專利名稱：按平衡含水量進行高液限紅粘土下路堤填筑的壓實方法
技術領域：
本發明涉及一種公路高液限土下路提填筑的壓實方法，特別是涉及一種按平衡含水量進行高液限紅粘土下路提填筑的壓實方法。
背景技術：
高液限土是一種液限大于50%的特殊土類，常具有較高的天然含水量，往往屬于過濕土類。紅粘土是一種主要由石灰巖、泥質灰巖等風化形成的殘積土類，廣泛分布于我國南方各省，往往具有高液限、高塑限和高天然含水量的土質特征，因此，紅粘土常常也是一種高液限土。對路基填筑而言，高液限紅粘土是一種不良土質，其主要是壓實高液限土紅粘土土體易發生收縮變形，在施工壓實層常發生嚴重的收縮開裂，開裂破壞了路基的整體性，并易造成工后路基邊坡的坍肩、溜坍和和路面變形、縱裂等病害。由于石灰巖在我國南方分布廣泛，石灰巖風化形成的殘積土一紅粘土亦分布十分廣泛，為充分利用高液限土紅粘土，常采用較為經濟環保的包邊措施進行處治，采用包邊措施時，高液限紅粘土可作為填芯土直接壓實填筑于下路提部位。目前，對高液限紅粘土直接填筑壓實的方法仍采用一般土的壓實方法，即采用標準擊實方法來確定壓實參數。但按標準擊實實驗方法確定的最優含水量和最大干密度參數進行高液限土紅粘土的壓實施工，往往存在兩個問題，一是很難將高液限紅粘土從高天然含水量降至最優含水量；二是在最優含水量時也很難壓實達到壓實要求。為此，我國現行的公路路基施工技術規范(JTG-2006)指出，可按當地土質試驗結果采用比一般土路提的壓實度標準降低 5%進行紅粘土的壓實施工。實踐表明，降低壓實度標準進行高液限紅粘土路提的壓實比一般土的壓實依然困難得多，加之，規范沒有明確降低壓實度的具體方法，這使得用包邊法填筑高液限紅粘土路基依然存在壓實標準難以確定和壓實施工的困難，許多開挖高液限紅粘土利用方也因此被廢棄，而采用借土換填填筑，從而加重了公路建設區的水土流失和公路建設對自然環境的破壞。這說明，常規擊實實驗方法確定的最優含水量和最大干密度參數并不是很適于高液限土路提填筑壓實，但目前并沒有一種更好的適于高液限土紅粘土下路提填筑的壓實方法。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種既能保證路提強度滿足要求和工后路提土的濕度和密度與環境氣候更適應，又易于降低填料的含水量和易于壓實，大大降低壓實施工難度，省時省工的按平衡含水量進行高液限紅粘土下路提填筑的壓實方法。為了解決上述技術問題，本發明提供了按平衡含水量進行高液限紅粘土下路提填筑的壓實方法，其步驟如下(1)、通過鉆孔勘察法求取施工段高液限紅粘土的平衡含水量；(2)、通過標準重型擊實試驗方法求平衡干密度分別取天然含水量與所述平衡含水量(EMC)相等、與平衡含水量(EMC) 士2%相等、與平衡含水量(EMC) 士4%相等及與平衡含水量(EMC) 士6%相等的7組高液限紅粘土土料，按照標準重型擊實試驗方法進行擊實試
3驗，取擊實曲線中高干密度段與低干密度轉折段的高值點為平衡干密度；(3)、判別填料的路用性質采取具有平衡含水量(EMC)的天然高液限紅粘土土料制樣進行加州承載比(CBR)試驗，所測試加州承載比(CBR)值大于等于3%時，則按步驟(2)用高液限紅粘土直接填筑路提，如果所測試加州承載比(CBR)值小于3%時，則需采用摻砂礫、或摻石灰、水泥進行處理或采用包邊法進行處理；(4)、以平衡含水量(EMC) 士2%為高液限紅粘土路基的壓實控制含水量并以不低于平衡干密度的0. 95倍值為壓實控制干密度按規范要求進行高液限紅粘土路基的填筑壓實施工。