寶玉梅

（中國(guó)有色金屬工業(yè)第十四冶金建設(shè)公司建材科研所，云南 昆明 650031）

公路黃土路基強(qiáng)度試驗(yàn)研究

寶玉梅

（中國(guó)有色金屬工業(yè)第十四冶金建設(shè)公司建材科研所，云南 昆明 650031）

黃土路基是主要的路基種類。公路黃土路基強(qiáng)度試驗(yàn)中，要兼顧黃土路基室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)CBR試驗(yàn)。文章對(duì)公路黃土路基強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)和研究，以明確黃土路基CBR試驗(yàn)影響因素，保證試驗(yàn)方法的匹配度。內(nèi)外部因素都是干擾黃土路基強(qiáng)度的重要誘因。研究人員要結(jié)合具體工程類別，提高黃土路基強(qiáng)度試驗(yàn)的合理指數(shù)，并在具體工程實(shí)踐中將含水量和壓實(shí)度作為考量重心，達(dá)到良好的試驗(yàn)效果。

黃土路基；強(qiáng)度；試驗(yàn)；研究；適用性

我國(guó)黃土分布面積很廣，尤以山西為最。近年來(lái)，高速路網(wǎng)密度不斷增加，黃土路基上部的工程比重也越來(lái)越大。黃土也作為路基填料被安排在工程布局中。黃土路基性能直接關(guān)系到工程后期的合理性及安全指數(shù)。因而項(xiàng)目負(fù)責(zé)人要在工程之初，預(yù)先落實(shí)路基強(qiáng)度試驗(yàn)，以使公路建設(shè)更具規(guī)劃性。CBR試驗(yàn)具有明確的界定，黃土路基工程背景下，著重用以評(píng)定路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性指標(biāo)。公路黃土路基強(qiáng)度試驗(yàn)，使黃土地區(qū)公路施工有據(jù)可循，也使工程布局更具可控性。

1 黃土路基現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)CBR試驗(yàn)

黃土路基CBR試驗(yàn)的合理應(yīng)用界面是黃土承載比試驗(yàn)。設(shè)計(jì)人員需將規(guī)定的試筒內(nèi)制件工作落實(shí)到位。黃土路基現(xiàn)場(chǎng)CBR試驗(yàn)的操作流程已有明文規(guī)定，著重用以土基材料現(xiàn)場(chǎng)CBR試驗(yàn)測(cè)定取值。試驗(yàn)初期，要在同一土場(chǎng)界面內(nèi)合理選擇試驗(yàn)用土，避免黃土選擇路徑不同，或土體采樣過(guò)程中受外部不可控因素干擾，使實(shí)際操作過(guò)程中出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)誤差，以確保公路黃土路基強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果更加精確。

1.1 黃土路基室內(nèi)CBR試驗(yàn)

室內(nèi)CBR試驗(yàn)，要將各要素考量到位，對(duì)試驗(yàn)試件具有嚴(yán)格要求，需與規(guī)定承載比相契合。在標(biāo)準(zhǔn)重型擊實(shí)試驗(yàn)內(nèi)，著重求取最佳含水量，并輔助試模，以成型，試模規(guī)格為φ150×120mm，使其經(jīng)歷4晝夜的浸水期，確保試件內(nèi)部水分飽滿。并確定試驗(yàn)過(guò)程是對(duì)真實(shí)路基狀況的模擬。同時(shí)也不能忽略實(shí)際境況下的最惡劣路基狀態(tài)。完成飽水工作后，執(zhí)行貫入試驗(yàn)，將2.5mm貫入量背景下的單位壓和標(biāo)準(zhǔn)壓比例作為材料的CBR取值。

具體規(guī)范內(nèi)，基于安全考慮，對(duì)路基填方材料已有明確界定，強(qiáng)度尤為重要。技術(shù)人員要深入工程實(shí)地取土，開(kāi)展公路路基填方材料試驗(yàn)。試驗(yàn)指標(biāo)合理，方可應(yīng)用。填方路基中，需要兼顧上、下路床和上、下路堤四個(gè)板塊的內(nèi)容，著重對(duì)這四個(gè)板塊中的底面以下深度、填料最小強(qiáng)度及最大粒徑進(jìn)行考量。若路基黃土室內(nèi)CBR值與工程要求相吻合，表明它的強(qiáng)度達(dá)標(biāo)，即可用以具體工程實(shí)踐[1]。

