红层泥岩路基填料分类与高效利用技术

红层泥岩广泛分布于我国的西南、西北、华中及华南地区,就近采用红层泥岩填筑路基有助于提高经济效益、降低能源消耗、减小环境破坏,然而红层填料的高效利用技术还有待开展进一步研究。由于红层泥岩特殊的水理特性,红层泥岩的科学分类极其重要,不同等级的红层泥岩需要不同的工程处置方法,对红层泥岩进行科学的分类是高效利用红层泥岩的前提。基于红层泥岩路基病害调研,分析了病害产生的原因及分类。通过岩石耐崩解试验及DEM数值模拟揭示了“湿度-荷载”耦合下红层泥岩的宏观及细观崩解机制,得到了耐久性控制指标。基于耐崩解指数I d的红层泥岩分类方法可有效区分不同红层泥岩填料长期工程特性。最终总结了红层泥岩填料高效利用技术,并成功运用于实际工程施工中。

南京长江漫滩废弃粉土改良用作路基填料的室内试验研究

为实现基坑开挖废弃粉土的资源化利用,研究了水泥、石灰改良长江漫滩粉土路基的工程力学特征及稳定性。通过击实试验、无侧限抗压强度试验、水稳性试验和微观试验,分析改良粉土的强度特性及耐久性变化规律,论证长江漫滩粉土作为路基填料的可行性。结果表明:掺加水泥、石灰后,土体力学性能得到大幅改善;不同掺量下浸水5 d,改良土的水稳系数均大于0.6,水稳系数随水泥掺量的增加而增加,随石灰掺量的增加先增大后减小。微观试验表明,水泥、石灰在土体中生成的胶凝物质对土颗粒具有包裹和联结作用。综合考虑改良土的强度和水稳性,经过改良后,长江漫滩粉土可以作为路基填料,建议水泥、石灰改良土的最佳组合配比为6%水泥+6%石灰,在此掺量下,改良土体的28 d无侧限抗压强度为2.05 MPa,浸水5 d后的水稳系数为0.76,具有较好的路用力学性能。

炭质页岩路基填料的路用性能研究

炭质页岩用于路基填筑不仅能缓解炭质页岩分布区路基填料的供应难题,也符合中国基础设施建设“资源集约、节约”和“绿色化”的战略要求。然而,此类岩石性质软弱、易风化崩解、遇水强度衰减显著,充分利用须建立在深入认知其性质的基础上。该文研究炭质页岩原岩的基本性质;设计填料级配;进行填料的击实特性及击实后颗粒破碎特征研究、干湿循环条件下的RCBR(加州承载比)变化特征研究、干燥及浸水状态下填料的压缩性能及压缩后颗粒破碎特征研究以及浸水过程中路基回弹模量的现场测试。研究发现:随风化程度增加,原岩趋于黏土化,微观结构变得疏松。填料颗粒越粗,击实过程中越难调整自身位置来寻求稳定密实状态,颗粒破碎越显著。遇水后填料表现出较强的软化、崩解特性:初始RCBR为54%,随干湿循环呈现先快后慢的减小趋势,最终稳定在26%左右;压缩试验中,填料浸水后的湿化附加变形极为显著,颗粒破碎率大幅增加,最佳含水率状态下未发生破碎的粒组在浸水饱和后也发生了破碎;未浸水路基的回弹模量为140.4 MPa,浸水6 h后衰减至82.1 MPa,之后随浸水时间延长回弹模量衰减不再明显。实际应用时建议优化填料级配、控制最大粒径,采用能有效防水、控湿的路基结构,并避免将炭质页岩填料用于地表水、地下水发育部位。