上述步驟(1)中所述的通過鉆孔勘察法求取施工段高液限紅粘土的平衡含水量是指在同一路段天然高液限紅粘土斜坡分別選取兩個以上典型剖面，在每個剖面的坡頂、坡腰和坡腳分別布置一個鉆孔，孔深在6米以上；在每個鉆孔中每隔0. 4 0. 6米深采取一個土樣，在室內通過土工試驗測定土樣的天然含水量、液限和塑限；制作各鉆孔的天然含水量隨深度變化的曲線，取天然含水量趨于平衡值的段內的數據作為該鉆孔平衡含水量計算的預選值，求每個孔中平衡含水量計算預選值的平均值，再求所有鉆孔該平均值的平均值，該值即為該路段高液限紅粘土的平衡含水量(EMC)。按現行方法進行高液限紅粘土路提的直接填筑壓實，需用翻曬法將高液限紅粘土的天然含水量(Wtl)降低至最優含水量(W。pt)。由于高液限紅粘土的天然含水量(Wtl) —般在觀％ 35%之間，按常規擊實方法得到的最優含水量(W。pt)常在13% 17%之間，而采用本發明提供的上述技術方案，即按平衡含水量進行高液限紅粘土下路提填筑的壓實方法，所按測定的平衡含水量(EMC)常在22% ^%之間?？梢?，平衡含水量(EMC)接近高液限紅粘土的天然含水量(Wtl)但比最優含水量(W。pt)高很多。因此，當按本發明方法進行高液限紅粘土路提直接填筑壓實時，只需將高液限紅粘土的天然含水量(Wtl)降低至平衡含水量(EMC)即可完成翻曬降水作業，這就使得由本發明提供的高液限紅粘土路提的填筑壓實施工方法具有易降低填料的含水量的優點；又由于高液限紅粘土具有高液限(W1)、高塑限(Wp)，平衡含水量(EMC)比最優含水量(W。pt)更接近塑限(Wp)，土體處于堅硬靠近硬塑的狀態易于壓實；通過測試CBR值大于等于3%的要求，保證了用本法進行高液限紅粘土路提填筑能滿足路基強度要求，同時，平衡含水量和平衡干密度與氣候環境更為適應，可盡量降低因氣候干濕作用引起的路提脹縮變形。總之，采用本發明方法進行高液限紅粘土下路提的直接填筑，易于用翻曬法降低含水量和易于壓實，大大降低了施工壓實難度和壓實施工費用，從而有利于增加高液限紅粘土在路提填筑中的實際利用量，降低公路建設對自然環境的破壞，因此，本發明是一種具有較好經濟效應和環保效應的方法。綜上所述，本發明提出了一種基于平衡含水量理論的高液限紅粘土路提填筑的壓實方法，運用該方法進行高液限紅粘土的壓實施工，既能保證路提強度滿足要求和工后路提土的濕度和密度與環境氣候更適應，又易于降低填料的含水量和易于壓實，大大降低了壓實施工難度，省時省工。


圖1是土體天然含水量隨深度變化曲線圖1。圖2是天然含水量擊實曲線圖2。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。對南方高液限土的路基工后含水量的觀測表明，按最優含水量填筑的高液限土路提，經過4 5年以上的氣候干濕循環作用，路基含水量普遍會提高，有時甚至達到8%以上。相對一般土類，天然高液限紅粘土在具有較高含水量時仍然具有較大的抗剪強度和較低的壓縮性。在同一路段天然高液限紅粘土斜坡不同坡面位置對不同深度土體天然含水量進行測試，總可以得到在地表一定深度后，天然含水量會趨于一個平衡值的結果，該平衡值可稱之為平衡含水量(EMC)。進一步的研究表明，采用不同天然含水量的高液限土進行標準擊實試驗(包含平衡含水量的土樣)，所述平衡含水量對應的土樣能得到相對較大的干密度，該干密度值可稱之為平衡干密度。2011年5 8月，對海南?？谥镣筒咚俟稫6 K7間的600米長的路提段，用平衡含水量和平衡干密度取代標準擊實試驗得到的最優含水量和最大干密度進行高液限土路提填筑壓實施工試驗，結果表明，基于平衡含水量和平衡干密度的壓實施工方法，既易于降低填料的含水量和易于壓實，又能保證路提強度滿足要求。