1.2 黃土路基現(xiàn)場(chǎng)CBR試驗(yàn)

現(xiàn)場(chǎng)CBR試驗(yàn)的執(zhí)行界面是公路黃土路基頂面，測(cè)試方法依從于《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》的具體規(guī)定。檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)CBR值的時(shí)候，將預(yù)加壓力貫入量控制為0.5mm，變動(dòng)及調(diào)整荷載之后，執(zhí)行具體操作。黃土路基表層水分縮減，孔隙收縮，在土質(zhì)表面生成硬殼，使試驗(yàn)數(shù)據(jù)超出最初設(shè)定，發(fā)生突變。黃土路基的含水量和壓實(shí)度存在明顯差異，使現(xiàn)場(chǎng)CBR值呈現(xiàn)離散特點(diǎn)。現(xiàn)場(chǎng)CBR試驗(yàn)處于未浸水狀態(tài)，無(wú)論是貫入試驗(yàn)程序，還是CBR值計(jì)算技巧，都與室內(nèi)CBR試驗(yàn)如出一轍。因而，現(xiàn)場(chǎng)CBR試驗(yàn)多方受限，僅可以用其對(duì)土基的強(qiáng)弱指標(biāo)進(jìn)行判定[2]。

2 黃土路基CBR影響因素

2.1 內(nèi)在原因：黃土工程特性

黃土歷經(jīng)周期比較長(zhǎng)，特性凸顯。以某地區(qū)為例，其黃土的色彩表征是黃或者褐黃，內(nèi)含諸多易溶解鹽類。顆粒組成介質(zhì)是微小粉粒，孔隙比大，呈垂直解離發(fā)育，工程特性突出，主要有如下表現(xiàn)：①黃土的力學(xué)及物理特性依從于它的構(gòu)成及特殊成因。礦物成分的明顯差異，使土的抗剪強(qiáng)度包絡(luò)線不同，干擾CBR值；②黃土成分復(fù)雜，鹽類和黏土在黃土中的含量較多，使黃土呈現(xiàn)膠結(jié)問(wèn)題。降雨條件下，產(chǎn)生直接性浸泡，即可自動(dòng)溶解易溶鹽，削弱黃土的剪切強(qiáng)度，使其在特定環(huán)境下明顯變形，發(fā)生強(qiáng)度抽離，削弱浸水路基黃土填料CBR值。由此表明，可溶性鹽類含量對(duì)CBR值的影響是直接性的；③CBR值與黃土的土粒組分、水分含量等結(jié)構(gòu)特征具有相關(guān)性。如地區(qū)性氣候比較干旱，黃土呈粒狀分布，不顧慮降雨問(wèn)題，就能夠使土體中的碳酸鈣得到完好的保存。在一系列往復(fù)作用下，黃土的抗剪強(qiáng)度不斷增加，使其具備良好的壓縮性。一旦黃土被外力浸泡，它的膠結(jié)度、結(jié)構(gòu)和孔隙特征等發(fā)生變化。持續(xù)多天浸水后，CBR值也會(huì)逐漸削弱和降低[3]；④粒徑規(guī)格對(duì)內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦力的干擾比較明顯。土顆粒粒徑與內(nèi)摩擦力呈正比，與內(nèi)聚力呈反比；土壤黏性則分別與內(nèi)聚力呈正比，與內(nèi)摩擦力呈反比。將其與顆粒分析試驗(yàn)得出的級(jí)配曲線進(jìn)行對(duì)比，能夠明確知曉不同土體的顆粒含量，而CBR值也隨之增大。

2.2 外部原因：試驗(yàn)環(huán)境

試驗(yàn)人員在實(shí)踐界面要全局性統(tǒng)籌公路黃土路基，執(zhí)行黃土室內(nèi)CBR正交試驗(yàn)，分析極差，得出CBR試驗(yàn)敏感性強(qiáng)弱順序：浸水時(shí)間、土體壓實(shí)度、水與壓實(shí)度交互作用、土樣類別。結(jié)果表明，浸水時(shí)間和壓實(shí)度是影響黃土路基CBR值的重要指標(biāo)，且試驗(yàn)結(jié)果影響度取決于壓實(shí)度和浸水時(shí)間交互作用[4]。路基經(jīng)過(guò)一定周期浸水之后，CBR值減小，但是浸水時(shí)間超過(guò)4d，對(duì)CBR值的影響將不再明顯。CBR值與土樣壓實(shí)度成正比，如果對(duì)后者進(jìn)行嚴(yán)格控制，則CBR值會(huì)得到顯著提高。技術(shù)人員不要在具體工程實(shí)踐中對(duì)路基壓實(shí)度問(wèn)題進(jìn)行過(guò)度考量，使試驗(yàn)難以取得新進(jìn)展。

