压实红黏土CBR试验研究

【摘要】：CBR试验值是评定路基土填料和路面材料强度的指标。《公路路基设计规范》(JTJ D30—2015)第3.3.3条路堤填料应符合以下条件中第4条做了专门的规定:液限大于50%、塑性指数大于26的细粒土,不得直接作为路堤填料。规范第7.8.2条规定:红黏土和高液限土不应直接作为路堤填料,如果使用高液限土填筑路堤时,应对其进行处理后再投入生产。本专业许多科研工作者对这项规定提出了不同意见,认为该规定以界限含水率为重要考量因素,而忽略了土颗粒特征对土的性质的影响,并辅以若干工程实例来证明。公路沿线广泛分布着高液限红黏土,公路建设过程中如需开挖深路堑或隧道施工,涉及大量土方,不论使用固化材料(如石灰)进行改性,还是换填非高液限土,大量弃方需要征地堆置,修建环保工程。工程施工进度与工程建设费用都会受影响。红黏土是否能用作路基填料?因此,本论文研究压实红黏土CBR试验,为红黏土地区路基修建提供借鉴。本论文以国家自然科学基金项目《干湿循环作用下红黏土力学性能衰减规律研究》(NO.51368010)为依托,针对贵州红黏土路基病害的现象,取贵州大学新校区红黏土土样为研究对象,通过现场取土样,以岩土工程测试技术为手段,室内CBR试验、Excel数据处理分析对比、以土力学、土质学为基础理论分析,参考现行公路土工试验规程做了改进,研究取得以下成果:(1)测试取土红黏土样的基本物理指标:包括含水率、密度、颗粒分析试验、比重、液限和塑限以及击实特性(干法与湿法)。(2)样品制备方法对红黏土CBR值影响:击实、静力压实和振动压实制备样品对红黏土CBR值影响。最佳含水率时CBR值最大;压实度减小,CBR值减小;振动压实制件CBR值最高,击实制件CBR值居中,静力压实制件CBR值最小。(3)试验方法对对红黏土CBR值影响:浸水方式、浸水时间和上覆压力的改变对对红黏土CBR值影响。红黏土侧向浸水能更好地反映其真实强度;浸水1天后,CBR值迅速衰减,随浸水时间增长而减小,在浸水3天时间以后基本趋于稳定;增大试件在泡水过程中的上覆压力可提高其CBR强度。(4)干湿循环对红黏土CBR值的影响:不同干湿循环路径(先干后湿和先湿后干)和不同温度(300C和1050C)下干湿循环对红黏土CBR值影响。第一次干湿循环时,红黏土CBR衰减幅度最大。压实度越高,试样CBR值衰减幅度越大,其后平缓,各个曲线较接近。先干后湿比先湿后干更容易让土体产生破坏;高温干湿循环试验比常温的更容易让土体产生破坏。(5)按照《公路土工试验规程》(JTG E40-2007)红黏土CBR试验值仅满足三、四级公路路面底面0.3~0.8m以下深度填方路基要求。为了更吻合实际工况,CBR试验方法有待完善,上部浸水改为侧向浸水,增加上覆压力,并考虑干湿循环作用。研究成果为红黏土地区的路基设计规范中CBR值提供了更多参考,有助于提出适用于红黏土地区路基填料强度的改进CBR试验方法,对红黏土地区的公路路基建设具有一定的工程实际意义,并能为其他专业方向提供技术借鉴。