(xiàn)這種狀態(tài)，是因為風(fēng)積沙中隨著粘性土含量的不斷增加，試樣中的礦物質(zhì)成分隨之產(chǎn)生變化，從而使得風(fēng)積沙沙中的含水量變化時，顆粒之間的吸附性逐漸增強所導(dǎo)致。

2 不同含泥量風(fēng)積沙壓實特性

試驗采用JTG E40-2007公路土工試驗規(guī)程進(jìn)行不同含泥量風(fēng)積沙擊實試驗，分別配制不同含泥量的風(fēng)積沙［3］，含水量為2%，4%，6%，8%，10%的土試樣共5組，結(jié)果見圖2。

圖2 各試樣重?fù)魮魧嵡€圖

由圖2可知，在不同含泥量的風(fēng)積沙重?fù)粼囼炛?，?dāng)含泥量在30%～50%時，風(fēng)積沙試樣隨著含泥量的逐漸增加，其干壓效果越來越不顯著，并且，最佳含水量呈現(xiàn)增大的趨勢;當(dāng)含泥量小于30%時，風(fēng)積沙試樣干壓效果顯著，最大干密度出現(xiàn)在干燥和飽和狀態(tài)。

通過重型擊實試驗得出含泥量和最大干密度的關(guān)系，見圖3。

圖3 重型擊實下最大干密度與含泥量的關(guān)系

由圖3可知，隨著含泥量的增加，風(fēng)積沙的最大干密度呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢。

3 不同含泥量風(fēng)積沙的強度特性

圖4 最優(yōu)含水量下含泥量與CBR值的關(guān)系曲線

采用JTG E40-2007公路土工試驗規(guī)程進(jìn)行CBR試驗，在最佳含水量下浸水4 d進(jìn)行不同含泥量的CBR試驗［4，5］。由圖4可知，不同含泥量風(fēng)積沙的浸水CBR值，隨著含泥量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。含泥量在60%以后，CBR值的減小趨于平穩(wěn)。

4 結(jié)語

通過對不同含泥量的風(fēng)積沙路用性能的試驗研究可以分析出，風(fēng)積沙作為穿沙公路的路基填料是切實可行的。對于含泥量為30%左右的風(fēng)積沙，最大干密度達(dá)到最大值，可以將風(fēng)積沙的力學(xué)性能分界線劃在30%，當(dāng)含泥量小于30%時，可以作為穿沙公路路基填料;當(dāng)含泥量大于30%時，需要對風(fēng)積沙進(jìn)行改良。

［1］ 付兵先.不同含泥量風(fēng)積沙的路用性能研究［D］.西安：長安大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006.

［2］ 周 斌，義宗貞.沙漠干砂分層回填振動壓實后的地基承載力的室內(nèi)試驗研究［J］.石油工程建設(shè)，2002，28(4)：19-22.

［3］ 孫祖望.壓實技術(shù)與壓實機械的發(fā)展與展望［J］.筑路機械與施工機械化，2004(4)：67-68.

［4］ 李俊丹，王加弟.固化劑穩(wěn)定風(fēng)積沙的配合比設(shè)計［J］.遼寧省交通高等專科學(xué)校學(xué)報，2007，19(1)：22-24.

［5］ 張展弢，龔?？疲x永利，等.內(nèi)蒙古自治區(qū)風(fēng)積沙的工程特性［J］.河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，35(3)：112-117.