冻土地区公路路基填料的易溶盐试验研究

石 占 川

(兰州交通大学土木工程学院，甘肃 兰州 730070)



·道路·铁路·

冻土地区公路路基填料的易溶盐试验研究

石 占 川

(兰州交通大学土木工程学院，甘肃 兰州 730070)

通过对冻土地区公路路基填料采样及室内试验，并结合工作经验，确定了已有公路路基填料中易溶盐含量及该地区路基的破坏情况，提出了减少易溶盐工程腐蚀的措施，为其他的工程提供参考。

冻土地区，路基，填料，易溶盐

0 引言

青藏高原地区海拔高,是我国主要的多年冻土地区之一，随着中国公路事业的发展，在该地区已经修建了青藏公路、新藏公路、川藏公路、滇藏公路等许多公路。但是随着运营时间的延续，陆续出现了一些路基病害[1]。主要是路面波浪起伏和路基沉陷变形，甚至还出现了路面纵向裂缝,影响行车车速和行车安全。当然这与路基的损害密不可分，同时与汽车超载超速及气候的变暖也有一定的关系。该地区不仅是多年冻土地区，而且还分布着大面积的盐渍土[2]，当其含量达到某种程度时(0.3%)会对工程建筑物造成溶陷、盐胀、翻浆和腐蚀等病害，这更加剧了对路基的冻胀、盐胀危害，严重影响了行车安全。这给该地区的路基造成很大的影响，据不完全统计每年引起的直接经济损失费高达上亿元。因此有必要对公路路基填料的易溶盐进行研究。

公路路基的填料在规范中要求挖取方便[3]，压实容易，强度高，水稳定性好。其中强度要求是按CBR值确定，应通过取土试验确定填料最小强度和最大粒径。试验研究证明[4，5]，冻害的主要原因是换填材料中，易冻胀的粉性、粘性颗粒含量过多，换填工艺不合理，换填深度不够，填料的压实度达不到要求，排水设施达不到排水的效果，这些都是导致路基冻胀病害多的原因。水分是影响冻胀力的主要因素，但纯净的粗颗粒土，尽管处在不充分饱水条件下，也几乎不产生冻胀现象。因此有必要控制填料的含盐量。

1 试验原理

易溶盐总量测定采用烘干法[7]，钾离子和钠离子的测定是用分光光度计法，钙离子的测定是用EDTA滴定的方法滴定时用钙红指示剂指示终点，镁离子的测定也是用EDTA标准溶液滴定的方法，但滴定时以铬黑T等作为指示剂，氯根的测定采用硝酸根滴定法。硫酸根的测定采用EDTA络合滴定法和比浊法测定。此外进行了各组填料的颗粒分析试验。

2 试验结果

表1 易溶盐试验结果

表2 易溶盐总量和pH值

2)颗粒分析试验严格《土工试验标准》中的颗粒分析试验规程进行试验，如表3所示。

表3 颗粒分析试验结果

3 结果分析

规范中规定当土层含盐总量在0.3%～1.5%为弱盐渍土，从表1～表3可知各组实验的易溶盐总量均控制在0.3%以内，说明该地区路基的易溶盐含量相对稳定，工程措施较为完善。冻胀试验表明1组填料的冻胀率最大，封闭系统可达2.1%，其他填料都在1%附近，对公路路基的影响甚微。但是2组填料级配不良，可换填改良，做好工程防排水和保温措施。

4 结语

多年冻土地区已运营公路的损坏一直是人们关心的对象，填料的选择更是重中之重。在冻深范围内最好选取A，B类填料。使用石灰、水泥及粉煤灰等稳定剂改善路基土是解决冻胀的有效方法。在冻土区设置路基防冻层，路基防冻层应用细粒含量小于5%的砂类和细粒含量小于15%的砾类、碎石类不冻胀土填筑，防冻层的厚度根据路基的标准冻深。路基填料应该严格控制其含水量和含盐量，此外还要考虑冻结层上水的发育情况及填料的冻胀敏感性。多年冻土地区路基施工，严格控制填料的含水量、材质和压实度，用粘性材料时要控制材料是否呈融化状态。各种冻土地段采取保冻原则施工，尽量采用路堤形式。当然路基的病害是工程活动与自然条件共同作用的结果。

[1] 窦明建，胡长顺.青藏公路多年冻土段路基病害分布规律[J].冰川冻土,2002,12(6)：780-784.

[2] 吕晶晶.冻结盐渍土力学性能试验及其本构模型的研究[D].合肥：安徽理工大学硕士学位论文,2014.

[3] JTG D30—2004，公路路基设计规范[S].

[4] 刘 华，牛富俊.季节性冻土区高速铁路路基填料及防冻层设置研究[J].岩石力学与工程学报,2011,12(30)：2549-2557.

[5] 朱东鹏,汪双杰.青藏高原多年冻土区高等级公路路面结构温度场研究[J].公路交通学报,2013,8(30)：29-36.

[6] GB/T 20123—1999,土工试验方法标准[S].

[7] 吕志玲.易溶盐试验原理及结果分析[J].山西建筑，2012,38(15)：65-66.

Experimental study on the lyotropic salt of highway subgrade filling material in frozen soil region

Shi Zhanchuan

(CollegeofCivilandArchitecture,LanzhouJiaotongUniversity,Lanzhou730070,China)

Through sampling, laboratory test of highway subgrade filling, combined with engineering experience, check the content of lyotropic salts in the subgrade of filling material and the destroy of subgrade in this area, put forward engineering measures which can reduce the lyotropic salt corrosion, provide reference for post-construction.

frozen soil region, subgrade， filling material， lyotropic salt

1009-6825(2016)31-0153-02

2016-08-28

石占川(1994- )，男，在读硕士

TU411

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