路基压实参数相关关系及改良土控制指标的研究

陶 继 红

(太原市交通建设工程质量安全监督站，山西 太原 030053)



路基压实参数相关关系及改良土控制指标的研究

陶 继 红

(太原市交通建设工程质量安全监督站，山西 太原 030053)

介绍了路基压实参数的相关关系，从抗压强度、抗剪强度、水稳性、耐久性等方面，分析了改良土的控制指标，有利于提高改良土在路基工程中的施工质量，促进交通行业的快速发展。

路基，改良土，压实度，抗压强度

0 引言

铁路作为我国交通事业中的重要组成部分，其为助推我国经济的发展有着积极意义。为了保证交通事业的良好发展，为了提高人们出行质量，其中加强路基建设质量十分重要。路基的建设需要考虑到路基结构的受力、变形要求、路基结构形式以及尺寸要求、材料类型要求、压实标准等。因此，为提高路基建设质量，对其压实参数相关关系进行研究十分必要。

1 路基压实参数相关关系分析

1.1 压实度

压实度的作用主要是了解现场填筑压实系数和室内进行试验两者之间的接近程度，它是路基压实标准中一个最基础的也是必须监测的指标，压实系数越高说明边坡的稳定性越好，渗透性下降而水稳性提高。

1.2 改良土掺入料的掺入量

一般在正常的情况下掺入料的掺入会提高改良土的强度，但是如果掺入量超过某个数值其反而会导致收缩裂缝，影响土的强度和水稳性。因此掺入料的掺入量需要在一个合理的范围内[1]。在具体的施工中，配料的准确性、拌合的均匀性都能够将掺入料的良好性能发挥出来。但是，如果掺入料撒铺不均匀，拌合料就不会均匀。掺入料过少，导致强度不符合设计要求，掺入料的量过多，又会出现裂缝。因此，需要监测掺入量在土中的分布情况，更加合理的了解掺入料的掺入量。

1.3 地基系数

地基系数反映的是填土厚45 cm～60 cm内单位压力下的最大允许变形值，可以反映出路基的强度和变形的相关情况，实际上就是了解填土的变形阶段，单位下沉量的荷载能力，重点了解其变形情况。

1.4 变形模量

变形模量是在路基压实过程中衡量压实度的重要指标，主要表征对象为压实施工土体的压缩特性，是土体抵抗弹塑性变形能力的体现。通常对于路基压实变形模量的测定，采用单循环静载以及二次循环静载进行实验检验[2]。

1.5 孔隙率

路基压实孔隙率通常用百分数表示，代表了压实土体内部存在的空隙和土体二者间的体积比。在当前的交通工程路基施工中，孔隙率始终是重要的检测标准参数之一。在压实土体颗粒密度一定时，土体干密度与孔隙率成反比。最理想状态下的压实效果是土体内部不存在孔隙，也就是孔隙率为零。但在实际的路基压实施工过程中，并不是单纯追求孔隙率的降低，而是要通过压实施工使地基土干密度接近颗粒比重数值，从而保证路基压实后的土体呈现出整体结构的一致。

1.6 相对密度

想要了解砂土的密实程度，可以去了解砂土的孔隙比，但是砂土孔隙比会受到颗粒形状和级配的影响。但是孔隙比并不能确定砂土的形式，这是因为相同的孔隙比其可能在自然界的存在形式也不同。而相对密度能够有效克服这个问题，通过利用砂土的最松状态孔隙比和最密实状态孔隙比看天然孔隙比更加接近哪个数值，即相对密度法。

2 改良土控制指标分析

2.1 改良土抗压强度指标

抗压强度指标可以快速准确的反映出试件的强度特性，应用比较广泛。将素土、改良石灰土在最佳含水率和0.95压实度的条件下改良后，改良石灰土其抗压强度有一定增加，而素土的强度经检测呈现出塑性破坏。研究发现石灰土残余强度最大值为7.9%～15.5%，强度不到最大强度值的1/5。无论是素土还是改良土，其在饱水后的强度会大大减小，其中素土减弱的幅度最大，其次是石灰土、水泥土。

