韓瑩

(中交二公局第六工程有限公司，陜西西安 710075)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，穿沙公路的建設(shè)也呈現(xiàn)了迅猛發(fā)展的趨勢(shì)，由此引發(fā)了風(fēng)積沙對(duì)鐵路工程和公路工程帶來(lái)的不同程度危害［1，2］。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)風(fēng)積沙的研究早已開展，主要集中于對(duì)風(fēng)積沙基本土工試驗(yàn)的研究比較多［3］。鑒于內(nèi)蒙古地區(qū)穿沙公路的筑路現(xiàn)狀，為了進(jìn)一步研究風(fēng)積沙的路用功能，本文作者引用對(duì)風(fēng)積沙摻加不同含泥量的說(shuō)法，從而對(duì)穿沙公路風(fēng)積沙的路用性能進(jìn)行進(jìn)一步研究和探討，以便為內(nèi)蒙古以及全國(guó)沙漠地區(qū)，合理利用風(fēng)積沙作為沙區(qū)公路的鋪筑材料提供可靠的技術(shù)指導(dǎo)和科學(xué)依據(jù)。

1 材料選取和風(fēng)積沙含泥量配合比設(shè)計(jì)

1.1 材料選擇

本試驗(yàn)樣本采用內(nèi)蒙古鄂爾多斯市境內(nèi)的毛烏素沙漠地區(qū)，烏審召工業(yè)園區(qū)至嘎魯圖鎮(zhèn)一級(jí)公路，原狀土采取5個(gè)不同試驗(yàn)段和取土場(chǎng)。采用篩分試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行級(jí)配測(cè)定，并根據(jù)級(jí)配曲線得到該試樣的不均勻系數(shù)，由此判斷試驗(yàn)土樣的級(jí)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(shù)(一)

由表1和表2可以看出，穿沙公路含泥風(fēng)積沙的粒徑主要分布在0.6 mm～0.075 mm區(qū)間內(nèi)，屬于級(jí)配不良，粒度比較均勻的中細(xì)沙。

1.2 風(fēng)積沙含泥量配合比設(shè)計(jì)

表3 制備試樣級(jí)配組成

通過(guò)對(duì)試驗(yàn)選取的試樣粒徑進(jìn)行分析，采用室內(nèi)試驗(yàn)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(gè)含泥量風(fēng)積沙試樣粒徑分布和不均勻系數(shù)，如表3和表4所示。

表4 試樣的不均勻系數(shù)(二)

通過(guò)土工試驗(yàn)測(cè)定各含泥量風(fēng)積沙試樣的界限含水量(注:對(duì)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(fēng)積沙界限含水量趨勢(shì)圖

由圖1可以看出，不同含泥量的風(fēng)積沙試樣，隨著試樣含泥量的不斷增加而呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。出現(xiàn)這種狀態(tài)，是因?yàn)轱L(fēng)積沙中隨著粘性土含量的不斷增加，試樣中的礦物質(zhì)成分隨之產(chǎn)生變化，從而使得風(fēng)積沙沙中的含水量變化時(shí)，顆粒之間的吸附性逐漸增強(qiáng)所導(dǎo)致。

2 不同含泥量風(fēng)積沙壓實(shí)特性

試驗(yàn)采用JTG E40-2007公路土工試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行不同含泥量風(fēng)積沙擊實(shí)試驗(yàn)，分別配制不同含泥量的風(fēng)積沙［3］，含水量為2%，4%，6%，8%，10%的土試樣共5組，結(jié)果見圖2。

圖2 各試樣重?fù)魮魧?shí)曲線圖

由圖2可知，在不同含泥量的風(fēng)積沙重?fù)粼囼?yàn)中，當(dāng)含泥量在30%～50%時(shí)，風(fēng)積沙試樣隨著含泥量的逐漸增加，其干壓效果越來(lái)越不顯著，并且，最佳含水量呈現(xiàn)增大的趨勢(shì);當(dāng)含泥量小于30%時(shí)，風(fēng)積沙試樣干壓效果顯著，最大干密度出現(xiàn)在干燥和飽和狀態(tài)。

通過(guò)重型擊實(shí)試驗(yàn)得出含泥量和最大干密度的關(guān)系，見圖3。

圖3 重型擊實(shí)下最大干密度與含泥量的關(guān)系

由圖3可知，隨著含泥量的增加，風(fēng)積沙的最大干密度呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。

3 不同含泥量風(fēng)積沙的強(qiáng)度特性

圖4 最優(yōu)含水量下含泥量與CBR值的關(guān)系曲線

采用JTG E40-2007公路土工試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行CBR試驗(yàn)，在最佳含水量下浸水4 d進(jìn)行不同含泥量的CBR試驗(yàn)［4，5］。由圖4可知，不同含泥量風(fēng)積沙的浸水CBR值，隨著含泥量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。含泥量在60%以后，CBR值的減小趨于平穩(wěn)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)不同含泥量的風(fēng)積沙路用性能的試驗(yàn)研究可以分析出，風(fēng)積沙作為穿沙公路的路基填料是切實(shí)可行的。對(duì)于含泥量為30%左右的風(fēng)積沙，最大干密度達(dá)到最大值，可以將風(fēng)積沙的力學(xué)性能分界線劃在30%，當(dāng)含泥量小于30%時(shí)，可以作為穿沙公路路基填料;當(dāng)含泥量大于30%時(shí)，需要對(duì)風(fēng)積沙進(jìn)行改良。

［1］ 付兵先.不同含泥量風(fēng)積沙的路用性能研究［D］.西安：長(zhǎng)安大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006.

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

［3］ 孫祖望.壓實(shí)技術(shù)與壓實(shí)機(jī)械的發(fā)展與展望［J］.筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2004(4)：67-68.

［4］ 李俊丹，王加弟.固化劑穩(wěn)定風(fēng)積沙的配合比設(shè)計(jì)［J］.遼寧省交通高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2007，19(1)：22-24.

［5］ 張展弢，龔?？?，謝永利，等.內(nèi)蒙古自治區(qū)風(fēng)積沙的工程特性［J］.河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，35(3)：112-117.