低液限粉土壓實(shí)特性及施工技術(shù)

低液限粉土壓實(shí)特性及施工技術(shù)摘要：針對(duì)靖安高速公路含砂低液限粉土作為路基填料時(shí)的問題，分析了其特點(diǎn)，繪制了粉土的擊實(shí)曲線和級(jí)配曲線，并得出了粉土的擊實(shí)特性。利用沖擊振動(dòng)復(fù)合壓路機(jī)模型，通過試驗(yàn)分析了粉土的沖擊振動(dòng)壓實(shí)特性和壓實(shí)機(jī)理，得出了粉土的壓實(shí)工藝，并就靖安高速公路現(xiàn)場(chǎng)的粉土進(jìn)行了水泥改良試驗(yàn)，為粉土路基設(shè)計(jì)、施工規(guī)程規(guī)范等的制定提供了科學(xué)依據(jù)，同時(shí)為粉土路基施工、養(yǎng)護(hù)、設(shè)計(jì)等方面提供了技術(shù)指導(dǎo)。關(guān)鍵詞：機(jī)械工程；粉土；壓實(shí)機(jī)理；沖擊振動(dòng)0引言近年來，高速公路建設(shè)的不斷發(fā)展，使得高速公路對(duì)路基填方量的需求也越來越大。然而在靖安高速公路靖邊段的土壤大部分為粉土［1］，其工程性質(zhì)極差。當(dāng)使用這種粉土作為路基填料時(shí)，由于路基主要承受路面?zhèn)鱽淼妮d荷，因此要求路基必須具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性，否則路面在行車載荷作用下會(huì)產(chǎn)生永久變形，直接影響道路的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量和服務(wù)水平，而路基填筑時(shí)的壓實(shí)度是路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性的關(guān)鍵。如果換填，不僅會(huì)花費(fèi)巨大的運(yùn)輸費(fèi)用，提高工程造價(jià)，而且會(huì)延誤工期。因而全面、系統(tǒng)的對(duì)粉土的物理力學(xué)特性及可壓實(shí)特性等方面進(jìn)行試驗(yàn)研究及理論分析，揭示其本構(gòu)關(guān)系、動(dòng)態(tài)形變特性，探索其正確的壓實(shí)方法和壓實(shí)機(jī)理，并對(duì)壓實(shí)設(shè)備本身工作參數(shù)進(jìn)行合理地匹配是非常必要的。其研究?jī)?nèi)容能對(duì)粉土路基設(shè)計(jì)、施工規(guī)程規(guī)范等的制定提供科學(xué)依據(jù)，也可為粉土路基施工、養(yǎng)護(hù)、設(shè)計(jì)等方面提供技術(shù)指導(dǎo)。從目前和長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，它產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都是十分顯著。1試驗(yàn)用粉土的特性試驗(yàn)用粉土機(jī)械物理性質(zhì)(1)粉土的定義及試驗(yàn)用粉土的來源粉土是工程中最常見的土類之一，有著獨(dú)特的工程特性，它既不同于粘土，又有別于砂土?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007--2002)中對(duì)粉土的定義為：粉土是介于砂土和粘土之間，塑性指數(shù)Ip小于等于10,且粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過總量的50%。此次試驗(yàn)所用的粉土土樣取自陜北靖安高速公路靖邊段LK0+700處，為黃河沖積所形成的，又有自身的特殊性。粉土顆粒中含有大量的粉粒和極細(xì)砂粒，粒徑主要集中在0.074mm以下，粉粒的含量很高，粘粒的含量很小。粉土的物理特性由于粉土顆粒中含有大量的粉粒和極細(xì)砂粒，所以表面積不大，但是它們的毛細(xì)現(xiàn)象卻很顯著，使得土顆粒之間因毛細(xì)壓力而相互連接，表現(xiàn)出很弱的內(nèi)聚力。