库布齐沙漠风积沙基本路用性能评价

王国忠 付长江 张 岩

（内蒙古农业大学 能源与交通工程学院，内蒙古 呼和浩特010018）

路基是路面结构的重要支撑，路基的好坏直接影响到道路整体的稳定性[1],在沙漠中修筑公路常常缺乏级配良好的路基填料，与随处可见的储量丰富的沙漠风积沙形成对比，此外，采用风积沙作为路基填料时将节省一定的时间及经济成本且具有较好的社会经济效益，因此有必要研究风积沙的基本路用性[2-3]。

1 风积沙的物理性质

1.1 风积沙密度试验

通过使用500ml 容量瓶测定风积沙颗粒密度，试验结果如下表1，从表中可以得出风积沙的密度值为2.643。

表1 风积沙密度试验

1.2 风积沙颗粒筛分试验

通过颗粒筛分试验确定库布齐沙漠风积沙级配状况，试验结果为图1，从图中可以看出风积沙的粒径分布在0.25～0.074之间，且不均匀系数为Cu=1.7313＜5,曲率系数Cc=0.8621 不在1～3 之间，以上共同确定了风积沙颗粒均匀且级配不良。

图1 风积沙级配曲线

1.3 风积沙击实试验

通过室内重型与轻型两种击实试验确定风积沙适合的击实种类，并分析风积沙的干密度与含水率之间关系，结果为图2。从图可得，重型击实的偏“S”型与轻型击实的“W”型相比更为稳定且前者干密度值大于后者，重型击实的最小最大干密度比值为96.55%，表明了风积沙颗粒在实际施工时对含水率的要求不高且能取得较高的压实度，这有利于在缺水的沙漠中进行施工[4-5]。

图2 轻型与重型击实试验结果

2 风积沙的抗剪强度

本文对库布齐沙漠风积沙分别进行了三种不同含水率及压实度下直剪试验，试验得出包括内摩擦角值和粘结力值两种抗剪强度指标，在试验中得出内摩擦角值在29.592-32.8410之间，粘结力值在0.665-31.54kpa 之间，以此绘制图3。从图上方可以看出含水率不变时压实度越高内摩擦角值越大，含水率值不变时内摩擦角先降低后增大，表明了内摩擦角值与压实度关系呈正相关；从图下方粘结力曲线呈“凸”型表明粘结力与含水率关系较大且粘结力随含水率的增大先升高后降低，并且从初值含水率接近0 可以得出，风积沙的粘结力是因水引起的，同时表明风积沙干燥时无粘性或具有较低粘性[6]。

图3 直剪试验结果

3 结论

库布齐沙漠风积沙密度约为2.643，颗粒均匀且级配较差，击实种类适合重型击实且双峰曲线最小最大干密度值比为96.55%，表明风积沙在非最佳含水率进行施工时亦具有较高的压实度，适合在干燥少水的沙漠环境下进行压实；经直剪试验得出风积沙的内摩擦角值为29～33°之间且与压实度随压实度升高而增大，粘结力与水含水量密切相关，且干燥风积沙自身含较低粘结力。