毕节地区红黏土路用性能试验研究

杨昌盛+文远松+罗翱

摘要：本文对毕节地区红黏土作为路基进行了研究，分别研究了红黏土承载比试验、浸水试验、回弹模量试验、固结试验，结果表明红黏土在含水率达到26%时水稳性较好。回弹模量与含水率用幂函数拟合具有较好相关性。压缩系数随着压实度增大而减小，随着压实度增大压缩系数趋于平稳。红黏土作为道路路基在贵州毕节地区具有良好路用性能。

关键词：毕节地区红黏土；承载比；回弹模量；固结试验

中图分类号：TU446 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）30-0155-03

1工程概况

双山新区梨新大道路线全长6.67km。1标段起点位于杭瑞高速公路梨树岸，起点桩号为K2+345：终点位于甘河沟新寨岸，终点桩号为K2+850。合同段全长365m，全线采用双向八车道城市主干道设计，跨甘河沟河谷。

2毕节地区红黏土特强度性研究

2.1承载比试验

对红黏土进行浸水承载比试验，通过试验数据绘制CBR、压实度与含水率关系曲线，结果见图1所示。

图1可知红黏土CBR值随含水率变化而变化，随着击实次数增加CBR峰值不断增大，峰值对应含水率逐步减小。当含水率在20-25%时，击实次数30次和50次，CBR值和压实度随着含水率增加而增大。击实次数98次时CBR值和压实度逐步减小，随着击实功增大CBR和压实度逐步增大，当含水率大于25%时CBR值和压实度下降趋势较大。当含水率20-31%时，击实次数多少对红黏土CBR值均满足规范要求。

2.2红黏土浸水试验

对红黏土进行浸水试验，通过试验数据绘制浸水前后干密度、膨胀率与含水率关系曲线，结果见图2所示。

图2可知随着含水率不断增加红黏土膨胀率不断降低，当含水率达到25%时膨胀率趋于平稳。含水率小于25%时浸水前后干密度变化明显且当增大击实功时可增大干密度，当含水率大于25%时浸水后干密度变化较小，说明红黏土在含水率25%时水稳性好，建议施工控制含水率在25%左右。

2.3红黏土回弹模量试验

2.3.1红黏土回弹模量试验

对毕节地区红黏土进行回弹模量试验，通过试验数据绘制压实度与回弹模量关系曲线，结果见图3所示。

图3看出毕节地区红黏土回弹模量随着压实度增大而增大，含水率不变情况下压实度是影响回弹模量主要因素，压实度越大，路基越密实，强度越高，回弹模量越大。在含水率29.5%、压实度90%时毕节地区红黏土修正回弹模量30.6MPa，满足规范规定路基回弹模量最小值30MPa。

2.3.2回弹模量与含水率关系

对含水率20.5%、22.0%、26.5%和29.5%，压实度90%、93%和96%试件进行不浸水回弹模量试验，路基回弹模量与含水率关系见图4所示。

2.4红黏土固结试验

2.4.1红黏土固结试验

对含水率22.5%，压实度90%、93%、96%：含水率26.5%，压实度90%、93%、96%，压实度94%，含水率18.5%、20.5%、22.5%和26.5%试样进行单轴固结试验。压缩变形系数与含水率关系见图5所示。

图5可知在相同垂直压力情况下，压缩变形系数随着含水率增加而增大，垂直压力较小时压缩系数随着含水率变化不大，垂直压力较大时压缩变形系数随着含水率增大而显著增大。

2.4.2压缩变形系数与压实度关系

含水率不变情况下，压缩变形系数与压实度关系曲线见图6所示。

图6表明在含水率不变时压实度越大，压缩变形系数越小。

2.4.3压缩系数与含水率关系

对压实度94%，含水率18.5%、20.5%、22.5%、24.5%、26.5%试样进行单轴固结试验，试验结果见图7所示。

图7可知毕节地区红黏土压缩系数随试样含水率增加而增大，当含水率小于最佳含水率时压缩系数变化不大，当含水率大于最佳含水率时压缩系数增长速度较快。

2.4.4压缩系数与压实度关系

对压实度90%、93%、96%，含水率22.5%、26.5%试样进行单轴固结试验，试验结果见图8所示。

图8可知压缩系数随着压实度增大而减小，随着压实度增大压缩系数趋于平稳。毕节地区红黏土压缩系数小于0.1MPa^-1，满足公路路基施工技术规范要求，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红黏土填料填筑，1.5m以下红黏土路堤采用粘土包边处理。红黏土路堤两侧包边厚度为2.5m，内部填料为夯实毕节地区红黏土，采用水平分层填筑分层碾压。在底部铺设一层碎石料垫层，碎石垫层厚度50cm，碎石垫层上铺设一层防渗土工布。

3.2施工质量检验

3.2.1现场碾压试验

不同工况下碾压遍数与压实度关系见图10所示。

图10可知压实度随着碾压遍数增加而增大，在静压一遍、强振六遍工况下路基压实度达到90.3%：在静压一遍、弱振一遍、强振四遍工况下压实度达到91.5%，在静压一遍、强振四遍、弱振两遍后压实度达到90.4%，CBR试验插值压实度87.3%时CBR值为3.5%，满足规范规定下最小强度要求。

3.2.2路基含水率监测结果分析

图11可以红黏土含水率由27.7%上升到30.9%是由于夏季受降雨影Ⅱ向，含水率出现下降且稳定于29.4%，说明红黏土含水率接近碾压含水率保证路基强度与水稳性。

4结论

随着含水率不断增加红黏土膨胀率不断降低，当含水率达到25%时膨胀率趨于平稳。含水率小于25%时浸水前后干密度变化明显且当增大击实功时可增大干密度，当含水率大于25%时浸水后干密度变化较小，说明红黏土在含水率25%时水稳性好，回弹模量在同一含水率下随着压实度增加而增大，压实度相同时随着含水率增加而减小，红黏土回弹模量与含水率可以用幂函数去拟合，具有较好相关性。压缩系数随着压实度增大而减小，随着压实度增大压缩系数趋于平稳。

红黏土碾压在静压一遍、强振六遍工况下路基压实度达到90.3%：在静压一遍、弱振一遍、强振四遍工况下压实度达到91.5%，同时获得较高CBR值和较好水稳定性，有利于路基长期稳定性。根据压实度与强度、压缩系数和膨胀率关系，得出毕节地区红黏土路堤压实度下限值为90%。endprint