同時(shí)，粉土的內(nèi)摩擦角很小，毛細(xì)作用很大，毛細(xì)水上升很高。因此在寒冷地區(qū)，冬季的時(shí)候容易發(fā)生凍漲。到春季的時(shí)候又容易翻漿，極易造成公路的早期破壞。不利于道路使用性能的提高和使用壽命的延長(zhǎng)。粉土的雙重性質(zhì)由于粉土的組成成分中既有砂粒又含有粘粒，使得粉土具有接近砂土和粘土的雙重特性［2］。當(dāng)粉土中砂粒成分含量較高時(shí)，它的特性與砂土的特性相似；當(dāng)粘粒的成分較高時(shí)，粉土的特性與粘土的特性相似。因此，可依據(jù)粉土中顆粒的級(jí)配情況將其分為砂質(zhì)粉土和粘質(zhì)粉土。粒徑小于0.002mm的顆粒含量不超過全重的10％為砂質(zhì)粉土，反之則為粘質(zhì)粉土，本次試驗(yàn)所取靖安高速粉土經(jīng)試驗(yàn)確定為砂質(zhì)粘土。粉土的天然含水量粉土表面的水分極易散失，干燥后凝結(jié)成塊，極易破碎，破碎后的粉土變成粉塵狀，但5cm以下的土體天然含水量一般在5%?7%之間。粉土的天然干密度一般在1.55?1.58g/cm3之間。粉土的低飽和含水性粉土的飽和含水量主要取決于孔隙比的大小，而粉土孔隙比在0.60?0.75之間，相對(duì)較小。因此，粉土的飽和含水量一般在20%?30%之間，屬于低飽和含水量。粉土的低強(qiáng)度特性土顆粒之間的連接力與土的含水量有直接的關(guān)系，當(dāng)土中的結(jié)合水逐漸蒸發(fā)而減少小時(shí)，粘粒變會(huì)干燥凝結(jié)，從而內(nèi)聚力很弱。外在表現(xiàn)就是干燥的粉土易于破碎；然而當(dāng)粉土的含水量過大時(shí)，土顆粒間的結(jié)合水的連接力會(huì)減弱，從而強(qiáng)度也會(huì)降低。粉土的穩(wěn)定性低液限粉土是工程中常見的一種土。其粉粒含量高,粒徑比較均勻,粘土顆粒含量極少,塑性指數(shù)低,毛細(xì)管發(fā)育,水穩(wěn)定性差，常規(guī)的壓實(shí)方法和工藝難以壓實(shí)。而且粉土往往不存在一定的穩(wěn)定界限，不同的初始孔隙比有不同的穩(wěn)定界限，其穩(wěn)定性非常復(fù)雜。當(dāng)以粉土作為路堤填料時(shí)，由于粘粒含量少。與水膠結(jié)作用能力差，土體滲透系數(shù)較高，粘聚力低，因此抗沖刷性低。如遇強(qiáng)降雨，雨滴連續(xù)的沖擊會(huì)破壞顆粒之間的連結(jié)，且坡面上水流的沖刷會(huì)帶走粉砂土顆粒，在路面、坡面上形成溝槽［3］。因此，為了增強(qiáng)粉土路基的穩(wěn)定性，通常需要對(duì)粉土路基摻入水泥、石灰等材料進(jìn)行改良。試驗(yàn)用粉土的粒徑組成及級(jí)配分析試驗(yàn)所采用的粉土取樣地點(diǎn)為靖安高速公路LK0+700路段。表1為該段粉土的顆粒分析。圖1為相應(yīng)的級(jí)配曲線。表1和圖1，均給出了該段粉土的具體顆粒組成。根據(jù)《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ051—93)［4］可知，當(dāng)粒組范圍在2?0.5mm為粗沙；0.5?0.25mm為中沙；0.25?0.074mm為細(xì)沙；0.074?0.002mm為粉粒，0.002mm以下為粘粒。從以上圖表可以看出，試驗(yàn)用粉土主要是由細(xì)沙和粉粒兩種組成。表1試驗(yàn)用粉土的物理性質(zhì)粒徑分析液塑限粒徑范圍(mm)2—0.50.5?0.250.25?0.0740.074?0.002<0.002名稱液限(%)塑限(%)塑性指數(shù)含量(％)0.61.736.457.14.2數(shù)值26.5179.510.10.010.001土粒粒徑10.10.010.001土粒粒徑(mm)〈％〉咽如<RKn￡4q^黛帳十十圖1試驗(yàn)用粉土級(jí)配曲線從圖1可知：試驗(yàn)所用的粉土的不均勻系數(shù)為C=23.3，曲率系數(shù)為C=0.69。所卩 S以靖安高速公路現(xiàn)場(chǎng)粉土屬于不良級(jí)配土。