西南多雨地區高速公路路基處治方案研究

長安大學 公路學院 劉義彬 岳 希

我國西南地區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、強度不足、彎沉檢測不達標等問題。因此，對含水量大的路基段進行水泥處治是很有必要的，但過高的水泥摻量會引起土基縮裂，而摻量過低又會使路基強度達不到要求；因此，在實際工程中，對于改良土中摻加水泥劑量的多少一直沒有合理的標準。本文，筆者通過相關試驗，在測定路基用土（選取西南地區的砂巖土和泥頁巖土）各項基礎指標的基礎上，結合水泥處治后改良土的最大干密度、最佳含水量以及7 d無側限強度等指標，最終確定了合理的水泥劑量以及強度標準，對于實際施工具有重要的參考價值。

一、試驗內容

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，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。

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

（4）在土樣中加入相應的水泥進行拌和，在拌和充分后，用電動擊實儀進行重型擊實試驗，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無側限抗壓強度。根據每個水泥劑量條件下水泥土的最佳含水量和最大干密度，按照規范靜壓成型方法，分別在每個水泥含量下制作6個尺寸為50 mm×50 mm的圓柱形小試件（可制作尺寸為150 mm×150 mm大試件作為對比），4個水泥含量共24個試件。按照規范要求，對試件進行7 d標準養生，24 h泡水。進行無側限抗壓強度試驗，計算強度的平均值和代表值，并分析相關規律。

二、試驗結果及分析

1.改良砂巖土試驗結果及分析。

（1）改良砂巖土試驗結果。選取西南地區砂巖土進行7 d無側限抗壓試驗，試驗結果見表1。

表1 水泥改良砂巖土的7 d無側限抗壓強度試驗結果

（2）試驗數據分析。通過砂巖土的7 d無側限抗壓試驗結果可知，改良砂巖土的擊實曲線具有較強的規律性，各工地實驗室應對標段實地土質進行擊實試驗，以確定相應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養生及泡水后，各水泥劑量的大小試件整體并未出現明顯松散和破損。改良砂巖土的7 d強度值隨著所摻水泥劑量的增加而增加，兩者近乎呈線性關系。 由表1數據可知，當水泥劑量不低于4%時，改良砂巖土大小試件的7 d強度值均不低于0.5 MPa。因此，筆者認為水泥劑量應不低于4%，以保證改良效果。

2.改良泥頁巖土試驗結果及分析。

（1）改良泥頁巖土試驗結果。選取西南地區泥頁巖土進行7 d無側限抗壓試驗，試驗結果見表2。

表2 水泥改良泥頁巖土的7 d無側限抗壓強度試驗結果

（2）試驗結果分析。與砂巖土相似，改良泥頁巖土的擊實曲線同樣具有較強的規律性。 改良泥頁巖土靜壓成型試件在7 d養生及泡水后，除水泥劑量為2%的小試件泡水后出現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明顯松散和破損。改良泥頁巖土的7 d強度值隨著所摻水泥劑量的增加而增加，兩者近乎呈線性關系。由表2數據可知，泥頁巖改良土的7 d強度較砂巖土稍高，當水泥劑量不低于4%時，泥頁巖改良土大小試件的7 d強度值均不低于0.8 MPa。因此，咨詢組認為水泥劑量應不低于4%，以保證改良效果。

三、結論

1.水泥改良土干密度與含水量具有較強的規律性，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.改良土的強度值與水泥含量的關系表明，7 d強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，應適當增加水泥結合劑的劑量，以達到更理想的改良效果。

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

4.實際應用中，應根據現場土質確定最佳含水量和最大干密度，并對改良后的土質進行抽樣分析，通過EDTA滴定法確定實際摻加的水泥含量，并根據實際情況進行調整。