郑军①阎长虹①夏文俊②崔大伟②周欣②王玉英①陈明珠①
(①南京大学地球科学系 南京210093) (②江苏省高速公路建设指挥部南京210004)
摘要：针对苏北某高速公路沿线特殊软土的特点,采用两种方案按全粉料配料的方法配制CMSC型固化剂,并按一定剂量掺入土中。同时,考虑当地的水文气候因素,针对传统钢制击实筒的饱水条件偏保守的特点,研制了新型击实筒,在新型击实筒内制备试件并养护至规定龄期,采用新型浸水装置饱水,进行贯入试验。结果表明,试件的各向饱水条件更接近实际工况,增强了CBR值的可信度。CMSC型固化剂改良土的改良效果优于石灰改良土,且固化剂掺入剂量存在最佳掺量,同时分析了 CMSC型固化剂的加固机理,为进一步研究和工程应用提供了参考。
关键词：CMSC型固化剂新型击实筒CBR(加州承载比,California BearingRatio)
中图分类号：P642. 16 文献标识码:A
1.引 言
高速公路作为巨型线状岩土工程,跨越了不同 的地质区域,但在一些地方由于土地资源紧张,迫使人们在原本不适合作为路基填料的地方取土以进行路基填筑,从而产生了如软土、膨胀土、垃圾土等不良岩土工程问题,这些特殊的岩土工程问题无法单一地用太沙基创立的传统土力学理论来解决[1],需要借助物理化学等手段以改善和提高岩土的工程适宜性。
目前,常见土质改良方法主要有3种:
(1)石灰稳定土。石灰是自古以来一直被广泛 用来稳定土体的无机结合料,能够有效地降低土体 的塑性指数,增强土颗粒之间的胶结强度,提高土体 的整体强度。但其不足在于养护过程中逐渐形成的 凝胶物质会导致较大的体积收缩,并在内部结构中产生许多小的裂缝,同时石灰改良土的力学性质呈 脆性特征[2],从而影响了公路质量。
(2)二灰稳定土。二灰是指石灰和粉煤灰,粉煤灰属工业废料,使用其作为路基填料的配料,不仅能有效改善细粒土的级配,而且在石灰的激发下能参与火山灰反应,是一种利于环保的废料处理途径。但也同样存在具有脆性和干缩的缺点,且早期强度 较低,成型期较长。试验中增加粉煤灰剂量会有所 改善其收缩性,但随着粉煤灰剂量的增加,二灰土的水稳性和强度却会有所下降[3]。
(3)水泥稳定土。在软土地区,通常使用水泥 进行固化,水泥在养护过程中也存在体积收缩问题, 虽然其收缩率小于石灰稳定土,但体积收缩依然难 以控制,且成本较高,一般在公路路基处理中不建议大量使用。
苏北某高速公路沿线地区发育有特殊软土,由 于土体中的粘粒含量较高,风干土体易于呈较大粒 径的团粒,成为了困扰该路段大量填方路基和挖方 路基的工程技术难题。
与此同时,长期以来,以何种标准判断改良填料 是否满足要求并未统一,在不同的工程设计中检测 方法和标准也不同,一般考虑无侧限抗压强度,但相 关公路规范一直未明确给出其指标要求。近年来, 随着加州承载比(CBR)试验方法及相应规范的引 进,公路建设对路基填料提出更为严格的要求,除了 要求满足压实度标准外,还需要满足强度指标要求, 并逐渐将其作为主要的判断标准。CBR试验是模拟公路路基填料在满足压实度要求时,处于受水浸 泡的最不利环境下,土颗粒间孔隙被水充填,填料连 结强度降低的实际情况。在公路路基设计中,不同强度的路基填料具有不同的贯入深度,因此采用在贯入量为2. 5mm时单位压力与标准压力之比作为 材料的CBR值,以此作为路基填料的强度指标。交通部已实施的规范[4、5]提出了路基不同部位填料的最小强度要求,将其作为路基填料选择的依据和判断标准。