3 黃土路基強(qiáng)度試驗(yàn)方法的適用性

對(duì)比室內(nèi)與室外CBR試驗(yàn)，兩者的適用性主要表現(xiàn)在：①室內(nèi)與現(xiàn)場(chǎng)的CBR值差異明顯，后者比前者大。主要由不同檢測(cè)界面造成。這兩種工況背景下的黃土含水量和壓實(shí)度也不同。室內(nèi)CBR試驗(yàn)中，黃土水分飽滿，且處于標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)狀態(tài)。而現(xiàn)場(chǎng)CBR試驗(yàn)依從具體環(huán)境界面內(nèi)的真實(shí)性含水量和壓實(shí)度；②一旦含水量變化，室內(nèi)CBR值和現(xiàn)場(chǎng)CBR值都會(huì)出現(xiàn)明顯變動(dòng)。室內(nèi)CBR試驗(yàn)中，浸水4晝夜，模擬路基的實(shí)時(shí)工況，能夠防患于未然，杜絕路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性方面的危害，而后期的病害問(wèn)題也不會(huì)太過(guò)嚴(yán)重。設(shè)計(jì)人員要依從于室內(nèi)CBR值，對(duì)黃土路基填料和強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行確定[5]；③現(xiàn)場(chǎng)CBR試驗(yàn)表明，設(shè)計(jì)人員要避免在CBR規(guī)定值設(shè)定中套用現(xiàn)場(chǎng)CBR值，著重修正現(xiàn)場(chǎng)CBR試驗(yàn)結(jié)果，以對(duì)比狀態(tài)，構(gòu)建室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)CBR值關(guān)系，進(jìn)而得出室內(nèi)試驗(yàn)CBR值，以此為載體，評(píng)定路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性；④現(xiàn)場(chǎng)CBR的檢測(cè)背景是黃土路基施工環(huán)境，檢測(cè)主體是路基相對(duì)強(qiáng)弱。它的離散性明顯，也未將現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)性濕度情況，納入考量范疇。施工人員要參考現(xiàn)場(chǎng)含水率和壓實(shí)度，使黃土路基的施工過(guò)程更加嚴(yán)謹(jǐn)。即使黃土路基含水較多，壓實(shí)度相對(duì)較高，也很難從根本上保障路基強(qiáng)度，仍需搭配其他措施，使其處于穩(wěn)定狀態(tài)[6]。

4 結(jié)論

文章通過(guò)公路黃土路基強(qiáng)度試驗(yàn)，在現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)CBR試驗(yàn)類比下，開(kāi)展具體研究工作。研究成果如下：①黃土路基強(qiáng)度的影響指標(biāo)比較立體和多樣，包含了黃土力學(xué)、物理特性中的諸多特點(diǎn)；②依據(jù)室內(nèi)CBR值，對(duì)黃土路基填料和強(qiáng)度進(jìn)行確定和設(shè)計(jì)。黃土路基CBR試驗(yàn)影響因素包含內(nèi)、外兩個(gè)部分。而該值的主要敏感性指標(biāo)包括含水率、壓實(shí)度、土樣類別等；③采用現(xiàn)場(chǎng)CBR試驗(yàn)檢測(cè)公路黃土路基強(qiáng)度極為直觀，它比室內(nèi)CBR值大。但是實(shí)踐中，并未對(duì)路基濕度變化曲線進(jìn)行兼顧。如果以此為載體設(shè)計(jì)路基強(qiáng)度，會(huì)增加公路黃土路基施工界面內(nèi)的不安定性。設(shè)計(jì)人員要明確控制指標(biāo)，著重對(duì)現(xiàn)場(chǎng)含水量和壓實(shí)度進(jìn)行考量。

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TU444

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2096-2789（2016）12-0022-02