氯盐型弱盐渍土路用性能试验研究

陈荣涛，刘军辉，刘军勇

(1.新疆生产建设兵团建设工程质量检测中心，新疆乌鲁木齐 830000;2.中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安 710065)

0 引言

我国的西北部地区分布着大量的盐渍土，公路的快速发展不可避免地穿越这些特殊地带。在盐渍土地区，可以充分利用公路沿线的盐渍土资源，就地取材，减少工程建设成本。近些年来，公路工程中盐渍土作为路基填料得到了越来越广泛的应用:新疆奎赛高等级公路第六合同段k367+450～k369+750和k371+050～k373+500段，采用氯盐弱盐渍土(含盐量 0.556% ～0.954%)填筑路基，效果明显;国道G314线策大雅路段(k573+000～k593+000)采用硫酸盐盐渍土填筑路基(含盐量1.5% ～3%);青海格茫公路采用氯化物硫酸盐盐渍土(含盐量约为1.72%)作为路基填料;西格二线应急工程TJ5标段起点k697+000(临山车站)至k809+300(格尔木东车站)，全长112.3 km，路基采用盐渍土填筑，氯盐型盐渍土的氯盐含量小于5%，硫酸盐盐渍土的硫酸盐含量小于2%。

盐渍土用作路堤填料应具有足够的强度和稳定性，还应具有一定的水稳定性，保证在浸水情况下其路用性能满足规范和设计要求。现行的《公路路基设计规范》JTG D30－2004和《公路沥青路面设计规范》JTG D50 －2006 规定［1，2］，公路路基设计的重要参数是路基的CBR值和回弹模量。本文将对氯盐型弱盐渍土的CBR值和回弹模量性能进行试验研究，分析盐渍土用作路堤填料的可行性［3～10］。本文的研究为盐渍土作为路堤填料提供科学数据和依据。

1 氯盐型盐渍土的特性

氯盐盐渍土与一般非盐渍土相比具有以下特性［11］:①弱盐涨性，在温度降低变化过程中，盐吸收水分结晶体积膨胀，体积膨胀量率可达到1.3;②腐蚀性，Cl－1对混凝土中的钢筋产生电化学腐蚀和物理结晶腐蚀，从而引起整个混凝土结构的破坏;③溶陷性，盐渍土中的盐晶体遇水溶解，造成路基内部产生孔洞和溶蚀沉陷，从而引起路基沉降和路面坑槽变形。溶陷性是盐渍土区别于其他一般非盐渍土的一个重要特性，也是引起盐渍土地区公路病害的主要原因;④水稳性差和难以压实的特性。由于盐分的存在，土体的强度(CBR和回弹模量)在浸水情况下发生明显的减弱，其水稳性表现差;此外，对于细粒弱盐渍土，盐分在土体含水率低的情况下容易结晶，强度大，难以压实;在含水率高的情况下，盐分溶蚀或者吸收较多的水分，在压实过程水分不易排出，压实比较困难。

2 盐渍土样品

本文所用盐渍土样品取自西北某盐渍土地区的原状盐渍土，基本性质见表1、表2。

表1 盐渍土基本物理性质

表2 土粒组成分析表

3 盐渍土CBR试验研究

试样制备:采用静压法和振动台法来制备。CBR试验方法及计算按照《公路土工试验规程》JTG E40 －2007 T0134 －1993［12］进行。

3.1 静压成型试件的CBR试验结果分析

对试件进行不浸水情况下和浸水情况下的CBR试验，每项试验采用3个平行试验。试验结果见表3所示。CBR试验结果对比分析:试件不浸水情况下的CBR平均值为20.5，浸水情况下的CBR平均值为10.4，不浸水CBR值约是浸水CBR值的2倍。盐渍土浸水后结构发生了改变，CBR值显著地减小。

表3 CBR试验结果

3.2 振动成型试件的CBR试验结果分析

采用振动台法成型试件，对试件进行不浸水和浸水2种情况下的CBR试验，每项试验采用三组平行试验。试验结果见表4、表5所示。

表4 未浸水情况下CBR值与压实度、含水率的关系表%

表5 浸水情况下CBR值与压实度、含水率的关系表%

分析上表数据:

1)试件未浸水情况下，压实度 89.1% ～100.1%，其 CBR 值为5.5 ～31.6;浸水情况下，压实度93.0% ～100.2%，试件 CBR 值在 10.1 ～17.4，说明盐渍土对水是非常敏感的，评价其强度指标需要用浸水后的CBR值。

