砂砾改良高液限红粘土的试验研究.pdfVIP

公路2008年8月第8期 HIGHWAY No．8 Aug．2008 文章编号：0451一0712(2008)08一0226一04 中图分类号：U414．11 文献标识码：B 砂砾改良高液限红粘土的试验研究 莫百金1，李跃军2 (1．怀化市公路管理局怀化市418000，2．湖南省交通科学研究院长沙市410015) 摘要：为合理利用高液限红粘土作路堤填料，针对其易开裂、可压实和水稳定性差等特点，开展了砂砾改良 试验研究。对不同掺配比的砂砾一高液限红粘土混合料分别进行了物理力学性质指标测试和开裂模拟试验，分析 了不同砂砾掺配率下的改良效果及原因，提出了以收缩开裂宽度、液塑限为指标确定最佳掺配率的方法。通过湖南 省道s322线试验段的修筑，检验了砂砾改良方法的施工可行性和实际效果，并提出相应的施工工艺，为高液限红粘 土路堤处治提供了具有实用价值的参考。 关键词：高液限红粘土；填料；砂砾；改良 红粘土是指碳酸盐岩出露的岩石，经红土化作 方法，为高液限红粘土路堤处治提供了参考。 用形成的棕红色、褐黄色等的高塑性粘土[1]，具有液 限高、孔隙比大、易收缩、可压实性和水稳定性差等 l省道s322线红粘土的土性特征 特点[2’3]。高液限红粘土主要分布在我国西南、中南 1．1物质组成 和华东地区，如何合理利用它作路堤填料，是这些地 据现场勘探，省道S322线永州段岩层以石灰 区公路建设中面临的难题。 岩、泥灰岩为主，土层上部呈坚硬至硬塑状，棕红色， 我国现行公路路基设计规范[11要求：“高液限土 而下部(10m以下)呈可塑状，紫褐色，土质细腻，粘 不能直接作为路堤填料。当利用挖方路段高液限土填 性大，手搓捻有滑感，裂隙发育。在省道S322线永州 筑路堤时，应进行处治。”而国内外处治大多以弃土换 段K17+040取棕红色土样进行差热分析，得到其主 填、化学改性为主。由于在南方地区高液限粘土点多 要矿物成份，见表1。 面广，全部废弃将极大增加工程费用并造成生态环境 表l省道s322线永州段棕红色土样的矿物组成 的破坏。虽然现有化学改性处治[4’5]，如掺入石灰、水 成分 蛭石 高岭石 伊利石 赤铁矿 石英 泥、固化剂(NcS)等无机胶结材料，能提高土质强度、 含量／％ 21 43 14 9 13 降低塑指、改善水稳性，并已在沪宁高速、南柳高速等 公路建设中成功应用，但这种方法所需工期长、费用 从表1可看出所取土样的矿物以高岭石为主， 高且大多只能在路床部位采用，应用范围有限。因此， 其次是蛭石、伊利石、石英和赤铁矿。土中含有一定 突破以上两种处治模式，针对高液限红粘土提出经济 量的赤铁矿，这是红土化过程中脱硅富铝铁所致。因 有效的物理改良处治措施具有很重要的现实意义。 此，永州棕红色粘土属于通常意义上的红粘土的范 湖南省省道S322线是连接郴州、永州的重要干畴。已有研究表明[6]，永州红粘土形成于晚第三纪至 线，路线全长51．660km。修筑至永州段时，2／3以上 第四纪，主要形成于第四纪大姑一庐山间冰期，中、 的挖方土属于高液限红粘土，不能直接用于路堤填 更新世以前。其形成过程大致为：石灰岩机械风化一 筑。本文以省道S322线为依托，通过室内试验和试红土化作用一红粘土等3个过程。 验段修筑开展了砂砾改良高液限红粘土的试验研 1．2物理力学特性 究，验证了这种