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[摘要]改革开放30多年来,我国经济取得了快速的发展。在以公路建设为首的工程建设行业中,也取得了巨大的成果。但是我们也应该知道,在我国现行的路基建设规范中,很少考虑土质因素对路基力学性质的影响,土质因素会对路基的压实质量造成重大影响。本文选用几种不同特性的土样为研究对象,分别研究了不同土质参数和路基力学之间的关系。希望本文的提出能为我国路基建设部门提供参考依据。
[关键字]土质 特性 路基性质 研究
[中图分类号] TU431 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-5-67-2
0引言
在公路建设过程中,将土石压实到一定程度便会形成带状的构造物,这种构造物就是本文主要研究的对象路基。路基的基础物质是土石,路基的压实效果与土石本身的物理性质指标密切相关。通过研究国内外的公路及铁路施工过程,我们会发现:所用填土性质的差别、水分含量、土石压实程度的差别都会对路基的力学性质产生重大影响,此外,即使土石的压实程度能够满足公路设计压实标准,路基的轻度仍然不够高,很难满足公路的使用要求,从而为公路路基以后的病害留下隐患。我国颁布的公路路基设计规范》(JTG D30-2004)以及《公路路基施工技术规范》(JTG F10-2006)中,虽然对公路路基质量进行了评定,但是缺少土质物理性质对路基力学性质影响的分析。因此,本文将从土质的各项物理性质着手,分析它们对路基回弹模型的影响从而确定土质因素同路基力学性质的关系。
1我国的公路土质分类方法
土粒构成土的骨架,如果土粒的大小不均一,则会对路基工程的质量造成影响,在我国的道路工程中,按照土粒直径的大小可以将土粒分成三组:即细粒组、粗粒组以及巨粒组。这三组的粒径划分点分别为0.075mm和65mm。如果要细分的话,每一大组还可以分成几个小组。
本文,笔者通过对我国《公路土工试验规程》中关于细粒土和砂类土进行了整理,整理结果见表1。表1中,细粒土的细分标准同日、英、美等国家所采用的Casagrande标准形同,去塑性图见图1。
2试验研究
2.1土样的基本物理性质研究
本文为了确定所选样品的土质特性,分别对试验用土进行了筛分试验以及液限、塑限试验,检验后的记过见表2。
2.2CBR以及回弹模量实验研究
对土样进行2CBR以及回弹模量实验研究的主要目的是为了确定不同土质参数同路基力学性质之间的关系。本实验,采取干法制件的实验方案,通过选取最佳含水量的土样进行闷土,分别采用不同击实功(分别按照土样的重量进行3×35次、3×55次、3×75次、3×95次)制备不同压实程度的土样,并按照《公路土工试验规程》(JTJ051-93)的相关标准检测样品土的回弹模量以及CBR值,检测结果见表3。
3实验结果分析
3.1不同土质,回弹模量同压实度之间的关系
为研究不同土质在不同压实度的条件下,它们各自的回弹模量变化规律情况,现根据表3的结果,研究不同土质粘粒含量、回弹模量以及压实度之间的关系,具体结果见图2。
通过对图2进行分析,我们可以为路基的设计及施工提供以下理论依据:
3.2压实度一定时,回弹模量同特征参数之间的关系
3.2.1压实度一定,回弹模量同粘粒含量的关系
为确定不同土质在压实度一定时,不同粘粒含量与土质回弹模量之间的关系,绘制出了在95%压实度条件下的粘粒含量表,内容见表4。粘粒含量和回弹模量之间的关系见图3。
3.2.2压实度一定,回弹模量同塑性指数之间的关系
为确定不同土质在压实度一定时,不同塑性指数与土质回弹模量之间的关系,绘制了两者之间的关系图(图4)。
3.3回弹模量与CBR值之间的关系
通过对表3进行分析,我们会发现路基的刚度有着和路基强度值相同的变化规律,鉴于CBR试验较回弹模量实验更为简单,所以可以将CBR值作为衡量路基力学性质的指标。现将土质CBR值与回弹模量之间的关系分析如下。
由圖5我们可以看出,不同土质的CBR值同回弹模量之间有着很好的线性关系,因此,我们可以进一步得到以下三个关系式:
4结语