2)浸水情况和不浸水情况下，试件的CBR值都会随着压实度的提高而有不断增大的趋势。含水率对CBR也有影响，在压实度相同时，CBR值随着含水率的增大而下降。

3.3 两种不同成型方法试件的CBR试验结果对

比分析

由表6试验结果对比分析:

1)试件不浸水情况下，静压法与振动台法成型试件的CBR值＞20%，两者的CBR值相差0.55%，振动台法的CBR值要稍大于静压法的CBR值。

2)无论静压法还是振动台法，浸水情况下的CBR值都小于未浸水情况的CBR值;在浸水情况下，振动台法试件的CBR值是静压法成型试件CBR值的1.48倍，说明振动压实对盐渍土的水稳定性有更大的改善，盐渍土更加密实。

表6 不同成型方法CBR试验结果对比表

4 盐渍土的回弹模量试验研究

4.1 静压成型试件的回弹模量试验结果分析

采用静压法成型试件，对试件进行不浸水和浸水两种情况下回弹模量试验，每项试验采用三个平行试验。试验结果见表7所示。

表7 回弹模量试验成果

回弹模量试验结果:在条件完全相同的情况下，试件不浸水情况下的回弹模量是浸水情况下回弹模量值的1.12倍。

4.2 振动成型试件的回弹模量试验结果分析

采用振动台法成型试件，对试件进行不浸水和浸水情况下的回弹模量试验，每项试验采用三组平行试验。试验结果见表8和表9所示。

表8 不浸水情况下试件回弹模量与压实度、含水率的关系

表9 浸水情况下回弹模量与压实度、含水率的关系

试验结果分析:

1)不浸水情况下，压实度89.1% ～99.9%，回弹模量为61.5～86.1 MPa，回弹模量值较大。

2)浸水情况下，压实度93.0% ～100.1%，回弹模量为27.8～42.53 MPa;当压实度≥95%时，回弹模量值＞30 MPa。

3)浸水与不浸水情况下，试件的回弹模量都会随着压实度的增大而不断增加;回弹模量受含水率的影响较大，在压实度相同的情况下，回弹模量值随着含水率的增大而下降。

4.3 两种不同成型方法下的回弹模量对比分析

在相同压实度条件下，采用静压法和振动台法成型试件，进行不浸水和浸水情况下的回弹模量试验，对试验结果进行对比分析，试验结果见表10。

由表10试验结果对比分析:

1)不浸水情况下，振动成型的试件回弹模量值是静压成型试件回弹模量值的2.33倍。

2)浸水情况下，两种成型方法下试件的回弹模量同时减小，但振动成型的试件回弹模量仍大于静压成型的回弹模量。

5 盐渍土作为路堤填料的可行性分析

由表5试验结果可知，在浸水条件下，振动成型试件压实度≥93%时，其浸水CBR值≥10.1%，完全满足《公路路基设计规范》JTG D30－2004对路堤压实度和强度的要求，从CBR角度分析，弱盐渍土可以用作路堤填料。

《公路沥青路面设计规范》JTG D50－2006指出:“设计宜使路基处于干燥或中湿状态，土基回弹模量值应大于30 MPa，重交通、特重交通公路土基回弹模量值应大于40 MPa”。由前面分析可知:未浸水情况下，当振动成型试件压实度≥89.1%时，其回弹模量≥61.5 MPa;浸水情况下，当试件压实度≥95%时，其回弹模量＞30 MPa，可见盐渍土用作路堤填料其回弹模量值满足规范要求。为保证路堤在最不利条件下的路用性能，盐渍土路堤的压实度应不小于95%，且标准密度采用振动压实试验确定。

6 结语

本文对氯盐型弱盐渍土进行了CBR和回弹模量试验研究，采用了静压法和振动台法两种方法成型试件，在试件不浸水和浸水情况下，对比分析试件)的路用性能。研究结果表明，振动成型试件的路用性能(CBR和回弹模量)要优于静压法成型试件性能，且振动成型方法更接近现场路堤振动压实施工;无论在不浸水与浸水情况下，试件的CBR值和回弹模量均能满足相关规范的要求，氯盐型弱盐渍土可用作公路路堤填料。建议:由于盐渍土强度对水比较敏感，为保证公路路堤在最不利条件下的路用性能，盐渍土路堤的压实度应不小于95%，且标准密度采用振动压实试验确定。

［1］JTG D30－2004，公路路基设计规范［S］.

［2］JTG D50－2006，公路沥青路面设计规范［S］.

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［12］JTJ E40－2007，公路土工试验规程［S］.