1.3粉土的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)度是評(píng)價(jià)路基質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)之一,其標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于保證路基的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性具有舉足輕重的作用，同時(shí)也會(huì)對(duì)路面結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生一定的影響［5］。目前我國(guó)通常用K來表示被壓材料的密實(shí)程度，即壓實(shí)度：PK二場(chǎng)Pmax式中，P為現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)土的干密度；P為擊實(shí)試驗(yàn)所得的土的最大干密度。因此，為了現(xiàn)場(chǎng) max得到本粉土的壓實(shí)度，必須知道本粉土的擊實(shí)試驗(yàn)所得的土的最大干密度。1.4粉土的擊實(shí)試驗(yàn)所得最大干密度和特性分析當(dāng)用粉土填筑路基時(shí)，需要在模擬現(xiàn)場(chǎng)施工條件下，確定該粉土的最佳壓實(shí)密度以及相擊實(shí)過程中發(fā)現(xiàn),當(dāng)含水量較小時(shí),粉土易從擊實(shí)筒擠出,試件松散,當(dāng)含水量超過17%左右時(shí),底部已有水溢出,出現(xiàn)彈簧現(xiàn)象,難以擊實(shí)。當(dāng)含水量在最佳含水量的左側(cè)時(shí)，曲線比較平緩。而在右側(cè)時(shí)則比較陡，表明當(dāng)含水量超過最佳含水量時(shí)，粉土對(duì)水非常敏感。因此擊實(shí)試驗(yàn)表明：該粉土土樣的最佳含水量為13.1%，最大干密度為1.78g/cm3。2試驗(yàn)用粉土的室內(nèi)壓實(shí)研究此次試驗(yàn)通過2種工況：(1)沖擊+靜碾工況；(2)振動(dòng)+沖擊+靜碾工況；來分別研究振動(dòng)和沖擊作用對(duì)粉土壓實(shí)度的影響規(guī)律。在粉土含水量基本相同的情況下，本試驗(yàn)對(duì)每一工況碾壓12遍，并測(cè)量其上、中、下3層的壓實(shí)度。［2］2.1試驗(yàn)用壓路機(jī)振動(dòng)頻率的確定同時(shí)參考有關(guān)資料的粉土共振響應(yīng)頻率的特征和在路基土施工壓實(shí)時(shí)所用的振動(dòng)壓路機(jī)的頻率范圍，在試驗(yàn)中除了做頻率響應(yīng)試驗(yàn)以外，一般采用30Hz固定振動(dòng)頻率。而又從經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性考慮，現(xiàn)在市場(chǎng)上用于路基壓實(shí)的單鋼輪壓路機(jī)工作頻率大多在33Hz以下，我們可以直接對(duì)其進(jìn)行改造，加入沖擊機(jī)構(gòu)成為沖擊振動(dòng)復(fù)合壓路機(jī)［7］，所以在這次粉土的沖擊壓實(shí)試驗(yàn)中以30Hz作為沖擊振動(dòng)復(fù)合壓路機(jī)模型工作頻率進(jìn)行試驗(yàn)研究。沖擊+靜碾壓實(shí)工況試驗(yàn)表2為在沖擊+靜碾工況下，進(jìn)行碾壓12遍后所得到的各層的平均壓實(shí)度值。表2沖擊+靜碾工況下各層的壓實(shí)度分層 各測(cè)量點(diǎn)的壓實(shí)度(％) 平均壓實(shí)度(％)上層測(cè)量點(diǎn)位置123492.6測(cè)量點(diǎn)壓實(shí)度93.9892.6391.3892.41中層測(cè)量點(diǎn)位置123491.1測(cè)量點(diǎn)壓實(shí)度90.3590.7791.7791.82下層測(cè)量點(diǎn)位置123488.2測(cè)量點(diǎn)壓實(shí)度87.3088.2589.4288.09從表2中的壓實(shí)度數(shù)據(jù)可以看出：沖擊+靜碾作用下，各層的平均壓實(shí)度隨深度的增加而降低在沖擊的作用下，粉土的壓實(shí)度逐漸提高，但當(dāng)粉土達(dá)到一定的密實(shí)度以后，沖擊不能增大粉土的壓實(shí)度，這是因?yàn)闆_擊作用不能破壞粉土顆粒之間的粘聚力，粉土不能克服粘聚力發(fā)生重新排列、移動(dòng)，從而壓實(shí)。