畢節地區紅黏土路用性能試驗研究

楊昌盛+文遠松+羅翱

摘要：本文對畢節地區紅黏土作為路基進行了研究，分別研究了紅黏土承載比試驗、浸水試驗、回彈模量試驗、固結試驗，結果表明紅黏土在含水率達到26%時水穩性較好。回彈模量與含水率用冪函數擬合具有較好相關性。壓縮系數隨著壓實度增大而減小，隨著壓實度增大壓縮系數趨于平穩。紅黏土作為道路路基在貴州畢節地區具有良好路用性能。

關鍵詞：畢節地區紅黏土；承載比；回彈模量；固結試驗

中圖分類號：TU446 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）30-0155-03

1工程概況

雙山新區梨新大道路線全長6.67km。1標段起點位于杭瑞高速公路梨樹岸，起點樁號為K2+345：終點位于甘河溝新寨岸，終點樁號為K2+850。合同段全長365m，全線采用雙向八車道城市主干道設計，跨甘河溝河谷。

2畢節地區紅黏土特強度性研究

2.1承載比試驗

對紅黏土進行浸水承載比試驗，通過試驗數據繪制CBR、壓實度與含水率關系曲線，結果見圖1所示。

圖1可知紅黏土CBR值隨含水率變化而變化，隨著擊實次數增加CBR峰值不斷增大，峰值對應含水率逐步減小。當含水率在20-25%時，擊實次數30次和50次，CBR值和壓實度隨著含水率增加而增大。擊實次數98次時CBR值和壓實度逐步減小，隨著擊實功增大CBR和壓實度逐步增大，當含水率大于25%時CBR值和壓實度下降趨勢較大。當含水率20-31%時，擊實次數多少對紅黏土CBR值均滿足規范要求。

2.2紅黏土浸水試驗

對紅黏土進行浸水試驗，通過試驗數據繪制浸水前后干密度、膨脹率與含水率關系曲線，結果見圖2所示。

圖2可知隨著含水率不斷增加紅黏土膨脹率不斷降低，當含水率達到25%時膨脹率趨于平穩。含水率小于25%時浸水前后干密度變化明顯且當增大擊實功時可增大干密度，當含水率大于25%時浸水后干密度變化較小，說明紅黏土在含水率25%時水穩性好，建議施工控制含水率在25%左右。

2.3紅黏土回彈模量試驗

2.3.1紅黏土回彈模量試驗

對畢節地區紅黏土進行回彈模量試驗，通過試驗數據繪制壓實度與回彈模量關系曲線，結果見圖3所示。

圖3看出畢節地區紅黏土回彈模量隨著壓實度增大而增大，含水率不變情況下壓實度是影響回彈模量主要因素，壓實度越大，路基越密實，強度越高，回彈模量越大。在含水率29.5%、壓實度90%時畢節地區紅黏土修正回彈模量30.6MPa，滿足規范規定路基回彈模量最小值30MPa。

2.3.2回彈模量與含水率關系

對含水率20.5%、22.0%、26.5%和29.5%，壓實度90%、93%和96%試件進行不浸水回彈模量試驗，路基回彈模量與含水率關系見圖4所示。

2.4紅黏土固結試驗

2.4.1紅黏土固結試驗

對含水率22.5%，壓實度90%、93%、96%：含水率26.5%，壓實度90%、93%、96%，壓實度94%，含水率18.5%、20.5%、22.5%和26.5%試樣進行單軸固結試驗。壓縮變形系數與含水率關系見圖5所示。

圖5可知在相同垂直壓力情況下，壓縮變形系數隨著含水率增加而增大，垂直壓力較小時壓縮系數隨著含水率變化不大，垂直壓力較大時壓縮變形系數隨著含水率增大而顯著增大。

2.4.2壓縮變形系數與壓實度關系

含水率不變情況下，壓縮變形系數與壓實度關系曲線見圖6所示。

圖6表明在含水率不變時壓實度越大，壓縮變形系數越小。

2.4.3壓縮系數與含水率關系

對壓實度94%，含水率18.5%、20.5%、22.5%、24.5%、26.5%試樣進行單軸固結試驗，試驗結果見圖7所示。

圖7可知畢節地區紅黏土壓縮系數隨試樣含水率增加而增大，當含水率小于最佳含水率時壓縮系數變化不大，當含水率大于最佳含水率時壓縮系數增長速度較快。

2.4.4壓縮系數與壓實度關系

對壓實度90%、93%、96%，含水率22.5%、26.5%試樣進行單軸固結試驗，試驗結果見圖8所示。

圖8可知壓縮系數隨著壓實度增大而減小，隨著壓實度增大壓縮系數趨于平穩。畢節地區紅黏土壓縮系數小于0.1MPa^-1，滿足公路路基施工技術規范要求，故直接用于路堤填筑。

3施工分析

3.1施工方案

路床及上路堤采用非紅黏土填料填筑，1.5m以下紅黏土路堤采用粘土包邊處理。紅黏土路堤兩側包邊厚度為2.5m，內部填料為夯實畢節地區紅黏土，采用水平分層填筑分層碾壓。在底部鋪設一層碎石料墊層，碎石墊層厚度50cm，碎石墊層上鋪設一層防滲土工布。

3.2施工質量檢驗

3.2.1現場碾壓試驗

不同工況下碾壓遍數與壓實度關系見圖10所示。

圖10可知壓實度隨著碾壓遍數增加而增大，在靜壓一遍、強振六遍工況下路基壓實度達到90.3%：在靜壓一遍、弱振一遍、強振四遍工況下壓實度達到91.5%，在靜壓一遍、強振四遍、弱振兩遍后壓實度達到90.4%，CBR試驗插值壓實度87.3%時CBR值為3.5%，滿足規范規定下最小強度要求。

3.2.2路基含水率監測結果分析

圖11可以紅黏土含水率由27.7%上升到30.9%是由于夏季受降雨影Ⅱ向，含水率出現下降且穩定于29.4%，說明紅黏土含水率接近碾壓含水率保證路基強度與水穩性。

4結論

隨著含水率不斷增加紅黏土膨脹率不斷降低，當含水率達到25%時膨脹率趨于平穩。含水率小于25%時浸水前后干密度變化明顯且當增大擊實功時可增大干密度，當含水率大于25%時浸水后干密度變化較小，說明紅黏土在含水率25%時水穩性好，回彈模量在同一含水率下隨著壓實度增加而增大，壓實度相同時隨著含水率增加而減小，紅黏土回彈模量與含水率可以用冪函數去擬合，具有較好相關性。壓縮系數隨著壓實度增大而減小，隨著壓實度增大壓縮系數趨于平穩。

紅黏土碾壓在靜壓一遍、強振六遍工況下路基壓實度達到90.3%：在靜壓一遍、弱振一遍、強振四遍工況下壓實度達到91.5%，同時獲得較高CBR值和較好水穩定性，有利于路基長期穩定性。根據壓實度與強度、壓縮系數和膨脹率關系，得出畢節地區紅黏土路堤壓實度下限值為90%。endprint