大掺量磷石膏用于路基填料的性能试验研究

为探索磷石膏大掺量、规模化、资源化利用路径,分别以自制固化剂和水泥为胶凝材制备大掺量磷石膏路基填料,开展大掺量磷石膏混合料的击实试验、无侧限抗压强度试验及疏水改性试验,分析大掺量磷石膏与自制固化剂和水泥的适配性、击实特性、强度特性、耐水性能。结果表明,采用水泥或自制固化剂改性磷石膏击实曲线呈单峰变化趋势,且含水率偏低时对大掺量磷石膏混合料的干密度影响较小;相同配比时,固化剂体系大掺量磷石膏混合料7d无侧限抗压强度是水泥体系的1.5倍以上,磷尾砂与自制固化剂的适配性优于黏土,且配比为90%磷石膏+10%固化剂的大掺量磷石膏混合料7d无侧限抗压强度度达3.4MPa,经疏水改性后强度提升至4.2MPa,疏水剂与自制固化剂的复配较好地改善了磷石膏自身亲水特性,提升了其水稳性能。

基于耗散能的高速铁路路基填料动力安定临界阈值研究

科学评估高速铁路路基服役安定特性是保障复杂环境下路基百年服役期的耐久稳定的重要理论手段。对典型高速铁路路基粗粒土填料开展长期循环加载动三轴试验,揭示了不同围压、动载幅值等因素对填料变形发展规律的影响,基于A塑性安定、B塑形蠕变、C增量破坏3类安定状态分析了长期变形收敛趋势以及耗散能变化规律。构建了单位体积耗散能与安定状态的关联,提出了基于等效单位体积耗散能的安定临界状态判别标准和动应力、动应变阈值确定方法。本文研究的典型填料,引起高铁路基填料由稳定的安定状态向不稳定的增量破坏状态的临界动应变所处范围为0.8×10^(-3)~1.3×10^(-3)。研究结果可对涉及列车动载长期作用下的高速铁路路基安定性分析和长期稳定性评估提供理论参考。

多雨地区建筑垃圾路基填料长期变形特性研究

为探究建筑垃圾再生材料对于多雨地区城市道路路基填料的适用性,借助人工初拣、筛分试验明确再生料的物质组成,借助点荷载试验研究水分对砖块强度特性的影响,并根据原材料基本特性对路基填料级配进行设计;采用自行设计的室内大型土柱试验对浸水-失水循环过程中模型含水率与变形特性进行研究,对试验前后的再生材料回弹模量和级配进行分析。结果表明:所获取的建筑垃圾原材料以废弃砖、混凝土块及石块为主,天然级配不良;将粒径为0~10 mm、10~20 mm的两档再生材料按照3∶1的质量比掺配后的填料级配良好;路基模型经多次浸水-失水循环后最终变形量为填高的0.62%;多次循环后回弹模量衰减率为28.4%,仍满足填筑要求;在荷载和水分共同作用下,粒径大于5 mm的颗粒二次破碎情况明显,而小于0.3 mm的颗粒较为稳定,破碎后的填料级配仍满足规范要求;该级配下建筑垃圾作为路基填料在经多次浸水-失水循环后保持着良好的强度和水稳定性,可用于路基填筑。

高液限土用于路基填料时压实度标准降低的可行性分析

文中结合高速公路应用实践,通过包盖法、互层法、包芯法和土工合成材料法等技术,将高液限土用于路基直接填筑的实际效果进行研究。通过室内试验、现场检测对比不同压实度下高液限土的CBR值、压缩系数、抗剪强度和回弹弯沉值。结果表明,适当降低压实度标准后(3%~5%),高液限土可直接填筑路堤,不影响路基强度,具有显著的经济效益,可为同类工程提供参考。

重载铁路路基填料性能改良试验研究

基于静动力学试验,研究纤维改良、固化剂改良及纤维–固化剂改良三种加固方法对重载铁路路基填料性能的影响,进而提出最佳改良方案。结果表明:采用固化剂改良,固化土中固化剂掺量为5%时,强度达到峰值,养护时间越长强度越高。采用纤维改良,当纤维掺量为0.2%时,纤维土静动力学性能达到最佳;当纤维长度为0~12mm时,强度随着纤维长度的增加而增强,当长度为12~18mm时,强度随着纤维长度的增加而降低。采用纤维–固化剂联合改良方案加固效果最好。建议该地区采用纤维–固化剂联合改良方案增强路基填料物理力学性能,试验得出的最佳掺量为:固化剂掺量5%,纤维掺量0.2%,纤维长度12mm。