分析其原因，沖擊作用減少粉土顆粒之間空隙的體積，降低孔隙氣體體積，提高密實(shí)度。但在整個(gè)碾壓過程中，隨著沖擊次數(shù)的增加，粉土的孔隙體積在減小，又因?yàn)榭諝怏w積在增大，所以孔隙體積減小是由于水體積減小的緣故，從而也引起了飽和度的減小。對(duì)于粘性土和其他級(jí)配較好的土，隨著沖擊次數(shù)的增加，土中顆粒嵌擠充填，氣體被排除，孔隙率減小，空氣體積減小，從而飽和度增加，土變得更密實(shí)和穩(wěn)定。而粉土的孔隙率減小是因?yàn)樗w積減小的緣故，空氣體積增大，飽和度減小，說明這類型的土沖擊只能排除空氣中的部分水，而不能減小空氣率，提高飽和度，不能改變毛細(xì)管徑［8］。因而經(jīng)過碾壓的土，孔隙發(fā)育，水穩(wěn)定性很差。在行車的振動(dòng)作用下還可以引起顆粒的錯(cuò)位和排列，表現(xiàn)出變形的不均勻性和強(qiáng)度的不穩(wěn)定性。沖擊+振動(dòng)+靜碾壓實(shí)工況試驗(yàn)表3為在沖擊+振動(dòng)+靜碾工況下，振動(dòng)頻率為30Hz時(shí)，進(jìn)行碾壓12遍后所得到的各層的平均壓實(shí)度值。表3沖擊+振動(dòng)+靜碾工況下各層的壓實(shí)度分層各測(cè)量點(diǎn)的壓實(shí)度(％)上層測(cè)量點(diǎn)位置1234測(cè)量點(diǎn)壓實(shí)度95.0694.77測(cè)量點(diǎn)壓實(shí)度95.0694.7795.0495.29測(cè)量點(diǎn)位置1234測(cè)量點(diǎn)壓實(shí)度94.1994.5493.5794.50測(cè)量點(diǎn)位置1234測(cè)量點(diǎn)壓實(shí)度92.7992.9692.3092.43下層92.6從表3中的壓實(shí)度數(shù)據(jù)可以看出：沖擊+振動(dòng)+靜碾作用下，粉土各層的平均壓實(shí)度依舊隨深度的增加而降低，但數(shù)值明顯提高。兩種壓實(shí)工況試驗(yàn)結(jié)果比較面層的平均壓實(shí)度由92.6％提高到95.1％，提高了2.7％。中層的平均壓實(shí)度由91.1％提升到94.2％，提高了3.4％。下層的平均壓實(shí)度由88.1％，提升至92.6％,提高了5.1％。從上面的比較可以看出，隨著深度的增加，沖擊+振動(dòng)+靜碾工況下的壓實(shí)度提升的幅度較沖擊+靜碾工況增大，說明在沖擊+振動(dòng)的情況下，粉土顆粒之間的聯(lián)結(jié)力減弱，更易產(chǎn)生顆粒間的移動(dòng)，因而能更好地吸收能量，使得整體的壓實(shí)度都有很大的提高。沖擊振動(dòng)壓實(shí)機(jī)理分析沖擊作用可以對(duì)被壓材料施加比靜壓力、振動(dòng)力大得多的瞬間作用力，從表面?zhèn)髦镣翆觾?nèi)部的壓力波也比振動(dòng)波更深、更強(qiáng)。振動(dòng)則為壓實(shí)創(chuàng)造了較好工作條件，振動(dòng)作用使土顆粒從靜止的初始狀態(tài)進(jìn)入運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，土顆粒之間的摩擦力也由初始的靜摩擦力轉(zhuǎn)變成動(dòng)摩擦力，顆粒之間的摩擦力變小，聯(lián)結(jié)力減弱。從而使被壓材料更好地吸收沖擊作用所施加的巨大能量，二者的復(fù)合作用極大地強(qiáng)化了壓實(shí)過程［9］。(1)沖擊振動(dòng)對(duì)剪切應(yīng)力T的影響剪切壓力主要由壓路機(jī)本身決定，與被壓材料無關(guān)。