庫布齊沙漠風積沙基本路用性能評價

王國忠 付長江 張 巖

（內蒙古農業大學 能源與交通工程學院，內蒙古 呼和浩特010018）

路基是路面結構的重要支撐，路基的好壞直接影響到道路整體的穩定性[1],在沙漠中修筑公路常常缺乏級配良好的路基填料，與隨處可見的儲量豐富的沙漠風積沙形成對比，此外，采用風積沙作為路基填料時將節省一定的時間及經濟成本且具有較好的社會經濟效益，因此有必要研究風積沙的基本路用性[2-3]。

1 風積沙的物理性質

1.1 風積沙密度試驗

通過使用500ml 容量瓶測定風積沙顆粒密度，試驗結果如下表1，從表中可以得出風積沙的密度值為2.643。

表1 風積沙密度試驗

1.2 風積沙顆粒篩分試驗

通過顆粒篩分試驗確定庫布齊沙漠風積沙級配狀況，試驗結果為圖1，從圖中可以看出風積沙的粒徑分布在0.25～0.074之間，且不均勻系數為Cu=1.7313＜5,曲率系數Cc=0.8621 不在1～3 之間，以上共同確定了風積沙顆粒均勻且級配不良。

圖1 風積沙級配曲線

1.3 風積沙擊實試驗

通過室內重型與輕型兩種擊實試驗確定風積沙適合的擊實種類，并分析風積沙的干密度與含水率之間關系，結果為圖2。從圖可得，重型擊實的偏“S”型與輕型擊實的“W”型相比更為穩定且前者干密度值大于后者，重型擊實的最小最大干密度比值為96.55%，表明了風積沙顆粒在實際施工時對含水率的要求不高且能取得較高的壓實度，這有利于在缺水的沙漠中進行施工[4-5]。

圖2 輕型與重型擊實試驗結果

2 風積沙的抗剪強度

本文對庫布齊沙漠風積沙分別進行了三種不同含水率及壓實度下直剪試驗，試驗得出包括內摩擦角值和粘結力值兩種抗剪強度指標，在試驗中得出內摩擦角值在29.592-32.8410之間，粘結力值在0.665-31.54kpa 之間，以此繪制圖3。從圖上方可以看出含水率不變時壓實度越高內摩擦角值越大，含水率值不變時內摩擦角先降低后增大，表明了內摩擦角值與壓實度關系呈正相關；從圖下方粘結力曲線呈“凸”型表明粘結力與含水率關系較大且粘結力隨含水率的增大先升高后降低，并且從初值含水率接近0 可以得出，風積沙的粘結力是因水引起的，同時表明風積沙干燥時無粘性或具有較低粘性[6]。

圖3 直剪試驗結果

3 結論

庫布齊沙漠風積沙密度約為2.643，顆粒均勻且級配較差，擊實種類適合重型擊實且雙峰曲線最小最大干密度值比為96.55%，表明風積沙在非最佳含水率進行施工時亦具有較高的壓實度，適合在干燥少水的沙漠環境下進行壓實；經直剪試驗得出風積沙的內摩擦角值為29～33°之間且與壓實度隨壓實度升高而增大，粘結力與水含水量密切相關，且干燥風積沙自身含較低粘結力。