西南多雨地区高速公路路基处治方案研究

长安大学 公路学院 刘义彬 岳 希

我国西南地区常年受阴雨天气影响，高速公路路基施工中普遍存在路基含水量偏大、强度不足、弯沉检测不达标等问题。因此，对含水量大的路基段进行水泥处治是很有必要的，但过高的水泥掺量会引起土基缩裂，而掺量过低又会使路基强度达不到要求；因此，在实际工程中，对于改良土中掺加水泥剂量的多少一直没有合理的标准。本文，笔者通过相关试验，在测定路基用土（选取西南地区的砂岩土和泥页岩土）各项基础指标的基础上，结合水泥处治后改良土的最大干密度、最佳含水量以及7 d无侧限强度等指标，最终确定了合理的水泥剂量以及强度标准，对于实际施工具有重要的参考价值。

一、试验内容

1.确定改良土的最大干密度。

（1）水泥剂量分别取2%，3%，4%和5%，并确定每个水泥剂量条件下水泥土的最大干密度及最佳含水量。

（2）采用烘干法将土样烘至干燥状态，测定其天然含水量，并用4.75 mm方孔筛筛分，将通过4.75 mm的部分用于试验。

（3）在拌和前，一定质量的土样需要加水至相应含水量后，用塑料袋密封进行闷料，其中砂岩土需4 h，泥页岩土需24 h，以使土样内部充分吸收水分。

（4）在土样中加入相应的水泥进行拌和，在拌和充分后，用电动击实仪进行重型击实试验，并最终确定其最佳含水量及最大干密度。

2.确定改良土的7 d无侧限抗压强度。根据每个水泥剂量条件下水泥土的最佳含水量和最大干密度，按照规范静压成型方法，分别在每个水泥含量下制作6个尺寸为50 mm×50 mm的圆柱形小试件（可制作尺寸为150 mm×150 mm大试件作为对比），4个水泥含量共24个试件。按照规范要求，对试件进行7 d标准养生，24 h泡水。进行无侧限抗压强度试验，计算强度的平均值和代表值，并分析相关规律。

二、试验结果及分析

1.改良砂岩土试验结果及分析。

（1）改良砂岩土试验结果。选取西南地区砂岩土进行7 d无侧限抗压试验，试验结果见表1。

表1 水泥改良砂岩土的7 d无侧限抗压强度试验结果

（2）试验数据分析。通过砂岩土的7 d无侧限抗压试验结果可知，改良砂岩土的击实曲线具有较强的规律性，各工地实验室应对标段实地土质进行击实试验，以确定相应的最佳含水量和最大干密度。改良砂岩土静压成型试件在7 d养生及泡水后，各水泥剂量的大小试件整体并未出现明显松散和破损。改良砂岩土的7 d强度值随着所掺水泥剂量的增加而增加，两者近乎呈线性关系。 由表1数据可知，当水泥剂量不低于4%时，改良砂岩土大小试件的7 d强度值均不低于0.5 MPa。因此，笔者认为水泥剂量应不低于4%，以保证改良效果。

2.改良泥页岩土试验结果及分析。

（1）改良泥页岩土试验结果。选取西南地区泥页岩土进行7 d无侧限抗压试验，试验结果见表2。

表2 水泥改良泥页岩土的7 d无侧限抗压强度试验结果

（2）试验结果分析。与砂岩土相似，改良泥页岩土的击实曲线同样具有较强的规律性。 改良泥页岩土静压成型试件在7 d养生及泡水后，除水泥剂量为2%的小试件泡水后出现了局部的破损和松散外，其余各水泥剂量的大小试件整体并未出现明显松散和破损。改良泥页岩土的7 d强度值随着所掺水泥剂量的增加而增加，两者近乎呈线性关系。由表2数据可知，泥页岩改良土的7 d强度较砂岩土稍高，当水泥剂量不低于4%时，泥页岩改良土大小试件的7 d强度值均不低于0.8 MPa。因此，咨询组认为水泥剂量应不低于4%，以保证改良效果。

三、结论

1.水泥改良土干密度与含水量具有较强的规律性，泥页岩土最佳含水量为8% ～ 10% ，砂岩土最佳含水量为12% ～ 13.5%。

2.改良土的强度值与水泥含量的关系表明，7 d强度值随着水泥含量的增加而增加。因此，在条件允许的范围内，应适当增加水泥结合剂的剂量，以达到更理想的改良效果。

3.在西南温湿地区，在95%的保证率下，改良砂岩土的无侧限抗压强度应不低于0.5 MPa，改良泥页岩土应不低于0.8 MPa，推荐水泥剂量应不低于4%。

4.实际应用中，应根据现场土质确定最佳含水量和最大干密度，并对改良后的土质进行抽样分析，通过EDTA滴定法确定实际掺加的水泥含量，并根据实际情况进行调整。