穿沙公路风积沙的路用性能探讨

韩莹

(中交二公局第六工程有限公司，陕西西安 710075)

随着我国经济的不断发展，穿沙公路的建设也呈现了迅猛发展的趋势，由此引发了风积沙对铁路工程和公路工程带来的不同程度危害［1，2］。目前，国内外对风积沙的研究早已开展，主要集中于对风积沙基本土工试验的研究比较多［3］。鉴于内蒙古地区穿沙公路的筑路现状，为了进一步研究风积沙的路用功能，本文作者引用对风积沙掺加不同含泥量的说法，从而对穿沙公路风积沙的路用性能进行进一步研究和探讨，以便为内蒙古以及全国沙漠地区，合理利用风积沙作为沙区公路的铺筑材料提供可靠的技术指导和科学依据。

1 材料选取和风积沙含泥量配合比设计

1.1 材料选择

本试验样本采用内蒙古鄂尔多斯市境内的毛乌素沙漠地区，乌审召工业园区至嘎鲁图镇一级公路，原状土采取5个不同试验段和取土场。采用筛分试验对其进行级配测定，并根据级配曲线得到该试样的不均匀系数，由此判断试验土样的级配程度，如表1和表2所示。

表1 试样的颗粒组成

表2 试样的不均匀系数(一)

由表1和表2可以看出，穿沙公路含泥风积沙的粒径主要分布在0.6 mm～0.075 mm区间内，属于级配不良，粒度比较均匀的中细沙。

1.2 风积沙含泥量配合比设计

表3 制备试样级配组成

通过对试验选取的试样粒径进行分析，采用室内试验方式，制备含泥量分别为5%，15%，30%，50%，70%(以粒径小于0.075 mm为含泥量的界限值)。得出各个含泥量风积沙试样粒径分布和不均匀系数，如表3和表4所示。

表4 试样的不均匀系数(二)

通过土工试验测定各含泥量风积沙试样的界限含水量(注:对于含泥量5%的土的液塑限可以不予考虑)，如图1所示。

图1 不同含泥量风积沙界限含水量趋势图

由图1可以看出，不同含泥量的风积沙试样，随着试样含泥量的不断增加而呈现增大的趋势。出现这种状态，是因为风积沙中随着粘性土含量的不断增加，试样中的矿物质成分随之产生变化，从而使得风积沙沙中的含水量变化时，颗粒之间的吸附性逐渐增强所导致。

2 不同含泥量风积沙压实特性

试验采用JTG E40-2007公路土工试验规程进行不同含泥量风积沙击实试验，分别配制不同含泥量的风积沙［3］，含水量为2%，4%，6%，8%，10%的土试样共5组，结果见图2。

图2 各试样重击击实曲线图

由图2可知，在不同含泥量的风积沙重击试验中，当含泥量在30%～50%时，风积沙试样随着含泥量的逐渐增加，其干压效果越来越不显著，并且，最佳含水量呈现增大的趋势;当含泥量小于30%时，风积沙试样干压效果显著，最大干密度出现在干燥和饱和状态。

通过重型击实试验得出含泥量和最大干密度的关系，见图3。

图3 重型击实下最大干密度与含泥量的关系

由图3可知，随着含泥量的增加，风积沙的最大干密度呈现逐渐降低的趋势。

3 不同含泥量风积沙的强度特性

图4 最优含水量下含泥量与CBR值的关系曲线

采用JTG E40-2007公路土工试验规程进行CBR试验，在最佳含水量下浸水4 d进行不同含泥量的CBR试验［4，5］。由图4可知，不同含泥量风积沙的浸水CBR值，随着含泥量的增加呈现先增大后减小的趋势。含泥量在60%以后，CBR值的减小趋于平稳。

4 结语

通过对不同含泥量的风积沙路用性能的试验研究可以分析出，风积沙作为穿沙公路的路基填料是切实可行的。对于含泥量为30%左右的风积沙，最大干密度达到最大值，可以将风积沙的力学性能分界线划在30%，当含泥量小于30%时，可以作为穿沙公路路基填料;当含泥量大于30%时，需要对风积沙进行改良。

［1］ 付兵先.不同含泥量风积沙的路用性能研究［D］.西安：长安大学硕士学位论文，2006.

［2］ 周 斌，义宗贞.沙漠干砂分层回填振动压实后的地基承载力的室内试验研究［J］.石油工程建设，2002，28(4)：19-22.

［3］ 孙祖望.压实技术与压实机械的发展与展望［J］.筑路机械与施工机械化，2004(4)：67-68.

［4］ 李俊丹，王加弟.固化剂稳定风积沙的配合比设计［J］.辽宁省交通高等专科学校学报，2007，19(1)：22-24.

［5］ 张展弢，龚海科，谢永利，等.内蒙古自治区风积沙的工程特性［J］.河北工业大学学报，2006，35(3)：112-117.