基于路基整体刚度的路基填料设计方法

本文以某公路为例,探究了基于路基整体刚度的路基填料设计与施工方法。基于分层填筑原则,下路堤使用高液限土,上路堤使用5%水泥+高液限土,下路床使用4%水泥+高液限土,上路床使用粉土质砂。选择一处400 m长的试验路段,分别使用原方案和新方案进行填筑使用,并对照两种方案下的路基压实度。结果表明,新方案下各测点的平均压实度高于原方案,原方案经过补压1次后压实度才能合格。由此可得,本文设计的路基填料方案能够提升路基整体刚度,并且具有减少碾压遍数、节约工期与成本的良好效果。

盾构渣土的绿色处理及路基填料性能研究

随着我国地铁建设,产生了巨大量的盾构渣土。目前国内多采用消纳弃置,这种处理方式会造成土地资源浪费和环境污染。研制一种专业处理盾构渣土的复合固化剂,降低含水率,改良固化土颗粒组成,降低有机物含量,提高强度及稳定性。通过系列试验,对绿色处理后的盾构渣土的无侧限抗压强度、抗剪强度、加州承载比等力学性能指标进行分析,试验证明,绿色处理后的盾构渣土具有较高的强度和较好的工程特性,可用作道路路基填料。为盾构渣土的工程再利用提供了有益的参考。

石灰改良红黏土作路基填料的试验研究

为了提高红黏土的性能,选用不同掺量的石灰作为改良剂,对石灰改良红黏土作路基填料的相关性能及工程特性进行了试验研究。研究结果表明:红黏土的无侧限抗压强度、承载性能在石灰掺入后得到了显著提升;掺入石灰后,红黏土的收缩系数与缩限随石灰掺量的增加逐渐增加,整体收缩性有小幅增长,但红黏土的最佳含水率在掺入石灰后有所增加,能在一定程度上抑制收缩变形的产生;综合考虑石灰改良红黏土作路基填料的强度、承载性能、压实效果及收缩性能,建议在的具体工程应用中,石灰的最佳掺量取8%。

生石灰与水泥处治过湿土路基填料性能试验研究

为了改善过湿土路基填料的性能,选用生石灰、水泥作为改良剂,对生石灰、水泥改良过湿土路基填料的性能进行了对比试验研究。研究结果表明:相比于素过湿土,石灰或水泥改良过湿土的最佳含水量、无侧限抗压强度、回弹模量值均得到了显著提升,且均随石灰或水泥掺量的增加而增加;石灰改良过湿土虽然一定程度上提高了过湿土的CBR值,但仍不满足相关规范对于一级公路、高速公路路基填料的要求,水泥改良过湿土的CBR值在掺入水泥后显著提升,能够较好满足规范要求;石灰改良过湿土的最佳含水量要优于水泥改良过湿土,水泥对于过湿土CBR值、无侧限抗压强度、回弹模量的改善效果要显著优于石灰。

软岩质粗颗粒用作公路路基填料的级配及力学性能探讨

本论文旨在探讨软岩质粗颗粒在公路路基填料中的级配及力学性能,以满足日益增长的公路建设需求。当前,公路路基填料的选用与设计一直是公路工程中的关键问题,软岩质粗颗粒作为填料材料备受关注。通过对软岩质粗颗粒的特性、级配设计与力学性能进行系统研究,本文旨在提供填料工程设计的理论指导与实践经验,从而提高公路路基填料的工程性能与稳定性。研究发现:软岩质粗颗粒填料具有较好的工程性能,并通过级配设计和力学性能评价的优化,可进一步提升其在公路路基工程中的应用效果。通过工程案例分析,验证了软岩质粗颗粒填料在实际工程中的可行性与有效性。

市政道路不良路基填料改良施工控制技术研究

市政道路路基施工中,路基填料为重要材料,不良路基承受能力较差,难以满足施工需要,研究不良路基填料改良施工控制技术至关重要。本文将分析填料力学性能,明确填料改良施工控制技术的应用价值,以提高路基施工质量为目标,提出科学的施工技术应用策略,制定切实可行的施工方案,确保填料力学性能良好,承载能力符合施工标准,为技术应用提供参考。