壓路機(jī)在壓實(shí)過程中，作用于風(fēng)積沙上的總壓力P為靜壓力P、激振力P與沖擊力P之和，即：P=P+P+P，因?yàn)榧fcjfc振力為一簡(jiǎn)諧力，沖擊力為一脈沖力，所以總壓力存在最大值和最小值：maxminj fmaxmaxminPfmax總的壓應(yīng)力增加，則施加于粉土上的剪切應(yīng)力增加，可以通過增加壓路機(jī)重量、激振力和沖擊質(zhì)量來提高剪切應(yīng)力。沖擊力為動(dòng)作用力，增加很小的質(zhì)量就可以得到較大的沖擊力，得到較好的壓實(shí)效果。(2)沖擊振動(dòng)對(duì)粉土的壓實(shí)機(jī)理在沖擊振動(dòng)情況下，粉土顆粒在這種復(fù)合作用下，由靜止的初始狀態(tài)過渡到運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，另外粉塵顆粒之間的摩擦力也由初始的靜摩擦力轉(zhuǎn)變成動(dòng)摩擦力，顆粒之間的摩擦力變小。同時(shí)，由于材料顆粒的外層包圍了一層水膜，形成了粉土顆粒運(yùn)動(dòng)的潤(rùn)滑劑，為粉土顆粒的運(yùn)動(dòng)提供了有利的條件。當(dāng)壓路機(jī)振動(dòng)頻率達(dá)到粉土顆粒的共振頻率附近時(shí)，粉土顆粒之間的粘聚力就會(huì)被破壞，粉土的抗剪強(qiáng)度也隨之降低，粉土顆粒能最大限度的吸收能量，從而更好的吸收沖擊的能量，單純的振動(dòng)作用對(duì)于壓路機(jī)的剪切應(yīng)力的提高不大，沖擊的能量比振動(dòng)的能量大很多，能很大的提高壓路機(jī)的剪切應(yīng)力，并能將能量傳遞到更深的深度，從而使粉塵顆粒繼續(xù)移動(dòng)和重新排列，達(dá)到密實(shí)［10］。在沖擊振動(dòng)作用下，粉塵顆粒的位置出現(xiàn)變化，出現(xiàn)了相互填充的現(xiàn)象，即較大的顆粒形成的空隙由較小的顆粒來填充，粉塵顆粒的也在振動(dòng)沖擊過程中減少，粉塵顆粒之間空隙的減小，意味著壓實(shí)度的提高；而粉塵顆粒之間空隙的減小是的顆粒之間的接觸面積增大，從而使材料的內(nèi)摩擦力增大，承載能力提高。3粉土的現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)研究3.1粉土壓實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝3.1粉土的施工工藝可分為3個(gè)部分，如圖3粉土壓實(shí)施工流程圖所示在碾壓路段上振動(dòng)平板夯壓實(shí)6遍，隨機(jī)選取2點(diǎn)測(cè)壓實(shí)度。采用沖擊振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，振動(dòng)+靜碾1遍，沖擊+振動(dòng)靜碾5遍。在同樣深度下所得試驗(yàn)結(jié)果見表4所示。表4粉土現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)對(duì)比表沖擊振動(dòng)壓實(shí)測(cè)量點(diǎn)位置123

壓實(shí)度(％)96.195.596.194.493.3平均壓實(shí)度(％)95993.9從表4可以看出，沖擊振動(dòng)符合壓路機(jī)的壓實(shí)效果明顯高于振動(dòng)平板夯的壓實(shí)效果，可以滿足現(xiàn)行施工規(guī)范的要求，并符合公路路基施工標(biāo)準(zhǔn)。3.3粉土現(xiàn)場(chǎng)的改良試驗(yàn)(1)粉土的改良的原因由于低液限粉土粘粒含量少，塑性指數(shù)低，穩(wěn)定性差。但粉土往往不存在一定的穩(wěn)定界限，不同的初始孔隙比將會(huì)有不同的穩(wěn)定界限，其穩(wěn)定性非常復(fù)雜，當(dāng)以粉土作為路填材料時(shí)，由于低塑性粉土中蒙脫石、伊利石等粘粒含量少，與水膠結(jié)作用能力差，顆粒間聯(lián)合強(qiáng)度低，土體滲透系數(shù)較高，粘聚力低，抗沖刷性低。