2.2 改良土抗剪强度指标

当存在的外力大于路基抗滑力路基的边坡时就会出现失稳问题，在具体工程上表现为滑坡等。特别是在南方地区，水是导致路基抗剪指标下降的一个重要方面。水泥改良土则与其相反。土的性质是决定边坡稳定性高低的主要因素，特别是在边坡的坡度和高度都确定的情况下[3]，可以通过在红层泥岩中加入水泥等提高其摩擦角值。但是如果是在饱水状态下不管是素土还是改良土其抗剪强度都会下降。

2.3 路基抵抗局部变形指标

关于路基的变形，不仅要控制整体变形，也要加强局部变形的控制。路基一个十分明显的薄弱点就是局部会出现剪切破坏，特别是在受到雨水以及列车荷载的情况下出现翻浆冒泥等病害的可能性大大提升。为了加强改良土路基填筑质量，最好能够进行承载比试验。针对铁路路基的CBP值可以参照公路的CBR值进行取值[5]。

2.4 水稳性指标分析

改良土的水稳性，可以从两个方面考虑，一方面是改良土在雨水浸泡时或者雨水冲刷时发生质量变化，另一方面是分析改良土浸水后的体积变化，可以采用有荷膨胀率。素土的水稳性很差，而水泥改良土和石灰改良土在浸水30 min后基本稳定，质量也未发生明显改变[4]。

2.5 耐久性指标

针对改良土，为避免其发生疲劳破坏，需要对临界动应力做出要求[5]。考虑到铁路的路基不仅需要承受静荷载的影响，还需要持续受到动荷载的反复影响。特别是在列车荷载作用产生的动应力等对铁路行车造成十分明显的影响。在填土的过程中每一次的加载、卸载都会产生不可逆转的塑性变形，而且这种塑性变形会随着刺激的增加而增大[6]。由于改良土受到气候的影响，产生的干湿应力会破坏改良土的结构，影响到整个工程，因此需要确定临界动应力，了解耐干湿循环能力指标。特别是改良土耐久性指标，其作为一个重要指标，可以选用质量损失指标判定改良土耐干湿循环能力的优劣。

3 结语

本文对路基压实参数的相关关系、改良土指标等方面进行了研究，针对改良土路基施工压实质量，需要重点考虑压实度和掺入料的掺入量，还需要考虑到现场的施工环境以及条件，有效保证改良土的强度和耐久性要求。考虑到改良土在铁路工程中的应用越来越广泛，仍需要加强对改良土现场施工质量控制，同时完善相关检测方式，进一步提高我国铁路工程的路基质量。

[1] 叶阳升,程爱君,张千里.改良土路基的设计及压实指标研究[J].中国铁道科学,2008,11(2):1-5.

[2] 周援衡,王永和,卿启湘,等.全风化花岗岩改良土高速铁路路基填料的适宜性试验研究[J].岩石力学与工程学报,2011,11(3):625-634.

[3] 周援衡,王永和,卿启湘,等.全风化花岗岩改良土路基的长期稳定性试验研究[J].岩土力学,2011,29(S1):596-602.

[4] 马学宁,王 旭,蒋代军.兰新第二双线戈壁土路基填料填筑试验研究[J].中国铁道科学,2011,31(6):1-8.

[5] 叶阳升,周 镜.铁路路基结构设计的探讨[J].铁道工程学报,2005,11(1):39-46.

[6] 董 城,冷伍明,李志勇,等.水泥改良高液限黏土动态回弹模量试验研究[J].岩土力学,2013,21(1):133-138.

Research on sub-grade compaction parameters correlation and improved soil control index

Tao Jihong

(TaiyuanTrafficConstructionEngineeringQualityandSafetySupervisionStation,Taiyuan030053,China)

This paper introduced the correlation of sub-grade compaction parameters, from the compression strength, shear strength, water stability, durability and other aspects, analyzed the control index of improved soil, conducive to improve the construction quality of improved soil in sub-grade engineering, promoted the rapid development of transportation industry.

sub-grade, improved soil, compaction degree, compression strength

1009-6825(2016)22-0153-02

2016-05-28

陶继红(1971- )，女，工程师

U416.1

A