路基壓實參數相關關系及改良土控制指標的研究

陶 繼 紅

(太原市交通建設工程質量安全監督站，山西 太原 030053)

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路基壓實參數相關關系及改良土控制指標的研究

陶 繼 紅

(太原市交通建設工程質量安全監督站，山西 太原 030053)

介紹了路基壓實參數的相關關系，從抗壓強度、抗剪強度、水穩性、耐久性等方面，分析了改良土的控制指標，有利于提高改良土在路基工程中的施工質量，促進交通行業的快速發展。

路基，改良土，壓實度，抗壓強度

0 引言

鐵路作為我國交通事業中的重要組成部分，其為助推我國經濟的發展有著積極意義。為了保證交通事業的良好發展，為了提高人們出行質量，其中加強路基建設質量十分重要。路基的建設需要考慮到路基結構的受力、變形要求、路基結構形式以及尺寸要求、材料類型要求、壓實標準等。因此，為提高路基建設質量，對其壓實參數相關關系進行研究十分必要。

1 路基壓實參數相關關系分析

1.1 壓實度

壓實度的作用主要是了解現場填筑壓實系數和室內進行試驗兩者之間的接近程度，它是路基壓實標準中一個最基礎的也是必須監測的指標，壓實系數越高說明邊坡的穩定性越好，滲透性下降而水穩性提高。

1.2 改良土摻入料的摻入量

一般在正常的情況下摻入料的摻入會提高改良土的強度，但是如果摻入量超過某個數值其反而會導致收縮裂縫，影響土的強度和水穩性。因此摻入料的摻入量需要在一個合理的范圍內[1]。在具體的施工中，配料的準確性、拌合的均勻性都能夠將摻入料的良好性能發揮出來。但是，如果摻入料撒鋪不均勻，拌合料就不會均勻。摻入料過少，導致強度不符合設計要求，摻入料的量過多，又會出現裂縫。因此，需要監測摻入量在土中的分布情況，更加合理的了解摻入料的摻入量。

1.3 地基系數

地基系數反映的是填土厚45 cm～60 cm內單位壓力下的最大允許變形值，可以反映出路基的強度和變形的相關情況，實際上就是了解填土的變形階段，單位下沉量的荷載能力，重點了解其變形情況。

1.4 變形模量

變形模量是在路基壓實過程中衡量壓實度的重要指標，主要表征對象為壓實施工土體的壓縮特性，是土體抵抗彈塑性變形能力的體現。通常對于路基壓實變形模量的測定，采用單循環靜載以及二次循環靜載進行實驗檢驗[2]。

1.5 孔隙率

路基壓實孔隙率通常用百分數表示，代表了壓實土體內部存在的空隙和土體二者間的體積比。在當前的交通工程路基施工中，孔隙率始終是重要的檢測標準參數之一。在壓實土體顆粒密度一定時，土體干密度與孔隙率成反比。最理想狀態下的壓實效果是土體內部不存在孔隙，也就是孔隙率為零。但在實際的路基壓實施工過程中，并不是單純追求孔隙率的降低，而是要通過壓實施工使地基土干密度接近顆粒比重數值，從而保證路基壓實后的土體呈現出整體結構的一致。

1.6 相對密度

想要了解砂土的密實程度，可以去了解砂土的孔隙比，但是砂土孔隙比會受到顆粒形狀和級配的影響。但是孔隙比并不能確定砂土的形式，這是因為相同的孔隙比其可能在自然界的存在形式也不同。而相對密度能夠有效克服這個問題，通過利用砂土的最松狀態孔隙比和最密實狀態孔隙比看天然孔隙比更加接近哪個數值，即相對密度法。

2 改良土控制指標分析

2.1 改良土抗壓強度指標

抗壓強度指標可以快速準確的反映出試件的強度特性，應用比較廣泛。將素土、改良石灰土在最佳含水率和0.95壓實度的條件下改良后，改良石灰土其抗壓強度有一定增加，而素土的強度經檢測呈現出塑性破壞。研究發現石灰土殘余強度最大值為7.9%～15.5%，強度不到最大強度值的1/5。無論是素土還是改良土，其在飽水后的強度會大大減小，其中素土減弱的幅度最大，其次是石灰土、水泥土。

