高速鐵路路基改良填料的試驗研究

張永宏

摘要：高鐵的建成實現了日行千里的最終夢想，對人們的生產及生活帶來了諸多便利。但是高鐵在為我們帶來一些享受的同時，也帶來了一些實質性難題。如何在相應工期內保質保量完成建設施工任務，對相關施工企業在具體的組織領導及施工技術方面帶來了更大的挑戰。而對于鐵路路基施工來講，其步驟及施工工藝的好壞，與路基質量的好壞具有直接性關系，因此，對其給與認真落實意義重大。

關鍵詞：高速鐵路；路基；改良填料；試驗

一、水泥改良土

就水泥改良土而言，對需改良的涂料摻入水泥這一性能較好的固化材料，能夠大大提高涂料的強度，并有效提高其抗壓強度，保證較高的穩定性。然而，水泥改良土的改良技術設計和施工中，應當注意水泥用量的特點。當水泥用量過小時，則無法保證改良土較高的強度和剛度，無法實現最佳的土料改良效果。當水泥用量過大時，則會因水泥比例過高，導致水泥細顆粒不斷增多，從而造成裂縫的產生。當水泥出現裂縫之后，會導致高鐵路基表層級配粗粒料和基床底層的改良土相互侵入，導致基床的排水性能大大降低，影響其排水效果，從而使得基床潛藏著相應的安全隱患。如鐵路投入運行，列車因荷載過重，極容易因壓力過大造成基床受到擠壓，出現泥漿外涌的情況，給路基的強度和穩定性造成極大的負面影響。因此，應當保證水泥用量的準確，并保證水泥拌合過程與后續的施工過程效率，避免因水泥水化和水解作用過快導致水泥粘合度和強度受損，從而使得整體路基的強度和質量受損。

二、石灰改良黃土路基填料試驗

由于黃土具備水敏性特征，一旦和水作用將導致工程性質大幅度降低，因而黃土地基極容易受水影響而出現承載力不足導致的路面坍塌等不良影響。使用石灰能夠對黃土地基進行有效的改良，文章結合室內試驗研究了石灰改良后的填料，提出了路基填料的具體方案，通過測試石灰改良土的工程性質，得出了最終的試驗結論。

1.填料試驗原料

試驗用的黃土具體物理性質如下：天然密度為1.73g/cm3，天然含水量為24%，天然孔隙比為0.90，比重為2.65，液限和塑限分別為35%、19%，無側限抗壓強度為33KPA，粘聚力為17KPA，塑性指數為16.0，壓縮系數為0.88MPA。試驗用的石灰為消石灰，較為干燥，具備相當的活性，氧化鈣等含量均符合相關規定。

2.試驗內容

石灰摻和比控制在10%以下，分別選擇6%石灰摻和比、8%石灰摻和比、10%石灰摻和比做三組對照試驗，選擇90%壓實度制備試件和95%壓實度制備試件，在濕度大于90%、溫度控制在18℃到22℃之間的恒溫恒濕養護箱內進行養生，時間分別為7天、14天、28天。試驗的整個過程完全遵守鐵路土工試驗相關的規程進行。

第一，擊實試驗。擊實試驗能夠獲得體現填料壓實性能的重要指標，從而可以對路基填筑質量進行控制。本試驗按照重型擊實標準，制備不同的試樣共五份，各試樣質量均控制在2.5kg，根據塑限含水量不同取一個擊實試驗中值和高于、低于中值的試樣各兩個，各試樣含水量相差2%，加水悶料保持1天。擊實試驗的整個過程完全遵守無機結合料相關的試驗規程進行。

第二，液塑限試驗。液塑限試驗能夠得到體現填料與水作用程度的液塑限指標，本試驗利用光電式液塑限聯合測定儀對石灰改良土進行測定。

第三，壓縮試驗。壓縮試驗能夠確定土體剛度，可以用來確定土體受力狀態。在壓縮試驗中，能夠得到各試樣的壓縮模量、系數，能夠以此分析試樣的抗折能力，具體操作如下：先添加石灰，再測定試樣的最佳含水量與最大干密度，制備試件，然后養生28天，最后測試試件在直接壓縮下的壓縮模量、系數和濕陷系數，并測試試件在直接壓縮后浸水、浸水飽和后再次壓縮兩種情況下的參數。

第四，強度試驗。強度試驗能夠獲得試樣的強度，能夠確定路基改良效果與后續的改進方向。強度試驗包括無側限抗壓強度與三軸剪切試驗，本文選用前一種方法，根據重型擊實試驗所取得的結果，通過靜壓法制備試件，在7天、14天、28天的養護后，將試件置于溫度維持在18℃到22℃的水中1天，浸水飽和后進行強度試驗。

三、施工工藝研究

1.石灰土填料要求和施工準備

在進行實際施工之前，需要先檢查一下改良的土料種類是否符合要求，并做好石灰土的配比試驗。表1是本工程施工中所需的改良土原材料及質量標準。

符合要求的土質還需要經過過篩處理。在運輸、貯存、磨細，撒布石灰的各個環節中，為了減少石灰與外界的接觸，需要制定有效的措施。在消解石灰的過程中，應將石灰分類分批的貯存在能夠避風近水處。

2.施工工藝

2.1驗收下承層

為了確保填筑壓實標準，在進行石灰填筑之前，需要對基底的幾何尺寸進行檢查，檢測和驗收相關工序是否符合標準

2.2測量放樣

為了確保填料量，因此將在路基上采取縱向樁距小于10m的方格網來進行控制，并將橫向樁分別設置在路基中心和兩側。將指示樁設置在兩側路肩邊緣，并且為了控制好每層的攤鋪厚度，在方格網中使用白灰點來控制自卸車倒土密度。

2.3拌和

在拌和廠中將混合料按照石灰摻量2%進行預拌，同時為了減少土壤中的土塊，確保混合料中不存在10mm的土塊體，將使用碎土設備進行處理。在施工現場中，使用路拌機對3%石灰摻量進行路拌。

2.4攤鋪

在進行攤鋪之前，需要確定好依據松鋪厚度計算出每車混合料的攤鋪的面積，以及堆放的密度。首先將混合料攤鋪好，接著將3%的石灰摻量均勻的攤鋪好。先使用路拌機進行路拌4～6遍，拌和時記得將拌合深度拌和到進入下一層的1cm左右的深度；接著檢測灰劑量，每50m就需要檢測一個斷面，每個斷面檢測左、中、右3個點，當這些點都符合要求后，再使用平地機進行初平和整形，之后再使用壓路機碾壓1～2遍左右。對于離析的混合料需要有相關人員進行及時清理，并相應地補給新的混合料。

2.5碾壓

碾壓的過程中使用的是重型、特重型的壓路機進行施工，按照順線路從兩側向中間的順序、縱向進退式進行。

四、結論

高鐵鐵路路基需要保證足夠的強度和剛度，確保縱向變化的均勻，才能夠有效保證高鐵列車在運行過程中的高速度和高效率，實現運行中的安全性和平穩性。由于高鐵路基會因自重造成壓密下沉，從而使得高鐵軌道垂直下沉，同時還會因列車負重超荷導致壓力過大，產生累積塑性的路基變形，導致路基的不平穩，鐵路軌道出現不平順現象。這樣一來，列車運行過程中既無法保證運行安全，同時會因長期的不規范動力作用加劇軌道的變形。應當在路基施工當中，對路基填料進行有效改良，結合具體的土質情況，選取最合適的改良技術和辦法。

參考文獻：

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