季节性冻土区高速铁路路基填料及防冻层设置研究

由于高速铁路对变形的高要求,在季节性冻土区修筑高速铁路,路基的防冻胀问题尤为关键。通过借鉴、分析国内外各行业对地基、路基填料的冻胀敏感性分类,以及国内外公路、铁路等行业对防冻层设置的具体技术要求和工程措施,结合哈大客运专线工程具体要求,讨论适应我国季节性冻土地区高速铁路路基填料的冻胀分类的技术指标。通过现场监测数据对比分析冻胀量沿路基冻深的分布状况,发现高速铁路路基冻胀变形量的70%出现在路基基床底层上部,以此来评价防冻层设置厚度。并应用有限元法进行数值计算,结果表明,使用改性A,B组填料的路基最大冻结深度要较使用普通A,B组填料的路基小20～30 cm,同时回暖速度也快于普通路基,说明使用改性填料的路基具有良好的保温效果和升温速率。

滨海盐渍土作公路路基填料试验研究

滨海盐渍土是一种特殊土,具有溶陷、腐蚀等不良工程特性,如何将其作为资源用于公路路基填料已成为滨海地区交通建设发展中的重要岩土工程问题之一。从滨海盐渍土的工程应用角度出发,利用石灰、水泥和新型高分子固化材料SH对其进行固化试验研究,并分析探讨了龄期、制样用水、浸泡用水和土中含盐量对固化盐渍土强度的影响及其水稳性。试验结果表明:滨海盐渍土经石灰、水泥和SH综合固化处理后,其强度和水稳性能达到规范要求,可以用作公路路基填料。

高速铁路路基填料冻胀试验研究

路基冻胀是季节冻土区修建高速铁路必须面对的关键性技术难题.国内外针对路基填料的冻胀机理和特性进行了很多研究,但很少涉及路基填料的渗透性问题.通过室内试验研究了细颗粒含量对路基填料含水量和冻胀率的影响,通过现场试验研究了路基填料的渗透性能,选取哈齐客专某试验段路基进行冻胀监测,验证了防冻层填料的导水特征及其防冻胀性能.结果表明:采用填料防冻的技术路线是可行的,通过合理控制填料组分、级配、细颗粒含量等设计参数,严格把控施工质量,路基填料能够满足高速铁路路基防冻胀要求.

滨海细砂作为公路路基填料的工程特性研究

滨海地区细砂分布广泛,若能采用滨海细砂作为路基填料使用,则不仅能解决该区域公路建设所需优质路基填料匮乏的问题,而且能产生显著的经济社会效益。在对海南省滨海地区砂源进行广泛调研的基础上,选取几种典型砂样,进行了颗粒分析、击实特性、CBR、回弹模量、抗剪强度等物理力学试验,并对其路用性能进行了评价。试验结果表明:滨海细砂的路用性能良好,其满足现行技术规范的要求,可以作为公路路基填料。

水泥和石灰改良路基填料对比试验研究

路基工程中经常采用向路基填料中掺入水泥、石灰(包括生石灰、熟石灰)等改良剂的方法来改良填料的性质以满足工程要求.由于水泥和石灰的物理化学性质不同,其作用效果也会有所差异.在分析水泥和石灰掺入路基填料后的作用机理的基础上,通过室内物理力学常规试验及室内重型击实试验,对比分析了这两种改良剂对路基填料的改良效果,并提出了合理的工程建议.

火山渣作为路基填料的试验研究

以埃塞俄比亚Hwassa地区用于路基填料的火山渣为研究对象,在粗颗粒含量和击实功不同时分别取样,进行下击实试验,研究其击实特性.研究发现,由于火山渣分选性、级配和抗压碎能力均较差,单纯将火山渣作为路基填料难以有效压实.为改善火山渣填筑路基的整体性和压实度,需进一步优化路基填料的级配体系,对火山渣掺配黏土的混合料进行加州承载比和回弹模量等试验.结果表明,火山渣和黏土混合料的加州承载比、回弹模量均满足规范要求;黏土的掺入有利于提高火山渣混合料路基的稳定性、整体强度及水稳定性,火山渣是一种较优的路基填料,可应用于路基工程.