风积沙在铁路基床以下路堤应用技术

2019-06-25陈浩宇周晓朋曹忠露

中国港湾建设 2019年6期

关键词：量筒筛分填料

陈浩宇，周晓朋，曹忠露

（中交天津港湾工程研究院有限公司，天津 300222）

0 引言

铁路路基填料是指构成铁路路基等土工建筑物的原材料，多年的工程实践证明，填料质量的好坏直接关系到铁路路基承载力的高低及变形程度，已经越来越被工程界所重视。

蒙华铁路内蒙段内125 km处于严重风沙路基侵蚀环境，填料资源极其困乏，风积沙资源极其丰富，如果将风积沙变成填料，不仅能解决运输问题，同时能节约大笔资金。因此，开展风积沙在路基底层的应用研究具有重要意义。

按照国内规范[1-3]方法，通过筛分、相对密度、击实等试验确定标段内风积沙物理性能[4-6]，确定风积沙所属填料的种类[7]，分析各区间填料异同点，并根据测定的最大干密度、最小干密度和最优含水率指导路基现场试验及施工[8]。

1 试验方法

1.1 筛分试验

通过筛分试验，将土颗粒按不同筛网进行分离，称量各筛筛余质量，进行颗粒级配分析，通过在半对数坐标系上绘制粒径分布曲线，见图1，计算不均匀系数Cu、曲率系数Cc，对土体进行粒组分级计算方法见式（1）～式（2）。

不均匀系数：

曲率系数：

式中：d10、d30、d60分别为颗粒级配曲线上10%、30%、60%含量的粒径。

判定级配：级配良好Cu≥5，且Cc=1～3；否则为级配不良。

图1 颗粒大小分布曲线图Fig.1 Particle size distribution graph

1.2 灌沙试验

用漏斗法或量筒法测定沙的最小干密度，振动锤击法测定最大干密度。

1）最小干密度试验：通过松散堆积方法将沙土缓慢置于量筒之中，称量筒中沙质量，计算密度值；

2）最大干密度试验：分3层向试桶中注入风积沙，在额定的击实速率下，将沙土压实，直至体积不再变化，通过计量体积、质量，计算密度值；

相应计算公式见式（3）。

最小、最大干密度：

式中：m为量筒、试桶中沙土质量；V为量筒、试桶中沙土体积。

1.3 击实试验

测定填料最优含水率采用多功能电动击实仪。铁路工程击实试验依据土体最大粒径5 mm、20 mm、40 mm进行规格选型，见表1。

表1 击实试验标准技术参数Table 1 Standard technical parameters for compaction test

2 原材料试验

根据全段风积沙的特点，取49个取土场的风积沙进行筛分试验、颗粒密度试验和击实试验，试验结果见表2。

表2 蒙华风积沙物理性能试验Table 2 Physical performance test of aeolian sand of Menghua Railway

3 结果与分析

3.1 风积沙级配特点分析

1）风积沙筛分结果如表2所示，在表中涉及的49个取土地点，编号为1～23中，DK15+400、DK17+050、DK18+360、DK18+800、DK19+200、DK22+900、DK24+568等7个取土点大于0.25 mm颗粒含量超过50%，可达到（中沙）B组填料的要求。

其他16个取土点风积沙大于0.25 mm颗粒含量最低值为30.3%，风积沙整体颗粒较粗，满足基床以下路堤填料要求。

2）编号为24～49中，风积沙大于0.25 mm颗粒含量均未达到50%，且只有DK54+500、DK61+300、DK71+400、DK72+200、恩陶 DK151+687、恩陶DK167+131、恩陶DK172+300等7个取土点大于0.25 mm颗粒含量超过20%，最高值为32.5%，最低值仅为7.5%。风积沙整体颗粒较细，满足基床以下路堤填料要求。