當(dāng)降雨強(qiáng)度達(dá)到一定值時(shí)，首先雨滴連續(xù)沖擊破壞粉土顆粒之間脆弱的聯(lián)結(jié)，當(dāng)降雨在坡面上形成水流時(shí)，又因水流沖擊并帶走粉砂土顆粒，在路面、坡面上形成溝槽。因此，為了增強(qiáng)粉土路基的穩(wěn)定性，需要對(duì)粉土路基進(jìn)行改良。同時(shí)粉土也表現(xiàn)出低強(qiáng)度的特性，當(dāng)土中結(jié)合水由于蒸發(fā)漸漸減少時(shí)，粘粒產(chǎn)生干燥凝結(jié)現(xiàn)象，但是粉土的粘粒很少，這種由于失水而產(chǎn)生的內(nèi)聚力很弱，表現(xiàn)出來就是干燥的粉土很容易破碎，破碎后呈粉塵狀［11；］當(dāng)粉土中的含水量過大的時(shí)候，顆粒間的結(jié)合水連接力減弱，連接力減弱，其強(qiáng)度也大大降低，在封層時(shí)若采用粉土素土強(qiáng)度過低，需要對(duì)其進(jìn)行改良。對(duì)粉土進(jìn)行改良，采用添加劑是一種可行的辦法，一般采用的添加劑有石灰、水泥、粉煤灰等，也有采用幾種添料按照不同配合比同時(shí)添加。(2)常用的改良材料①石灰:采用石灰進(jìn)行粉土的改良，其主要優(yōu)缺點(diǎn)見表5所示。表5使用石灰改良粉土的優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)改良后的土壤具有較高的抗壓強(qiáng)度和一定的抗拉強(qiáng)度,具有板體作用和較好的水穩(wěn)定性；可以用來改良不適宜用其他結(jié)合料穩(wěn)定的塑性指數(shù)高的粘性土；改良后的土壤具有較高的抗壓強(qiáng)度和一定的抗拉強(qiáng)度,具有板體作用和較好的水穩(wěn)定性；可以用來改良不適宜用其他結(jié)合料穩(wěn)定的塑性指數(shù)高的粘性土；便于施工，既可以使用就地拌和法施工，也可以采用集中拌和法施工，還可以用人工拌和；在缺少優(yōu)質(zhì)粒料的地區(qū)，采用石灰比較經(jīng)濟(jì)就一般的土而言，強(qiáng)度有的一定的限度，強(qiáng)度的可調(diào)節(jié)范圍不大，特別是抗拉強(qiáng)度較低；塑性指數(shù)小的土，采用石灰改良也達(dá)不到較高的強(qiáng)度；收縮系數(shù)大，裂紋比較嚴(yán)重；石灰土的早期強(qiáng)度低。②水泥：采用水泥進(jìn)行粉土的改良，其主要優(yōu)缺點(diǎn)見表6所示。表6使用水泥改良粉土的優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好，且強(qiáng)度受水分變化的影響不大，強(qiáng)(1)容易產(chǎn)生收縮裂紋;

度越高，穩(wěn)定性越好；強(qiáng)度可以調(diào)整，以適應(yīng)不同交通量的需要；除高塑性粘土和有機(jī)質(zhì)含量大的土外的絕大多數(shù)土類都可以用水泥改良，適應(yīng)各種不同氣候條件和水文地質(zhì)條件；在缺乏優(yōu)質(zhì)粒料的地區(qū)，比較經(jīng)濟(jì)；便于機(jī)械化施工，質(zhì)量容易保證。粉土的現(xiàn)場(chǎng)改良由于水泥的水化和結(jié)硬作用進(jìn)行的比較快，因此對(duì)施工要求比較嚴(yán)格；不適宜在雨季施工，或在雨季施工比較困難;施工和養(yǎng)護(hù)用水較多，因此在干旱地段或缺水路段，使用困難較大。靖安高速公路施工現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)采用的是水泥改良。所采用的水泥型號(hào)為青銅峽由于水泥的水化和結(jié)硬作用進(jìn)行的比較快，因此對(duì)施工要求比較嚴(yán)格；不適宜在雨季施工，或在雨季施工比較困難;施工和養(yǎng)護(hù)用水較多，因此在干旱地段或缺水路段，使用困難較大。為了比較粉土在各種水泥含量下抗壓強(qiáng)度的變化，添加的水泥含量分為1%，2%，3%，4%四種情況，每種情況下制備6個(gè)試樣，試樣的規(guī)格為50mmx50mm的圓柱形，所有試樣均在最佳含水量下按照最大干容重的95%靜力成型。