风化砂掺量及上覆荷载对改良膨胀土的影响试验

鉴于公路膨胀土路基的合理覆土深度的确定是膨胀土路基设计的一个关键问题,以小溪塔至鸦鹊岭一级公路改建工程膨胀土路基处理为背景,对采用风化砂改良后的膨胀土做了膨胀力试验及在不同上覆荷载作用下的有荷膨胀率试验,即对原膨胀土及膨胀土中掺入10%、20%、30%、40%、50%的风化砂,分别在杠杆式标准固结仪上做膨胀力试验,并在杠杆式标准固结仪上按0、12.5、25.0、37.5、50.0、75.0 kPa做六级加载试验。试验结果表明,随着风化砂掺量的增加,膨胀力显著下降,同一掺砂比例下掺砂土的膨胀率与上覆荷载常对数呈线性关系,同一上覆荷载作用下掺砂土的膨胀率随掺砂比例的增加先增大后减小,可推断不同深度处膨胀土可能发生的变形量,进而确定工程上处理膨胀土时需覆土的深度。     

不同改良材料对膨胀土工程性能影响的对比试验

以石灰、水泥、粉煤灰、风化砂四种材料改良同一种膨胀土,掺入不同的比例后,进行室内试验研究。试验表明:四种材料的掺入均能改善膨胀土的抗剪强度,其中掺水泥能大幅度提高膨胀土的黏聚力和内摩擦角;其次,掺石灰也能显著提高膨胀土的抗剪强度指标;掺入风化砂和粉煤灰后,膨胀土的黏聚力会有所下降,内摩擦角会随着掺量的增加,先逐渐增大后缓慢降低。掺入这四种材料均能有效改善膨胀土的膨胀特性,从对有荷膨胀率的影响效果来看,掺石灰对抑制膨胀效果最好,其次是水泥,而后是粉煤灰和风化砂。     

风化砂改良膨胀土膨胀特性试验研究

结合湖北省宜昌市小溪塔至鸦鹊岭一级公路改建工程及风化砂改良膨胀土路基施工项目,对膨胀土掺入不同比例的风化砂配制试件,进行自由膨胀率、无荷膨胀率、25 kPa和50 kPa有荷膨胀率以及膨胀力的试验研究,得到了不同掺砂比例下膨胀土的膨胀率和膨胀力指标。研究发现：掺砂对抑制膨胀土的膨胀是有效的,经过风化砂改良的膨胀土的自由膨胀率小于35%,达到了路基施工规范的要求。不同的掺砂量对改良膨胀土的膨胀指标有着显著的影响：当掺砂比例为10%时,自由膨胀率、膨胀力降低最为显著;当掺砂比例为40%~50%时,25 kPa有荷膨胀率的变化最为明显;掺砂比例为30%~40%,50 kPa有荷膨胀率变化的幅度最大;掺砂比例为40%时,荷载的增加对抑制膨胀性效果最明显;掺砂比例对无荷膨胀率影响很小,基本呈平缓线性变化。通过对掺砂效果的综合比较,掺砂10%能最快最经济抑制膨胀。     

水泥改良膨胀土无侧限抗压强度试验研究

结合湖北省宜昌市小溪塔至鸦鹊岭一级公路改建项目,利用水泥对沿线广泛分布的膨胀土进行改良处理,通过一系列的室内试验,研究水泥掺量以及养护龄期对改良膨胀土无侧限抗压强度的影响规律,试验结果表明:(1)水泥掺量对改良膨胀土无侧限抗压强度有显著的影响,水泥掺量小于7%时,无侧限抗压强度随水泥掺量的增加而迅速增长,当水泥掺量继续增加时,无侧限抗压强度增长速度变缓;(2)随着养护龄期的增加,改良膨胀土无侧限抗压强度逐渐增大,但强度主要来自于前14d的养护;(3)综合考虑各方面的因素,建议水泥掺量控制在7%左右。     

初始含水率和改良材料掺量对膨胀土抗剪强度的影响

为研究不同初始含水率和不同改良材料掺量对膨胀土抗剪强度指标的影响,分别在膨胀土中掺入水泥、石灰、粉煤灰、风化砂进行膨胀土的化学改良,通过改变4种改良材料的掺量及调整膨胀土的初始含水率,进行室内直剪试验。试验结果表明:掺水泥、石灰和粉煤灰能显著提高膨胀土的黏聚力,掺水泥提高黏聚力的幅度最大,其次是掺石灰和粉煤灰,掺风化砂会使膨胀土的黏聚力下降;掺水泥、石灰、粉煤灰和风化砂均能提高膨胀土的内摩擦角,其中掺水泥提高内摩擦角的幅度最大,其次是风化砂。4种材料均可用作膨胀土的改良材料,不同初始含水率及不同改良材料掺量对膨胀土抗剪强度指标的影响十分显著。     

复合方法改良膨胀土无侧限抗压强度试验研究

本文以改良膨胀土标准养护7 d的无侧限抗压强度为研究对象,分别在膨胀土中掺入水泥、石灰、粉煤灰、风化砂来进行单一方法改良,测试其无侧限抗压强度;在膨胀土中分别掺入水泥和风化砂、石灰和风化砂、粉煤灰和风化砂来进行复合方法改良,进行无侧限抗压强度试验。试验结果表明,在膨胀土中分别单一掺入水泥、石灰、粉煤灰、风化砂均能有效提高改良膨胀土的无侧限抗压强度,而且石灰、粉煤灰、风化砂的掺入量均有一个最佳值,使改良膨胀土的无侧限抗压强度达到最大值,从提高膨胀土无侧限抗压强度的角度来讲,单一方法改良的效果由好到差依次是水泥、石灰、风化砂、粉煤灰。而在膨胀土中分别掺入水泥和风化砂、石灰和风化砂、粉煤灰和风化砂来进行复合方法改良,无侧限抗压强度值均有了大幅度的提升,从提高无侧限抗压强度的角度来看,水泥和风化砂复合改良的效果要优于石灰和风化砂复合改良的效果,粉煤灰和风化砂复合改良的效果最差。通过复合改良方法与单一改良方法对比,可以发现,在相同条件下,复合改良方法的无侧限抗压强度值要比单一改良方法大得多,复合改良方法要大大优于单一改良方法。     

沥青路面冷再生基层混合料试验研究

结合湖北宜昌荷当公路路面大修工程,对以水泥作为添加剂的沥青路面冷再生基层击实指标和7 d浸水无侧限抗压强度进行了试验研究,研究结果表明:水泥稳定沥青混合料的最佳含水率和最大干密度随着水泥掺量的增加而增大,且变化的趋势随着材料的不同而不同,掺水泥稳定原面层和基层混合料的击实指标比掺水泥稳定单一基层混合料的击实指标小;随着水泥掺量的增加,水泥稳定沥青混合料的无侧限抗压强度值逐渐增大,且随着水泥掺量的增加,抗压强度平均值和代表值增大的幅度逐渐减小;掺入水泥稳定原面层和基层混合料的无侧限抗压强度比掺入水泥稳定单一基层的混合料的抗压强度值要小;水泥掺量大于5.5%时,混合料的无侧限抗压强度达到路用标准。