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1、论铁路路基填料分类第25卷,第2期2004年4月中国铁道科学CHINARAILWAYSCIENCEVO1.25No.2ApriI,2004文章编号:1001—4632(2004)02—0035—07论铁路路基填料分类叶阳升(铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京100081)摘要:通过对铁路路基施工中出现填料工程质量问题的分析,认为现行铁路规范所采用的"粒度累积分类法"依据单一,不能很好地反映土性;"统一分类法"依据土的颗粒组成,颗粒级配,细粒含量,相邻粒组的含量以及塑性指标(塑性指数,液限),更具科学性.为使我国铁路规范中的"填料分类"逐步向"统一分类法"
2、靠近,并与"岩土分类"标准统一,提出两个修改方案:方案A为过渡方案,对现行分类只作粒组划分和细粒含量局部调整;方案B则以"统一分类"体系为框架,同时又照顾方案A的分类习惯,使两种方案能够衔接.关键词:岩土;路基;填料;分类中图分类号:TU441.31文献标识码:A1概述在路基施工中使用双指标控制填料压实标准时,会出现同一组填料的压实系数K满足设计要求,而地基系数K∞不满足设计要求的矛盾现象.在一般路基设计中,基床表层使用B组填料时,有时会发生局部路面较大的不均匀变形.其根本原因在于"铁路路基设计规范"中"填料分类"和"填料分组"的划分不当.进行路基填料合
3、理分类,采用能够正确反映土性的分类体系和土性参数,并与铁路工程岩土分类标准(以下简称"岩土分类")协调一致,是本文阐述的主要问题.2国内外土的工程分类总趋势由于世界各国土质特性不同,分类方法也各不相同.经过多年的研究,人们认识到粒径大小,细粒含量,颗粒级配和塑性等是决定土性的基本共性指标,以此作为划分土类的依据,是国内外土的工程分类的总趋势.2.1各国采用的分类体系国内外土的工程分类法可归纳成两大体系.收稿日期:2003.11.13作者简介:叶阳升(1966一),男,河北潢川县人,副研究员,博士.基金项目:铁道部建设司科研项目(铁建技字2001第4号)(
4、1)美国最早提出的土的联合分类系统],称为"统一分类法",它是目前公认的较为完善的分类方法,该方法划分土类的依据是土的粒径大小,颗粒级配,细粒含量,相邻粒组含量以及塑性指标(塑性指数,液限).它首先考虑了粒组的主成分,然后用颗粒级配,细粒含量和塑性等反映土性的指标加以描述,清晰地反映在定名里,同时用明确的标准符号表达出来.它适用于路堤,土坝,也适用于建筑工程的地基土分类.(2)以原苏联为主的"粒度成分法"』,又称为"粒径累积法",该方法划分土类的依据是土的粒径大小和塑性指数.该分类法依据单一,不能很好地反映土性,对于细粒土来说,"粒径累积法"分类只用单一
5、塑性指数指标定名,没有考虑液限对土性的显着影响,如塑性指数相同时,液限越高,土压缩性越大,容易引起路基下沉过大或发生翻浆冒泥等路基病害.这两大分类体系在我国不同工程部门的标准中均有使用,见表1』.从表可以看出,世界各国基本上都使用"统一分类法"体系,我国除建设部和铁道部以外,其它部门也都使用"统一分类法".中国铁道科学第25卷表1各国土的工程分类标准2.2各国使用的粒组划分界线"统一分类法"或"粒径累积法"都认为土的粒径大小和塑性是影响土强度的重要指标,颗粒越大,强度越高,透水性越好;塑性指数越小,强度越高.因此,分类时首先将土按粒径大小依次分段划组,原
6、则是每一粒组内的土性基本接近,随着粒径变细粒组范围应该越来越小.美国麻省理工学院曾提出用"2"字打头划分粗粒界线,如块石和碎石用2001TUTI划分,碎石和砾用201TUTI划分,砾和砂用21TUTI划分,这一划分方法已被许多国家所接受并逐渐在各种规范中得到统一.经过一段时间的使用后,认识到卵石从2001TUTI到201TUTI粒径范围太大,因此将卵石粒径范围改为2001TUTI到601TUTI,见表2.表2表明除个别国家外,国内外有关规范的粒组界限基本趋于统一.2.3各国土的粒径级配标准土的粒径级配是控制土性的又一指标,土的级配状况是根据土的粒径级配曲
7、线,确定不均匀系数C和曲率系数C进行鉴别的,当C≥5,C=1～3时,属良好级配;此时,土中细颗粒可充填粗颗粒间的孔隙,使土密实.如C<5或者C不在1～3之间,表示土粒级配范围窄或级配曲线不连续,呈台阶状,属于不良级配,此时土中孔隙大,难以压实.各国土的颗粒级配划分标准见表3.2.4各国土的细粒含量划分标准实践和经验表明,土中细粒的含量和成份会改变土的性质,如:定名为碎石土,理应具有松散状,透水性好,堆筑的边坡较陡等优点,但如果该土含粉粒或粘粒超过一定的数量,则会变成透水性不好的土,其抗剪强度也变成由细颗粒控制,石质路堤就变为土质路堤.大量试验分析表
8、明,细粒小于土全重的5%时,在土粒中起不到填充作用,所以定名时可不予考虑;当细粒
