凍土地區公路路基填料的易溶鹽試驗研究

石 占 川

(蘭州交通大學土木工程學院，甘肅 蘭州 730070)

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凍土地區公路路基填料的易溶鹽試驗研究

石 占 川

(蘭州交通大學土木工程學院，甘肅 蘭州 730070)

通過對凍土地區公路路基填料采樣及室內試驗，并結合工作經驗，確定了已有公路路基填料中易溶鹽含量及該地區路基的破壞情況，提出了減少易溶鹽工程腐蝕的措施，為其他的工程提供參考。

凍土地區，路基，填料，易溶鹽

0 引言

青藏高原地區海拔高,是我國主要的多年凍土地區之一，隨著中國公路事業的發展，在該地區已經修建了青藏公路、新藏公路、川藏公路、滇藏公路等許多公路。但是隨著運營時間的延續，陸續出現了一些路基病害[1]。主要是路面波浪起伏和路基沉陷變形，甚至還出現了路面縱向裂縫,影響行車車速和行車安全。當然這與路基的損害密不可分，同時與汽車超載超速及氣候的變暖也有一定的關系。該地區不僅是多年凍土地區，而且還分布著大面積的鹽漬土[2]，當其含量達到某種程度時(0.3%)會對工程建筑物造成溶陷、鹽脹、翻漿和腐蝕等病害，這更加劇了對路基的凍脹、鹽脹危害，嚴重影響了行車安全。這給該地區的路基造成很大的影響，據不完全統計每年引起的直接經濟損失費高達上億元。因此有必要對公路路基填料的易溶鹽進行研究。

公路路基的填料在規范中要求挖取方便[3]，壓實容易，強度高，水穩定性好。其中強度要求是按CBR值確定，應通過取土試驗確定填料最小強度和最大粒徑。試驗研究證明[4，5]，凍害的主要原因是換填材料中，易凍脹的粉性、粘性顆粒含量過多，換填工藝不合理，換填深度不夠，填料的壓實度達不到要求，排水設施達不到排水的效果，這些都是導致路基凍脹病害多的原因。水分是影響凍脹力的主要因素，但純凈的粗顆粒土，盡管處在不充分飽水條件下，也幾乎不產生凍脹現象。因此有必要控制填料的含鹽量。

1 試驗原理

易溶鹽總量測定采用烘干法[7]，鉀離子和鈉離子的測定是用分光光度計法，鈣離子的測定是用EDTA滴定的方法滴定時用鈣紅指示劑指示終點，鎂離子的測定也是用EDTA標準溶液滴定的方法，但滴定時以鉻黑T等作為指示劑，氯根的測定采用硝酸根滴定法。硫酸根的測定采用EDTA絡合滴定法和比濁法測定。此外進行了各組填料的顆粒分析試驗。

2 試驗結果

表1 易溶鹽試驗結果

表2 易溶鹽總量和pH值

2)顆粒分析試驗嚴格《土工試驗標準》中的顆粒分析試驗規程進行試驗，如表3所示。

表3 顆粒分析試驗結果

3 結果分析

規范中規定當土層含鹽總量在0.3%～1.5%為弱鹽漬土，從表1～表3可知各組實驗的易溶鹽總量均控制在0.3%以內，說明該地區路基的易溶鹽含量相對穩定，工程措施較為完善。凍脹試驗表明1組填料的凍脹率最大，封閉系統可達2.1%，其他填料都在1%附近，對公路路基的影響甚微。但是2組填料級配不良，可換填改良，做好工程防排水和保溫措施。

4 結語

多年凍土地區已運營公路的損壞一直是人們關心的對象，填料的選擇更是重中之重。在凍深范圍內最好選取A，B類填料。使用石灰、水泥及粉煤灰等穩定劑改善路基土是解決凍脹的有效方法。在凍土區設置路基防凍層，路基防凍層應用細粒含量小于5%的砂類和細粒含量小于15%的礫類、碎石類不凍脹土填筑，防凍層的厚度根據路基的標準凍深。路基填料應該嚴格控制其含水量和含鹽量，此外還要考慮凍結層上水的發育情況及填料的凍脹敏感性。多年凍土地區路基施工，嚴格控制填料的含水量、材質和壓實度，用粘性材料時要控制材料是否呈融化狀態。各種凍土地段采取保凍原則施工，盡量采用路堤形式。當然路基的病害是工程活動與自然條件共同作用的結果。

[1] 竇明建，胡長順.青藏公路多年凍土段路基病害分布規律[J].冰川凍土,2002,12(6)：780-784.

[2] 呂晶晶.凍結鹽漬土力學性能試驗及其本構模型的研究[D].合肥：安徽理工大學碩士學位論文,2014.

[3] JTG D30—2004，公路路基設計規范[S].

[4] 劉 華，牛富俊.季節性凍土區高速鐵路路基填料及防凍層設置研究[J].巖石力學與工程學報,2011,12(30)：2549-2557.

[5] 朱東鵬,汪雙杰.青藏高原多年凍土區高等級公路路面結構溫度場研究[J].公路交通學報,2013,8(30)：29-36.

[6] GB/T 20123—1999,土工試驗方法標準[S].

[7] 呂志玲.易溶鹽試驗原理及結果分析[J].山西建筑，2012,38(15)：65-66.

Experimental study on the lyotropic salt of highway subgrade filling material in frozen soil region

Shi Zhanchuan

(CollegeofCivilandArchitecture,LanzhouJiaotongUniversity,Lanzhou730070,China)

Through sampling, laboratory test of highway subgrade filling, combined with engineering experience, check the content of lyotropic salts in the subgrade of filling material and the destroy of subgrade in this area, put forward engineering measures which can reduce the lyotropic salt corrosion, provide reference for post-construction.

frozen soil region, subgrade， filling material， lyotropic salt

1009-6825(2016)31-0153-02

2016-08-28

石占川(1994- )，男，在讀碩士

TU411

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