一种膨胀土路基压实方法技术

一种膨胀土路基压实方法，通过湿法制备试件，采用不同含水率的试件逐个测试CBR，绘制CBR-含水率曲线，得到膨胀土CBR随初始含水率ω1、ω2、ω3、ω4、ω5变化的曲线，在曲线中选择CBR值≥3％的点，该点所对应的膨胀土的含水率ω作为现场压实膨胀土的控制含水率，由击实试验得到的ω所对应的土样干密度作为路基压实控制干密度ρ；从而使天然含水率较高的膨胀土较为容易达到压实控制含水率和干密度，达到充分合理直接利用膨胀土填料、保证膨胀土路基施工质量以及快速施工的目的。本发明专利技术工艺方法简单、操作方便、路基承载力大、水稳性好，适用于南方膨胀土、高液限土、红粘土等不良细粒土土质路基压实，能大大提高不良土质填料的利用率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，通过湿法制备试件，采用不同含水率的试件逐个测试CBR，绘制CBR-含水率曲线，得到膨胀土CBR随初始含水率ω1、ω2、ω3、ω4、ω5变化的曲线，在曲线中选择CBR值≥3％的点，该点所对应的膨胀土的含水率ω作为现场压实膨胀土的控制含水率，由击实试验得到的ω所对应的土样干密度作为路基压实控制干密度ρ；从而使天然含水率较高的膨胀土较为容易达到压实控制含水率和干密度，达到充分合理直接利用膨胀土填料、保证膨胀土路基施工质量以及快速施工的目的。本专利技术工艺方法简单、操作方便、路基承载力大、水稳性好，适用于南方膨胀土、高液限土、红粘土等不良细粒土土质路基压实，能大大提高不良土质填料的利用率。【专利说明】
本专利技术公开了；特别是指一种以最大承载力为目标确定 膨胀土路基压实方法。属于公路膨胀土路基施工方法
。
技术介绍
膨胀土是一种富含膨胀性粘土矿物并具有明显的吸水膨胀和失水收缩特性的高 塑性粘土。南方地区膨胀土天然含水率较高，压实困难且水稳性差，是一种不良的土质。 按照现行的我国公路路基设计规范，路堤填料必须满足承载力（CBR)要求，这一 技术措施对保证高速公路的建设质量起到了非常重要的作用。但现行公路路基设计和施工 规范中没有明确膨胀土压实控制标准。设计施工中通常采用传统的干法击实试验确定膨胀 土路堤最佳填筑含水率和最大干密度。 干法击实试验确定的最佳含水率远低于膨胀土的天然含水率（以海南中等膨胀 势的膨胀土为例，其天然含水率为25. 9 %，干法击实最佳含水率为15. 0% )。在实际施工 中，开挖出的高天然含水率的膨胀土很难翻晒至干法击实确定的最佳含水率。同时由于干 法击实试验得到的最大干密度较大（如宁明膨胀土干法击实最大干密度为1.82g/cm 3)，规 范中要求压实后的填料的干密度应达到最大干密度的93%以上，因此使得膨胀土更难达到 压实度的要求。即使想方设法达到干法击实试验确定的最佳含水率和压实度标准，由于膨 胀土的含水率越低，干密度越大，土体膨胀潜势越大，路基在南方潮湿的环境条件下吸湿的 能力更强，通过长期的水汽迁移，路基的含水率显著增大，干密度显著降低，并产生显著的 膨胀变形，使得路基的刚度和承载能力大幅降低（干法击实最佳含水率和干密度状态下测 得的承载比CBR小于3% )，引起路基路面的变形破坏。因此，现有路基压实方法存在水稳 性差、承载力低的技术问题，并且，至今为止，国内外也没有很好的解决膨胀土路基压实的 方法，多采用石灰改良或弃土换填的方法，前者造价高，工期长；后者造成大量借弃土占地， 生态环境破坏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足而提供一种工艺方法简单、操作方便、路 基承载力大、水稳性好的膨胀土路基压实方法。 本专利技术，包括下述步骤： 第一步：测试膨胀土压实指标和承载能力 取至少5份天然含水率状态下的膨胀土土样，编号为1、2、3、4、5 ;测量1号土样的 天然含水率;2、3、4、5号土样经干燥，使其含水率比1号土样天然含水率ωι依次降低 2-4%，分别得到2、3、4、5号土样的含水率ω 2、ω3、ω4、ω5 ;对1-5号土样分别进行击实， 完成击实后，分别测量1-5号土样在相应含水率状态下的干密度Pl、Ρ 2、Ρ3、Ρ4、Ρ5;然 后，按CBR试验要求将1-5号土样在水中浸泡4天后，分别进行CBR试验，得到得到5个土 样分别在（ω^ p D、（ω2, ρ 2)、（ω3, ρ 3)、（ω4, p 4)和（ω5, p 5)不同初始含水率和初始 干密度状态下浸水4天后的CBR值；在直角坐标系中，绘制CBR-ω曲线，得到膨胀土 CBR随 初始含水率％、ω2、ω3、ω4、ω5变化的曲线； 第二步：确定膨胀土压实控制指标 在第一步得到的曲线中选择CBR值> 3%的点，该点所对应的膨胀土的含水率ω 作为现场压实膨胀土的控制含水率，由击实试验得到的ω所对应的土样干密度作为路基 压实控制干密度Ρ ; 当曲线中最大的CBR值〈3%时，返回第一步，增加天然含水率状态下的膨胀土土 样份数，重复第一步的过程，直至CBR-ω曲线中出现CBR值> 3%的点；选择该点所对应的 所对应的膨胀土的含水率ω作为膨胀土现场压实膨胀土的控制含水率，由击实试验得到 的ω所对应的土样干密度作为路基压实控制干密度ρ ; 由于《公路路基设计规范》-JTG D30-2004中对填料CBR值的要求是填料的 CBRmax彡3%，因此，本专利技术按此标准确定膨胀土 CBR值需彡3% ; 第三步：膨胀土路基压实 按步骤二得到的膨胀土及其压实控制指标按现有路基压实方法进行路基压实，现 场压实时，控制膨胀土的含水率在ω ±2%范围内；压实后，要求路基中膨胀土的干密度> 路基压实控制干密度Ρ。 