盐渍土经砂砾改良后的路用性能实验分析

张磊

摘 要：盐渍土不同于普通土，对于环境较为敏感，工程性质容易受到外界环境因素的影响。其粘性较小、对水较为敏感、级配不良。受降雨或者温度变化的影响，盐渍土会发生脱盐现象或者发生盐胀性破坏，而导致其强度较低，难以承受较大压力，因此，在公路工程中常在盐渍土中掺入砂砾、石灰等物质对其进行改善。本文中采用掺入砂砾的方法对盐渍土进行改良，并通过实验分析了改良后盐渍土的路用性能，对于提高路基稳定性以及盐渍土较多的西北地区的公路发展具有重要意义。

关键词：盐渍土;砂砾;改良;路用性能

中图分类号：U416.1;U414        文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）09-0174-03

Experimental Analysis on Road Performance of Saline Soil Improved by Gravel

Zhang Lei

（Shaanxi College of Communication Technology， Xi an 710018， China）

Abstract：Saline soil is different from ordinary soil， it is more sensitive to the environment， and its engineering properties are easily affected by external environmental factors. It is less viscous， more sensitive to water， and has poor gradation. Affected by rainfall or temperature changes， saline soil will undergo desalination or salt expansive damage， which leads to its low strength and difficult to bear greater pressure. Therefore， in highway engineering， gravel， lime and other substances are often mixed into saline soil. In the paper， the method of mixing gravel is used to improve the saline soil， and the road performance of the improved saline soil is analyzed through experiments， which is of great significance to improve the stability of subgrade and the development of highway in Northwest China where there are more saline soil.

Key words：saline soil;gravel; improvement;road performance

0 引言

鹽渍土是指在1m范围内的地表土层中，易溶盐含量在0.3%以上时，则称该土质为盐渍土。我国西北地区地质条件较为特殊，尤其是盐渍土的占地面积较广，其分布面积占我国盐渍土总面积的一半以上。近几年来，我国经济的飞速发展带动了西北地区基础设施的建设发展，尤其是在新疆地区，公路工程大力修建，但是由于西北地区的盐渍土较多，因此对于公路的修建影响较大。目前在盐渍土路基的改善修建过程中，主要采用的方法是对其进行去盐、隔水以及结构加固，例如提高路基工程、进行隔断设计、换填等等方法。导致土壤盐渍化的原因很多，温度、降雨量、含盐量、水分、土质等都会对土壤产生较大的影响。其中环境因素不可控，因此在对盐渍土进行改良处理时一般从含盐量、水分等方面着手。由于盐渍土的盐胀性、溶陷性和腐蚀性等特点，在路基修建过程中如果不对其进行改良，则在公路建成以后路基会发生盐胀、溶陷等破坏。西北地区公路的发展推动了对于盐渍土改良技术的发展，但是由于缺少系统的研究以及技术层面的支持，因此，在公路工程中，盐渍土改良应用较少。本文中通过物理掺入砂砾的方法对盐渍土进行改良，并研究了改良后的路用性能，对于盐渍土改良具有重要的参考作用。

1 试验路段介绍

盐渍土在我国西北地区分布较广，本文中所选取的路段位于新疆境内比较典型的盐渍土区域。据勘察发现该地区的地里位置和地质条件较为特殊，地层中盐渍土较多。由于该地区的地形复杂，如果开挖路基则所需数量较多，而且会造成较多的弃方，另外该路段距离市区较近，设置弃土场难度较大。因此，本文中对该路段进行盐渍土改良实验，以期望能够将改良后的土壤作为公路工程路基的填料，以减少施工过程中的弃方压力，同时又可以降低成本。

2 实验部分

考虑到该工程路段周围区域内的砂砾含量较多，因此，本文中为了就近取材，对盐渍土采取掺入砂砾的方式进行改良，减少土壤中的含盐量，增加其强度，改善其级配，使路基的骨架结构更加稳固。盐渍土改良后需要满足一定的强度指标，其路堤的CBR值需不小于3%，回弹模量不小于40MPa。

2.1 土样基本性质分析

2.1.1 含盐量

含盐量量是关系到盐渍土工程中路基稳定性的关键因素，因此在改善盐渍土前需要确定盐渍土中盐的含量和种类。通过对该路段易溶盐不同离子含量的测定，得到如表1所示的测定结果。

由表1中的结果可知：

由此可以判断该路段的盐渍土属于碳酸弱盐渍土。

2.1.2 级配

本文中通过筛分法对选取路段的土样的颗粒进行分析，对于粒径<0.075mm的土样进行洗盐并将其烘干，通过甲种比重计法进行分析，最终得到如图1所示的结果。

由图1可知盐渍土样在洗盐前的不均匀系数>5，曲率系数>3，因此判断该路段的盐渍土属于不良级配的土样。而由图1b可知，在洗盐之后的土样的不均匀系数和曲率系数均增大。由此说明，进行洗盐之后土样中的易溶盐离子溶解，使土样的结构发生变化，从而使其级配得到改善。