經(jīng)檢測(cè)四種情況下的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度值，如圖5所示。圖5無側(cè)限抗壓強(qiáng)度值與水泥含量的關(guān)系由圖5表明：隨著水泥量的增加，土樣的抗壓強(qiáng)度有了大幅度的提高，改善了粉土的低強(qiáng)度的特性，很大幅度的提高了它的抗壓強(qiáng)度。當(dāng)水泥用量高過4%時(shí)，經(jīng)濟(jì)性下降，且由于水泥的凝固將很容易產(chǎn)生收縮裂縫，這一點(diǎn)是很不利的，所以4%的水泥用量最為合適，效果最好。4結(jié)語靖安高速公路LK0+770段粉土的顆粒粒徑主要集中于0.074mm?0.002mm內(nèi)，顆粒的不均勻系數(shù)C=23.3，曲率系數(shù)為C=0.69，說明靖安高速公路現(xiàn)場(chǎng)粉土為不良級(jí)配卩 s土。該粉土具有低強(qiáng)度、低穩(wěn)定性等特性，冬季的時(shí)候容易凍漲，到春季的時(shí)候易翻漿極易造成公路的早期破壞，是一種工程性質(zhì)極差的土，常規(guī)的壓實(shí)設(shè)備很難對(duì)其進(jìn)行處理該段粉土土樣的最佳含水量為13.1％，最大干密度為1.78g/cm3。單純提高壓實(shí)功不能經(jīng)濟(jì)有效地提高土的密實(shí)度和改善水穩(wěn)定性。沖擊振動(dòng)的復(fù)合作用對(duì)于粉土的壓實(shí)效果很明顯，比單純一種的壓實(shí)效果要好。沖擊作用的能量能達(dá)到更深的深度，而振動(dòng)作用使粉土顆粒之間的內(nèi)摩擦力降低，從而更好的吸收能量。用水泥對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的粉土進(jìn)行改良，可以明顯地提高土樣的抗壓強(qiáng)度。當(dāng)水泥的含量為4%時(shí)為最佳。當(dāng)超過4%時(shí)，不但經(jīng)濟(jì)性下降，而且由于水泥的凝固將容易產(chǎn)生收縮裂縫。參考文獻(xiàn)：References：[1]洪毓康.土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)(第二版)[M].北京:人民交通出版社，2003.235-244.[2]曹衛(wèi)東，商慶森，宋修廣.低液限粉土路基壓實(shí)機(jī)理及性能的研究J]?華東公路，2003(3)：55—57CAOWei-dong，SHANGQing-seng，SONGXiu-guang.Lowliquidlimitpowdersoilsubgradecompactionmechanismandperformancesofresearch[J].EastChinaHighway,2003(3)：55—57[3]Rollins,KyleM.OptimumMoistureContentforDynamicCompactionofCollapsibleSoils[J].JournalofGeotechnicalEnvironmentEngineering,1998.124(8)[4]JTGE40—007公路土工試驗(yàn)規(guī)程[S].[5]孫祖望.壓實(shí)技術(shù)與壓實(shí)機(jī)械的發(fā)展與展望[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2004(4)SUNZu-wang.Developingandprospectiveofcompactiontechnologyandmachinery[J].RoadMachinery&ConstructionMechanization，2004(4)[6]鄧學(xué)均?路基路面工程[M].北京：人民交通出版社，2002.46-48.[7]楊人鳳.沖擊振動(dòng)復(fù)合壓實(shí)技術(shù)與設(shè)備[M].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2003.[8]申愛琴，鄭