宁西二线铁路路基石灰改良土探究

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1、宁西二线铁路路基石灰改良土探究　　【摘要】：本文主要介绍了在宁西铁路西安至合肥段增建第二线工程的施工过程中，针对其中某些里程的铁路路基施工遇到的A、B组料缺乏而需要对现场丰富的低液限粉质黏土以及高液限粉质黏土等C、D组料资源进行化学改良的问题，通过对石灰改良土的室内液塑限试验、击实试验、无侧限抗压强度试验和工程现场的压实系数、K30试验等，研究了石灰改良土填料在工程中的使用效果。【关键词】：石灰改良土；无侧限抗压强度；击实试验；中图分类号：F540.3文献标识码：A文章编号：绪论7在我国，铁路路基填料分为A、B、C、D、E五类，A类为优质填料，B类为良好填料，C类为可用填料，而D

2、类和E类分别为不应使用和严禁使用的填料。依据客货共线铁路路基工程施工技术指南，铁路路基基床以下部位路堤以及基床底层填料应选用A、B、C类填料或改良土。宁西铁路西安至合肥段增建第二线工程NX3标为中铁二十局集团有限公司承担了施工任务，全线里程为K326+843.8-DZK387+652.3，跨越了河南省南阳市镇平县、内乡县、西峡县3个县区，该地区雨量丰富，年平均降水量大于500mm，其中K352+590-K369+050这段里程的路基工程在开始施工之前遇到了路基填料选料上的一些困难。该里程处于内乡县与镇平县交接的平原地带，A、B类填料很少而且运距较远，周边土场以及路基挖方土都是C、

3、D类填料中的低液限粉质黏土、低液限黏土以及高液限粉质黏土等，而宁西二线铁路是一条设计时速小于等于160Km/h的Ⅰ级铁路，这类填料是不能满足铁路路基填料的要求的，所以必须对其进行改良后方可使用。目前，对黏土类的路基填料进行化学改良的方法很多，有掺石灰、水泥、粉煤灰、二灰(石灰和粉煤灰、水泥和粉煤灰)、分析纯氯化钙等无机改良材料、聚丙烯酰胺等有机改良材料、微生物改良法和工程弃渣改性等[1]。国内外大量试验研究对比这些方法证明，用石灰改良黏性土路基填料的效果较佳，改良后的路基具有较高的强度和较强的板体性能。2、石灰改良土的机理石灰是以碳酸钙为主的原料经过煅烧分解，并排出二氧化碳后的成

4、品，其主要成分是氧化钙和氧化镁。生石灰对黏土液塑限的改良作用，对最大干密度、最优含水率及强度、稳定性的影响，既有物理作用，又存在化学反应过程，两方面共同作用促使土体性质发生根本性的改变。7石灰加入土中后，石灰与土中的矿物成分发生化学反应，使土体表面砂化，从而使土的黏粒含量有所下降。石灰改良土中的火山灰反应是土中活性硅、铝物质与石灰提供的游离钙之间的化学反应，生石灰吸水形成的Ca(OH)2一部分与土中的SiO2和Al2O3发生化学反应，生成水化CaSiO3和水化CaAl2O4等水化产物，水化物对土颗粒产生胶结作用，使土颗粒丛生在一起聚集增大，并趋于紧密[2]。石灰与土的离子交换作用

5、，使石灰土发生团聚，随之有胶凝物生成，构成了胶凝团聚结构。碳酸化反应与火山灰反应对提高石灰土的强度与稳定性有决定性的作用，当它们的生成物处于胶凝状态时，石灰土结构属凝聚结构，随着结晶网架的生成，逐渐向结晶缩合结构转化，其强度和刚度不断增大[3]。3、石灰改良土的室内试验3.1、材料试验本试验土样取自宁西二线西安至合肥段DYK332+700处、陈营村左侧1000米处、DYK381+630-DYK381+950处3个有代表性的C、D类填料的取土场，分别归属于河南省南阳市西峡县、内乡县、镇平县三个行政区县，分布在NX3标段全线里程的尾部、中部和头部，基本上代表了该标段的黏性土填料的全部

6、种类。通过对3种素土样的物理性能试验，得出其物理指标如下表1。7从表中可以看出，3种土样塑性指数都比较大，表明黏土粒含量较高或矿物成分吸水能量较强，工程性能较差，分别属于C、D组料，属于需要经过处理方可填筑路堤的填料。其击实试验结果见下表2。表2素土样击实试验结果试验用的生石灰消解后经过CaO+MgO含量试验，得出其含量结果超过50%，满足Ⅲ级以上标准，可以用于石灰改良土试验。3.2、石灰改良土击实试验根据TB10102-2010《铁路工程土工试验规程》，采用化学改良土的重型击实试验标准，对3种土样，分别进行了不同石灰掺量的击实试验，确定其最大干密度和最优含水率，对试验结果汇总分

7、析如下表3。表3石灰改良土击实试验结果汇总表7由上表可以看出，3个取土场的石灰改良土，随着掺入石灰量的增加，最大干密度都呈现逐渐减小的趋势，而最优含水率则呈现缓慢递增的趋势，但是变化的范围都不大。尤其是石灰掺量增加到了一定程度以后，这种变化趋势逐渐减弱并接近于没有了，这说明石灰的掺入量并不是越多越好，而是有一个最佳掺量的。3.3、石灰改良土的无侧限抗压强度试验根据TB10102-2010《铁路工程土工试验规程》，采用化学改良土的无侧限抗压强度试验标准，对3种土样，分别进行了不同石