风化花岗岩开挖废料底基层力学特性研究

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1、第1期(总第202期)NO．12010年2月SHANXISCIENCE＆TECHNOLOGYofC0MMUNlCATIoNSFeb．风化花岗岩开挖废料底基层力学特性研究闫立来(山西省交通科学研究院，山西太原030006)摘要：花岗岩风化料在我国的一些地区是一种常见工程废弃材料，一直以来没有被人们关注，若作为一种可以用作道路路基底基层的填筑材料，则我们需要对其力学特性作进一步的研究。目前公路行业中比较关注的是材料的压实特性、抗剪强度特性和回弹模量特性等指标。根据试验测得特性指标与公路工程要求的指标对比，对花岗岩

2、风化料路用性能做出初步评价，可指导实际的工程生产。通过利用花岗岩风化料做路基底基层，避免了大量的风化花岗岩开挖废料的堆积问题，做到了废物利用，而且更主要的是大大地节约了工程成本。关键词：风化料；底基层；力学；特性；废物；利用中图分类号：U416．1文献标识码：A文章编号：1006-3528(2010)01-0004-03花岗岩风化料在我国的一些地区是一种常见工成，以砾粒为主，占60％～70％，其余为砂粒，占30％程开挖废弃材料，一直没有被作为工程材料加以利～40％．不均匀系数为8．15，曲率系数0。95，原状

3、风化用。本文依托郑州一石人山高速公路，该工程段内风花岗岩废料为级配良好的材料。化花岗岩开挖废弃料丰富，通过对路线建设区沿线嘲钿花岗岩风化料成因、分布等工程地质特眭的调查，结合风化料风化程度及其物理、力学特性等试验研究，雹得出适合公路路基填料和半刚性基层(底基层)材料袋的特性结论，为后续研究打下基础。埘}针对风化花岗岩料具有区域性特点，结合该路÷段自然地理条件和实际情况通过室内与现场试验，粒径dilmm得出路基底基层相关设计参数：压实特性指标、图1风化花岗岩开挖废料累计曲线，抗剪强度特性指标c、，路基回弹模量特

4、性E，并2风化花岗岩开挖废料击实特性对填筑工艺和高路堤边坡稳定性提出优化建议和综试验采用2组平行试验，每组试验分别配制了合评价，为类似工程提供经验。6个不同的含水量，击实仪采用重型击实仪，击实试1风化岩废料的颗粒组成分析验分3层击实，每层94击。2组击实试验结果如表1所现场采集的原状风化花岗岩颗粒较粗且不均示。匀，为分析原状土颗粒分布特征，进行了室内筛分试表1击实试验结果表试件编号湿密度／g·cm干密度／g·cm含水量／％验，其粒度成分分布特征如图1所示。第一组第二组第一组第二组第一组第二组在累计曲线上，可确

5、定两个描述该风化花岗岩l2．042．141．952．044．75．1开挖废料的级配指标：不均匀系数和曲率系数。22．272．292．112．137．77．632．272-312．082．1O9．110I2不均匀系数：c=0,6O==8．15，“jOU·二，42．262．242．O32．02l1．1l1．1J2n1c252．242．292．012．04l1．8l2．1曲率系数：=ⅡfZ．U专XU．Z／：0．95，62．242．231．962．0o14．3l1．410结果表明：原状土颗粒主要由砂、砾、土3部分组其

6、干密度与含水量关系如图2(见5页)所示。收稿日期：2009—10—30；修回日期：2009—11-16作者简介：闫立来(198o_一)，男，山东临沂人，助理工程师，2009年毕业于长安大学岩土与隧道工程专业，硕士研究生。2010年第1期闫立来：风化花岗岩开挖废料底基层力学特性研究2．2．4路基回弹模量特性02．∞1．路基土回弹模量这一概念最早由Seedeta1．H1．豫1．于1962年提出，定义回弹模量为瞬时动态脉冲荷载!．下，动态偏应力与回弹或可恢复应变的比值。在各国1．现行沥青路面设计方法中，许多都采用回

7、弹模量来表征路基的力学特性，如：JTrJ0l4—97《公路沥青路图2干密度与含水量关系图从表1结果可以看出第一组最优含水量：7．4％，面设计规范》、{AI沥青路面设计方法}(1991第9版修最大干密度：2．12g／em；第二组最优含水量：7．6％，正版)、{AASHTO路面结构设计指南}(2002版)等，因此，路基回弹模量是沥青路面设计(路面结构应力一最大干密度：2．14g／em；所以取其两组的平均最优含水量：7．5％，平均最大干密度：2．13g／cm。．应变分析)的重要参数之一。目前，我国相关设计规范中路基

8、回弹模量参考值虽然是全国历次详细调查3抗剪强度特性试验的成果，但主要代表的是我国2O世纪60年代前在本试验中，对于抗剪强度特性指标C、值的后二级以下公路的路基状况，并且是静态值，已经难测定，采用的是室内三轴固结不排水剪切试验，试验以准确反映现有高等级公路铁路的路基性状。土基过程按照《土工试验技术手册》操作。试验选用剪切回弹模量是路基设计的一个重要指标，回弹模量取应变速率为0．5mm／min．试验的试