穿沙公路風積沙的路用性能探討

韓瑩

(中交二公局第六工程有限公司，陜西西安 710075)

隨著我國經濟的不斷發展，穿沙公路的建設也呈現了迅猛發展的趨勢，由此引發了風積沙對鐵路工程和公路工程帶來的不同程度危害［1，2］。目前，國內外對風積沙的研究早已開展，主要集中于對風積沙基本土工試驗的研究比較多［3］。鑒于內蒙古地區穿沙公路的筑路現狀，為了進一步研究風積沙的路用功能，本文作者引用對風積沙摻加不同含泥量的說法，從而對穿沙公路風積沙的路用性能進行進一步研究和探討，以便為內蒙古以及全國沙漠地區，合理利用風積沙作為沙區公路的鋪筑材料提供可靠的技術指導和科學依據。

1 材料選取和風積沙含泥量配合比設計

1.1 材料選擇

本試驗樣本采用內蒙古鄂爾多斯市境內的毛烏素沙漠地區，烏審召工業園區至嘎魯圖鎮一級公路，原狀土采取5個不同試驗段和取土場。采用篩分試驗對其進行級配測定，并根據級配曲線得到該試樣的不均勻系數，由此判斷試驗土樣的級配程度，如表1和表2所示。

表1 試樣的顆粒組成

表2 試樣的不均勻系數(一)

由表1和表2可以看出，穿沙公路含泥風積沙的粒徑主要分布在0.6 mm～0.075 mm區間內，屬于級配不良，粒度比較均勻的中細沙。

1.2 風積沙含泥量配合比設計

表3 制備試樣級配組成

通過對試驗選取的試樣粒徑進行分析，采用室內試驗方式，制備含泥量分別為5%，15%，30%，50%，70%(以粒徑小于0.075 mm為含泥量的界限值)。得出各個含泥量風積沙試樣粒徑分布和不均勻系數，如表3和表4所示。

表4 試樣的不均勻系數(二)

通過土工試驗測定各含泥量風積沙試樣的界限含水量(注:對于含泥量5%的土的液塑限可以不予考慮)，如圖1所示。

圖1 不同含泥量風積沙界限含水量趨勢圖

由圖1可以看出，不同含泥量的風積沙試樣，隨著試樣含泥量的不斷增加而呈現增大的趨勢。出現這種狀態，是因為風積沙中隨著粘性土含量的不斷增加，試樣中的礦物質成分隨之產生變化，從而使得風積沙沙中的含水量變化時，顆粒之間的吸附性逐漸增強所導致。

2 不同含泥量風積沙壓實特性

試驗采用JTG E40-2007公路土工試驗規程進行不同含泥量風積沙擊實試驗，分別配制不同含泥量的風積沙［3］，含水量為2%，4%，6%，8%，10%的土試樣共5組，結果見圖2。

圖2 各試樣重擊擊實曲線圖

由圖2可知，在不同含泥量的風積沙重擊試驗中，當含泥量在30%～50%時，風積沙試樣隨著含泥量的逐漸增加，其干壓效果越來越不顯著，并且，最佳含水量呈現增大的趨勢;當含泥量小于30%時，風積沙試樣干壓效果顯著，最大干密度出現在干燥和飽和狀態。

通過重型擊實試驗得出含泥量和最大干密度的關系，見圖3。

圖3 重型擊實下最大干密度與含泥量的關系

由圖3可知，隨著含泥量的增加，風積沙的最大干密度呈現逐漸降低的趨勢。

3 不同含泥量風積沙的強度特性

圖4 最優含水量下含泥量與CBR值的關系曲線

采用JTG E40-2007公路土工試驗規程進行CBR試驗，在最佳含水量下浸水4 d進行不同含泥量的CBR試驗［4，5］。由圖4可知，不同含泥量風積沙的浸水CBR值，隨著含泥量的增加呈現先增大后減小的趨勢。含泥量在60%以后，CBR值的減小趨于平穩。

4 結語

通過對不同含泥量的風積沙路用性能的試驗研究可以分析出，風積沙作為穿沙公路的路基填料是切實可行的。對于含泥量為30%左右的風積沙，最大干密度達到最大值，可以將風積沙的力學性能分界線劃在30%，當含泥量小于30%時，可以作為穿沙公路路基填料;當含泥量大于30%時，需要對風積沙進行改良。

［1］ 付兵先.不同含泥量風積沙的路用性能研究［D］.西安：長安大學碩士學位論文，2006.

［2］ 周 斌，義宗貞.沙漠干砂分層回填振動壓實后的地基承載力的室內試驗研究［J］.石油工程建設，2002，28(4)：19-22.

［3］ 孫祖望.壓實技術與壓實機械的發展與展望［J］.筑路機械與施工機械化，2004(4)：67-68.

［4］ 李俊丹，王加弟.固化劑穩定風積沙的配合比設計［J］.遼寧省交通高等?？茖W校學報，2007，19(1)：22-24.

［5］ 張展弢，龔?？?，謝永利，等.內蒙古自治區風積沙的工程特性［J］.河北工業大學學報，2006，35(3)：112-117.