2.1.3 最大干密度和相对应的最佳含水率

选取一定量的土样，再选取3个一定比例的含水率进行焖料，3组实验中各制备3个试件，进行击实实验，根据以下公式，确定土样的最大干密度和相对应的最佳含水率。

其中，mω为所需加水量，mi含水率ωi时所对应的盐渍土样的质量，ωi为土样原有的含水率，ω为所要达到的含水率。

其中，ρd为土样的干密度，ω为某点土样的含水率，ρ为某点土样的湿密度。根据上述实验得到该路段盐渍土的最大干密度为1.86g/cm3，最佳含水率为12.3%。

2.1.4 CBR结果

根据上述实验结果，并通过击实实验得到CBR结果为1.7%。与规定路堤CBR≥3%的要求相差较大，因此不满足路用规范，需要对其进行改良。

2.2 改良盐渍土击实实验步骤

为了选取较为合适的盐渍土与砂砾的配比，本文中选择1∶0.4，1∶0.7，1∶1 三种比例进行实验，对3个比例下的改良盐渍土路用性能实验。

（1）试样的制备。选取盐渍土试样，并烘干，使盐渍土样中的水分蒸干，按照上述比例进行砂砾的掺入，每一个配比的试样中，均分别加入不同含量的水，搅拌均匀，焖料12h备用。

（2）击实。称取适量的上述试样，分3层加入试筒中，每一层的试样击打50次，击打完毕后，将试样表面拉毛，然后装入套筒中，随后用同样的方法对另外两层进行击打。

（3）计算。在上述击实实验完成后，利用工具将试样齐筒顶削平，将套筒外壁清理干净后称重，得到试样的质量以及密度。利用脱模机取出试样，将试样切碎后选取部分试样进行称重，烘干，计算试样的含水率和干密度，得到改良盐渍土的最大干密度和最佳含水率。

2.3 回弹模量实验

（1）试样制备。根据述步骤中得到的改良盐渍土的最大干密度和最佳含水率，根据试筒的体积和预定压实度，得到制备试样所需的改良盐渍土的质量。在试筒中铺设一层滤纸，分层加入改良盐渍土样，摇匀，压捣，通过静压法制备试件，为了保证结果的可靠性，实验中制备3个试样。完成上述步骤后，在试件顶部铺设一层滤纸。

（2）将上述制备的试件置于强度仪中，以应的最大单位压力预压3次，每次顶压40s。

（3）将预定的最大单位压力分位5份，分级加载卸载，其中每一级各加载1min，记录数据，同样卸载1min，记录数据。以此进行，逐级进行加载卸载。

2.4 承载比实验

在完成回弹模量实验后，对上述试件泡水膨胀4d，记录数据。晾干试件，将其置于强度仪中，测定浸水后试件单位压力与贯入量的关系，从而得到试件的承载比。

3 结果与讨论

通过上述对不同盐渍土和砂砾配比的改良盐渍土进行的路用性能实验，得到如表2所示的结果。另外，根据《公路路基设计规范》中的相关要求，公路的上路堤的压实度不能小于94%，而下路堤的压实度不能小于93%，因此本文实验中改良盐渍土的压实度控制在93%。

3.1 回弹模量

由表2中的回弹模量数据可知，盐渍土与砂砾的配比为1∶0.4时，改良盐渍土的回弹模量为38MPa。与《公路路基设计规范》和《公路沥青路面设计规范》中对于公路的要求，回弹模量不小于40MPa相比，按照该比例进行改良后盐渍土的回弹模量不满足路基的要求。而盐渍土与砂砾的配比为1∶0.8和1∶1时，改良盐渍土的回弹模量均大于40，因此，改良后的盐渍土达到了路基对于回弹模量要求的技术指标。另外，从表3中的数据看，盐渍土与砂砾的配比为1：1时的回弹模量较1∶0.8時有所降低，回弹模量与原料配比的变化规律不明显，但是仍旧满足路基的要求标准。

3.2 承载比

由上述回弹模量相关数据可知，盐渍土与砂砾的配比为1∶0.4时，其路用性能不符合路基的要求指标，因此，本部分内容只针对盐渍土与砂砾的配比为1∶0.8和1∶1时改良盐渍土进行承载比分析。由表3中数据可知，在盐渍土与砂砾的配比为1∶0.8和1∶1时，其相对应的CBR值分别为6.7%和8.9%。且从表中数据可以看出，随着砂砾含量的增加，盐渍土的CBR值呈现快速增长的趋势。说明，随着盐渍土中砂砾含量的增加，其抗剪强度逐渐增加，可以作为公路路基填料。

由上述结果可以得知，该路段盐渍土改良中，盐渍土与砂砾的配比最优值为1∶0.8。

4 结语

我国经济的飞速发展使得公路和铁路的运输量急剧增加，尤其是我国的西北部地区，公路的建设规模逐渐扩大。而我国西北地区的盐渍土分布面积广泛，盐渍土由于特殊的工程性质不适用在公路路基中应用时，容易使公路发生溶陷性和或盐胀性破坏，严重影响公路的稳定性和安全性，严重阻碍了西北地区公路的建设。文中以砂砾掺入盐渍土的物理改善方法对盐渍土进行改良，对于我国盐渍土分布广泛的地区公路的建设和发展具有重要意义。

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