通过本文以上内容的分析,我们知道路基压实质量的高低除了与土石本身的压实度有关,还与土质有关。在实际的路基施工过程中,应该针对土石粘粒含量以及塑性指数的不同设立不同的路基压实质量评判标准。最后,本文的数据均在室内测得,为了更全面的分析土质和路基力学性质的关系,还需要进行更深一步的研究。
[关键字]土质 特性 路基性质 研究
[中图分类号] TU431 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-5-67-2
0引言
在公路建设过程中,将土石压实到一定程度便会形成带状的构造物,这种构造物就是本文主要研究的对象路基。路基的基础物质是土石,路基的压实效果与土石本身的物理性质指标密切相关。通过研究国内外的公路及铁路施工过程,我们会发现:所用填土性质的差别、水分含量、土石压实程度的差别都会对路基的力学性质产生重大影响,此外,即使土石的压实程度能够满足公路设计压实标准,路基的轻度仍然不够高,很难满足公路的使用要求,从而为公路路基以后的病害留下隐患。我国颁布的公路路基设计规范》(JTG D30-2004)以及《公路路基施工技术规范》(JTG F10-2006)中,虽然对公路路基质量进行了评定,但是缺少土质物理性质对路基力学性质影响的分析。因此,本文将从土质的各项物理性质着手,分析它们对路基回弹模型的影响从而确定土质因素同路基力学性质的关系。
1我国的公路土质分类方法
土粒构成土的骨架,如果土粒的大小不均一,则会对路基工程的质量造成影响,在我国的道路工程中,按照土粒直径的大小可以将土粒分成三组:即细粒组、粗粒组以及巨粒组。这三组的粒径划分点分别为0.075mm和65mm。如果要细分的话,每一大组还可以分成几个小组。
本文,笔者通过对我国《公路土工试验规程》中关于细粒土和砂类土进行了整理,整理结果见表1。表1中,细粒土的细分标准同日、英、美等国家所采用的Casagrande标准形同,去塑性图见图1。
2试验研究
2.1土样的基本物理性质研究
本文为了确定所选样品的土质特性,分别对试验用土进行了筛分试验以及液限、塑限试验,检验后的记过见表2。
2.2CBR以及回弹模量实验研究
对土样进行2CBR以及回弹模量实验研究的主要目的是为了确定不同土质参数同路基力学性质之间的关系。本实验,采取干法制件的实验方案,通过选取最佳含水量的土样进行闷土,分别采用不同击实功(分别按照土样的重量进行3×35次、3×55次、3×75次、3×95次)制备不同压实程度的土样,并按照《公路土工试验规程》(JTJ051-93)的相关标准检测样品土的回弹模量以及CBR值,检测结果见表3。
3实验结果分析
3.1不同土质,回弹模量同压实度之间的关系
为研究不同土质在不同压实度的条件下,它们各自的回弹模量变化规律情况,现根据表3的结果,研究不同土质粘粒含量、回弹模量以及压实度之间的关系,具体结果见图2。
通过对图2进行分析,我们可以为路基的设计及施工提供以下理论依据:
3.2压实度一定时,回弹模量同特征参数之间的关系
3.2.1压实度一定,回弹模量同粘粒含量的关系
为确定不同土质在压实度一定时,不同粘粒含量与土质回弹模量之间的关系,绘制出了在95%压实度条件下的粘粒含量表,内容见表4。粘粒含量和回弹模量之间的关系见图3。
3.2.2压实度一定,回弹模量同塑性指数之间的关系
为确定不同土质在压实度一定时,不同塑性指数与土质回弹模量之间的关系,绘制了两者之间的关系图(图4)。
3.3回弹模量与CBR值之间的关系
通过对表3进行分析,我们会发现路基的刚度有着和路基强度值相同的变化规律,鉴于CBR试验较回弹模量实验更为简单,所以可以将CBR值作为衡量路基力学性质的指标。现将土质CBR值与回弹模量之间的关系分析如下。
由圖5我们可以看出,不同土质的CBR值同回弹模量之间有着很好的线性关系,因此,我们可以进一步得到以下三个关系式:
4结语
通过本文以上内容的分析,我们知道路基压实质量的高低除了与土石本身的压实度有关,还与土质有关。在实际的路基施工过程中,应该针对土石粘粒含量以及塑性指数的不同设立不同的路基压实质量评判标准。最后,本文的数据均在室内测得,为了更全面的分析土质和路基力学性质的关系,还需要进行更深一步的研究。