淮江高速公路膨胀土填筑路堤的试验研究

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1、淮江高速公路膨胀土填筑路堤的试验研究摘要：淮江高速公路是江苏省“九五”重点建设项目，沿线分布有膨胀土，必须根据其特点，研究合理可行的解决办法。本文通过对不同取土坑土样试验、不同掺灰率压实试样试验和施工路段现场试验，提出了具体的处理措施和方案及填筑技术，对施工具有较好的指导作用，同时也将在实施过程中进一步完善该项技术。关键词：高速公路路堤膨胀土试验研究1　前言　　淮江高速公路是国道主干线同江至三亚、北京至上海的共线段，也是江苏省“九五”重点建设项目之一。全长153km，全线采用路基宽28m，双向四车道高速公路标准。在测设过程中，发现沿线分布有膨胀土。膨胀土中含有较多的粘粒及亲水性较强的蒙脱石

2、或伊利石等粘土矿物成分，是一种遇水膨胀、强度骤减、失水干缩、坚硬而又常有收缩裂隙的高塑性粘土。用这种土来填筑路堤必须采取防护措施和填土改性，确保高速公路安全运用。　　由于膨胀土的液限、塑限和塑性指数较大，压缩性偏低，在天然含水率的情况下处于较坚硬的状态，所以易被工程技术人员忽视，但其对工程建设潜在着严重的破坏性，膨胀土路堤易产生溜坍、坍塌、滑坡等严重事故，还会产生收缩开裂、膨胀、松散、剥落等病害，一旦出现问题，治理难度很大。世界上许多国家遇到过膨胀土的危害问题，据统计，在美国由于膨胀土问题造成的损失，是洪水、风和地震所造成的损失总和的两倍多。我国有几条重要铁路、公路干线也遇到膨胀土引起的工

3、程地质问题。目前处理膨胀土的方法主要是化学改性，如掺石灰、水泥、粉煤灰、氯化钠、氯化钙或磷酸等来稳定膨胀土，其中加石灰是最普遍和最有效的方法，其掺灰量应通过物理力学性质、膨胀性、水稳性等试验来选用最佳配比。因此必须根据淮江线膨胀土的特性，结合必要的试验，研究合理的处理方案以及在现场施工的适用性，提出填筑技术要求。2　试验项目、方法及成果　　根据研究要解决的问题，试验分成三大类，分别为：　　(1)取土坑土样试验，用以鉴别土样的胀缩程度，包括液限、塑限、颗粒大小分析，自由膨胀率，粘土矿物成分分析(x射线衍射试验及差热分析试验)。　　二个典型土样试验成果如表1所示。淮江高速公路膨胀土取土坑土样试

4、验成果表表1土样编号主要粘土矿物成分界限含水率颗粒分析自由膨胀率Fs(％)膨胀土工程地质分类液限ARGIN:0cm0cm0pt;TEXT-ALIGN:center"align=center>塑限soNormal>塑性指数Ip0.25～0.075mm(％)0.075～0.005mm(％)＜5um(％)＜2um(％)1蒙脱石伊利石55(73)2728262362774中等膨胀土2蒙脱石伊利石43(55)2023162372965弱膨胀土注：括号中液限数值是按照《公路土工试验规程》中的关系式计算的100g圆锥下沉20mm所测的液限。　　(2)不同掺灰率压实试样的胀缩性及力学性试验，用以

5、比较不同石灰含量对消除膨胀土胀缩性、改良力学性质的效果，包括重型击实、膨胀力、无压膨胀率、有压膨胀率、线缩率、收缩界限、收缩系数、压缩系数等，试验成果如表2所示。掺灰率以生石灰质量与干土质量之比计算。膨胀土不同掺灰率压实及胀缩性试验成果表2土样编号石灰含量%龄期d重型击实试验试验干密度pd(g/cm3)膨胀试验　最大干密度Pdmax(g/cm3)最佳含水率soNormalstyle="TEXT-ALIGN:center"align=center>自由膨胀率Fs％膨胀力Pe(kPa)无压膨胀率δe(％)50kpa膨胀率ep50(％)收缩界限soNormalstyle="TEXT-AL

6、IGN:center"align=center>收缩系数Csl1011.8216.01.7174480252.99.20.44411.7716.01.66　124.91.618.60.1771.7716.01.66　1.20.14-1.016、70.16281.7716.01.66　00.02-0.1255.60.07611.7416.01.66　5.11.810.2610.00.0971.7416.01.66　0.770.015-0.596.50.12281.7416.01.66　0-0.01-0.10　　811.7916.01.68　3.720.69-0.3210.00.0971.79

7、16.01.68　1.240.05-0.296.00.11281.7916.01.68　00-0.23　　2011.8715.01.7665106.522.11.799.70.42611.8115.01.70　13.66.390.6610.00.0971.8115.01.70　00.21-0.177.00.06281.8115.01.70　00.09-0.1　　　　按《公路路基设计规范》规定，压实胀缩总率不得超过0.7%