专利技术，天然含水率状态下的膨胀土土样取样份数为5-15 份。 专利技术，对土样进行天然含水率或含水率测量时，膨胀土 的粒径< 2cm。 专利技术，土样干燥是将膨胀土摊铺在塑料布上进行。 专利技术，所述击实重型击实标准进行，具体是将粒径< 1cm 的膨胀土分三次在击实筒中进行击实，每层击数30-98次，击实功2677. 2kj/m3。 专利技术，土样干密度采用称重法测得击实筒内土样的重 量，并根据土样含水率和筒的体积计算得此含水率状态下的试样干密度。 专利技术，CBR试验按《公路土工试验规程》（JTG E40-2007) 进行；具体是将击实后的带有土样的击实筒，在其顶面放一张直径15. 2cm的滤纸，并在其 上安装附有调节杆的多孔板，在多孔板上加每块1. 25kg的荷载板4块；将击实筒和多孔板 一同放入水槽内，向槽内缓慢放水，让水自由进入试件的底部和顶部,直至水面在试件顶部 以上大约25mm，浸水4天后，将试件取出，按贯入试验要求，测量膨胀土的CBR。 本专利技术采用上述工艺方法，根据我国公路路基设计规范，路堤填料必须满足承载 力（CBR)的要求，以最大承载力为目标确定作为路基的膨胀土，解决了现有技术中膨胀土 直接填筑路堤时难以达到压实控制含水率和压实度，并且其水稳性差、承载力低的技术难 题，突破以往片面追求路基填料最大初始干密度的传统技术。 本专利技术可以合理确定直接利用膨胀土填筑路基时的压实控制含水率和干密度。按 本专利技术进行膨胀土路基的压实施工，其确定的最佳含水率接近膨胀土的天然含水率，干密 度相对较低，在此含水率和干密度状态下膨胀土承载力大（CBR>3% )，水稳性好，适用于南 方膨胀土、商液限土、红粘土等不良细粒土土质路基压实，能大大提商不良土质填料的利用 率。 本专利技术通过湿法制备试件并逐个测试CBR，得到最大CBR所对应的膨胀土含水率 和干密度，以此作为膨胀土路基压实控制标准，从而使天然含水率较高的膨胀土较为容易 达到压实控制含水率和干密度，达到充分合理直接利用膨胀土填料、保证膨胀土路基施工 质量以及快速施工的目的。 专利技术与现有技术相比具有的优点和积极效果是： 按常用的以初始最大干密度为目标的路基压实控制方法，试验所确定的膨胀土填 料最佳含水率低，最大干密度大。而南方湿热气候条件下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膨胀土路基压实方法，包括下述步骤：第一步：测试膨胀土压实指标和承载能力取至少5份天然含水率状态下的膨胀土土样，编号为1、2、3、4、5；测量1号土样的天然含水率ω1；2、3、4、5号土样经干燥，使其含水率比1号土样天然含水率ω1依次降低2‑4％，分别得到2、3、4、5号土样的含水率ω2、ω3、ω4、ω5；对1‑5号土样分别进行击实，完成击实后，分别测量1‑5号土样在相应含水率状态下的干密度ρ1、ρ2、ρ3、ρ4、ρ5；然后，按CBR试验要求将1‑5号土样在水中浸泡4天后，分别进行CBR试验，得到得到5个土样分别在(ω1，ρ1)、(ω2，ρ2)、(ω3，ρ3)、(ω4，ρ4)和(ω5，ρ5)不同初始含水率和初始干密度状态下浸水4天后的CBR值；在直角坐标系中，绘制CBR‑ω曲线，得到膨胀土CBR随初始含水率ω1、ω2、ω3、ω4、ω5变化的曲线；第二步：确定膨胀土压实控制指标在第一步得到的曲线中选择CBR值≥3％的点，该点所对应的膨胀土的含水率ω作为现场压实膨胀土的控制含水率，由击实试验得到的ω所对应的土样干密度作为路基压实控制干密度ρ；当曲线中最大的CBR值<3％时，返回第一步，增加天然含水率状态下的膨胀土土样份数，重复第一步的过程，直至CBR‑ω曲线中出现CBR值≥3％的点；选择该点所对应的所对应的膨胀土的含水率ω作为膨胀土现场压实膨胀土的控制含水率，由击实试验得到的ω所对应的土样干密度作为路基压实控制干密度ρ；第三步：膨胀土路基压实按步骤二得到的膨胀土及其压实控制指标按现有路基压实方法进行路基压实，现场压实时，控制膨胀土的含水率在ω±2％范围内；压实后，要求路基中膨胀土的干密度≥路基压实控制干密度ρ。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑健龙，张锐，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43