木质素改良高液限黏土的路用性能研究

【摘要】：高液限黏土细粒含量高,级配分布不均匀,压实性差,导致自身结构稳定性不足;同时其特有的高液限、高塑性指数和较高的天然含水率特性极易造成地基不均匀沉降,对道路结构的整体稳定性产生极其严重的影响。在环境问题日益突出的今天,寻找一种经济、高效、环保的新型改良剂尤为重要,其中基于工业副产品木质素的土体加固技术已成为其中的一种。本文依托淄博市鲁山大道-张辛路互通工程,以工程沿线广泛分布的高液限黏土为研究对象,分别采用木质素磺酸盐和生石灰作为固化剂对其改良,进行路基填料改良试验研究,主要研究内容及结论如下:(1)高液限黏土的物理力学特性。对试验土进行天然含水率试验、颗粒分析试验、界限含水率试验、比重试验、击实试验、无侧限抗压强度试验、CBR试验、直接剪切试验、回弹模量试验、无侧限抗压强度试验,掌握了试验土的基本物理力学特性。研究表明,淄博市鲁山大道-张辛路互通工程沿线分布的高液限黏土,其承载比、回弹模量等力学性质较差,不满足路基填料要求。(2)高液限黏土改良方法。通过对木质素磺酸钙(木钙)、木质素磺酸钠(木钠)、生石灰、6%掺量生石灰+木钙、6%掺量生石灰+木钠五种改良方式的比选,发现木钙改良土强度提高显著,同时对周围环境友好,确定为最佳改良方法。(3)木钙改良土物理力学性能及微观特性。对木钙改良土进行相关物理力学试验及微观特性试验,评价高液限黏土改良后的物理性质、力学性能和微观结构变化。通过与原状高液限黏土对比,改良土在养护一段时间后物理性质有所改进,力学性能大幅增强,木钙与黏土矿物形成的胶结物可以有效填充孔隙,使得土颗粒之间连接更加紧密。综合各项指标得到木钙最佳掺量为3%。(4)木钙改良土的耐久性能。对木钙改良土进行干湿循环试验和冻融循环试验,并与生石灰改良土进行对比,探究外界环境干湿变化以及温度升降变化对改良土稳定性的影响。在干湿环境交替变化时,木钙改良土的耐久性能优于生石灰改良土;而温度升降过程中,木钙改良土冻胀率及强度损失率较高,抗冻性不如生石灰改良土。