2.2 改良土抗剪強度指標

當存在的外力大于路基抗滑力路基的邊坡時就會出現失穩問題，在具體工程上表現為滑坡等。特別是在南方地區，水是導致路基抗剪指標下降的一個重要方面。水泥改良土則與其相反。土的性質是決定邊坡穩定性高低的主要因素，特別是在邊坡的坡度和高度都確定的情況下[3]，可以通過在紅層泥巖中加入水泥等提高其摩擦角值。但是如果是在飽水狀態下不管是素土還是改良土其抗剪強度都會下降。

2.3 路基抵抗局部變形指標

關于路基的變形，不僅要控制整體變形，也要加強局部變形的控制。路基一個十分明顯的薄弱點就是局部會出現剪切破壞，特別是在受到雨水以及列車荷載的情況下出現翻漿冒泥等病害的可能性大大提升。為了加強改良土路基填筑質量，最好能夠進行承載比試驗。針對鐵路路基的CBP值可以參照公路的CBR值進行取值[5]。

2.4 水穩性指標分析

改良土的水穩性，可以從兩個方面考慮，一方面是改良土在雨水浸泡時或者雨水沖刷時發生質量變化，另一方面是分析改良土浸水后的體積變化，可以采用有荷膨脹率。素土的水穩性很差，而水泥改良土和石灰改良土在浸水30 min后基本穩定，質量也未發生明顯改變[4]。

2.5 耐久性指標

針對改良土，為避免其發生疲勞破壞，需要對臨界動應力做出要求[5]。考慮到鐵路的路基不僅需要承受靜荷載的影響，還需要持續受到動荷載的反復影響。特別是在列車荷載作用產生的動應力等對鐵路行車造成十分明顯的影響。在填土的過程中每一次的加載、卸載都會產生不可逆轉的塑性變形，而且這種塑性變形會隨著刺激的增加而增大[6]。由于改良土受到氣候的影響，產生的干濕應力會破壞改良土的結構，影響到整個工程，因此需要確定臨界動應力，了解耐干濕循環能力指標。特別是改良土耐久性指標，其作為一個重要指標，可以選用質量損失指標判定改良土耐干濕循環能力的優劣。

3 結語

本文對路基壓實參數的相關關系、改良土指標等方面進行了研究，針對改良土路基施工壓實質量，需要重點考慮壓實度和摻入料的摻入量，還需要考慮到現場的施工環境以及條件，有效保證改良土的強度和耐久性要求。考慮到改良土在鐵路工程中的應用越來越廣泛，仍需要加強對改良土現場施工質量控制，同時完善相關檢測方式，進一步提高我國鐵路工程的路基質量。

[1] 葉陽升,程愛君,張千里.改良土路基的設計及壓實指標研究[J].中國鐵道科學,2008,11(2):1-5.

[2] 周援衡,王永和,卿啟湘,等.全風化花崗巖改良土高速鐵路路基填料的適宜性試驗研究[J].巖石力學與工程學報,2011,11(3):625-634.

[3] 周援衡,王永和,卿啟湘,等.全風化花崗巖改良土路基的長期穩定性試驗研究[J].巖土力學,2011,29(S1):596-602.

[4] 馬學寧,王 旭,蔣代軍.蘭新第二雙線戈壁土路基填料填筑試驗研究[J].中國鐵道科學,2011,31(6):1-8.

[5] 葉陽升,周 鏡.鐵路路基結構設計的探討[J].鐵道工程學報,2005,11(1):39-46.

[6] 董 城,冷伍明,李志勇,等.水泥改良高液限黏土動態回彈模量試驗研究[J].巖土力學,2013,21(1):133-138.

Research on sub-grade compaction parameters correlation and improved soil control index

Tao Jihong

(TaiyuanTrafficConstructionEngineeringQualityandSafetySupervisionStation,Taiyuan030053,China)

This paper introduced the correlation of sub-grade compaction parameters, from the compression strength, shear strength, water stability, durability and other aspects, analyzed the control index of improved soil, conducive to improve the construction quality of improved soil in sub-grade engineering, promoted the rapid development of transportation industry.

sub-grade, improved soil, compaction degree, compression strength

1009-6825(2016)22-0153-02

2016-05-28

陶繼紅(1971- )，女，工程師

U416.1

A