为解决工程技术难题,本文系统开展了特殊软 土的改良对策和新型CBR试验研究,试图采用更接近实际工程条件的试验装置来探讨特殊软土的改良 对策和新型固化剂的最佳掺量问题,并分析新型固 化剂的加固机理,以此指导公路沿线土的处治与施 工。
2 试验介绍
2. 1新型击实筒
传统CBR室内试验方法使用的是一定规格的 钢制击实筒,将土料按最优含水率配制且按规定压 实度标准击实以制备试件。
公路规范[4]提出了各地由于气候水文条件不同,CBR试验饱水时间可适当调整,特别是气候干燥地区的CBR浸水时间可缩短。
一般此类特殊软土的渗透系数为10-7~10-9 cm·s-1,胀缩性较大,在渗透试验及CBR试验中, 经过4昼夜饱水后,试件的顶部和底部双向总渗水 路径仅为8mm,而标准试件高度是120mm,由于传 统击实筒的侧向密闭性,无法实现自然状态下真正 意义上的饱和(每天渗透距离仅为0. 0864cm,在 CBR试验中要100d试样才能被饱和)。因此在传 统击实筒内对试件饱水,其有侧限饱和条件、水的入 渗量以及试件所能达到的饱和度都不能满足特殊地 区实际路基填料所面临的工程环境。
从试件的CBR值和含水率关系[6、7]可见,已达 最优含水率的击实试件随着含水率的继续增大, CBR值逐渐减小。因此当试件的预期饱和度不够 时,参比规范来看,所测试件的CBR值则比真实 CBR值偏高。这就高估了填料的承载强度,甚至可 能是因为固化剂的掺入剂量不足。但从所测得偏高 的CBR值中,并不能发现对填料的高估和固化剂掺量的不足,也无法得到较真实的室内试验数据,从而在实际路基填筑时出现了路基开裂、不均匀沉降等工程问题。
阎长虹提出将传统击实筒改进为可开启的新型击实筒。在新型击实筒内试件击实完毕后可取出试件,进行养护,并采用遍布密集孔眼的PPV材料包裹试件(图1),浸入水中4昼夜后,进行贯入试验。
2. 2 试验材料
试验用土取自苏北某高速公路K5+500附近取土场,颜色呈棕黄色,分布浅灰斑点,其基本物理 性质和物质组成可见表1、2。
试验所用CMSC型固化剂为一种固体化合物粉 末,其通过工业废物的再利用,能够固化土体、增加 强度、降低收缩,从而加强了路基整体性和防水渗透 能力,避免路面开裂,提高了公路施工质量。所用生 石灰为一般公路和城市建设用灰,其氧化钙和氧化 镁的含量均在75. 23%以上。
2. 3试验方法
本次试验均按照规范[8, 9]进行,并分别对石灰 改良土和CMSC型固化剂改良土进行了平行对比试 验。
考虑风干土样的团粒粒径较大且不易粉碎的特 点,也为尽量与施工现场的实际工况相符,土样过筛 孔径为20mm。本次试验中石灰和固化剂掺量均以 干土重量作为参照。另外考虑龄期对改良土强度的 影响,将成型试件均用塑料薄膜封装好,放入养护箱 内养护,龄期分别为7d和28d。