由于平衡含水量和平衡干密度更適應當地氣候環境，預計工后因氣候作用引起土體濕度變化也將很少。因此，本發明提出了一種按平衡含水量進行高液限紅粘土下路提填筑的壓實施工方法，具體步驟如下(1)、通過鉆孔勘察法求取施工段高液限紅粘土的平衡含水量在同一路段天然高液限紅粘土斜坡分別選取兩個以上典型剖面，在每個剖面的坡頂、坡腰和坡腳分別布置一個鉆孔，孔深在6米以上；在每個鉆孔中每隔0. 4 0. 6米深采取一個土樣，在室內通過土工試驗測定土樣的天然含水量、液限、塑限等；制作各鉆孔的天然含水量隨深度變化的曲線，取天然含水量趨于平衡值的段內的數據作為該鉆孔平衡含水量計算的預選值(參見圖1)，求每個孔中平衡含水量計算預選值的平均值，再求所有鉆孔該平均值的平均值，該值即為該路段高液限紅粘土的平衡含水量(EMC)；(2)、通過標準重型擊實試驗方法求平衡干密度分別取天然含水量與所述平衡含水量(EMC)相等、與平衡含水量(EMC) 士2%相等、與平衡含水量(EMC) 士4%相等及與平衡含水量(EMC) 士6%相等的7組高液限紅粘土土料，按照標準重型擊實試驗方法進行擊實試驗，取擊實曲線中高干密度段與低干密度轉折段的高值點為平衡干密度(參見圖2)；(3)、判別填料的路用性質采取具有平衡含水量(EMC)的天然高液限紅粘土土料制樣進行加州承載比(CBR)試驗，所測試加州承載比(CBR)值大于等于3%時，則按步驟(2)用高液限紅粘土直接填筑路提，如果所測試加州承載比(CBR)值小于3%時，則需采用摻砂礫、或摻石灰、水泥進行處理或采用包邊法進行處理；0)、以平衡含水量(EMC) 士2%為高液限紅粘土路基的壓實控制含水量并以不低于平衡干密度的0. 95倍值為壓實控制干密度按規范要求進行高液限紅粘土路基的填筑壓實施工。
權利要求
1.一種按平衡含水量進行高液限紅粘土下路提填筑的壓實方法，其步驟如下(1)、通過鉆孔勘察法求取施工段高液限紅粘土的平衡含水量；(2)、通過標準重型擊實試驗方法求平衡干密度分別取天然含水量與所述平衡含水量相等、與平衡含水量士2%相等、與平衡含水量士4%相等及與平衡含水量士6%相等的7組高液限紅粘土土料，按照標準重型擊實試驗方法進行擊實試驗，取擊實曲線中高干密度段與低干密度轉折段的高值點為平衡干密度；(3)、判別填料的路用性質采取具有平衡含水量的天然高液限紅粘土土料制樣進行加州承載比試驗，所測試加州承載比值大于等于3%時，則按步驟(2)用高液限紅粘土直接填筑路提，如果所測試加州承載比值小于3%時，則需采用摻砂礫、或摻石灰、水泥進行處理或采用包邊法進行處理；G)、以平衡含水量士2%為高液限紅粘土路基的壓實控制含水量并以不低于平衡干密度的0. 95倍值為壓實控制干密度按規范要求進行高液限紅粘土路基的填筑壓實施工。
2.根據權利要求1所述的按平衡含水量進行高液限紅粘土下路提填筑的壓實方法，其特征是上述步驟(1)中所述的通過鉆孔勘察法求取施工段高液限紅粘土的平衡含水量是指在同一路段天然高液限紅粘土斜坡分別選取兩個以上典型剖面，在每個剖面的坡頂、坡腰和坡腳分別布置一個鉆孔，孔深在6米以上；在每個鉆孔中每隔0. 4 0. 6米深采取一個土樣，在室內通過土工試驗測定土樣的天然含水量、液限和塑限；制作各鉆孔的天然含水量隨深度變化的曲線，取天然含水量趨于平衡值的段內的數據作為該鉆孔平衡含水量計算的預選值，求每個孔中平衡含水量計算預選值的平均值，再求所有鉆孔該平均值的平均值，該值即為該路段高液限紅粘土的平衡含水量。
全文摘要
本發明公開了一種按平衡含水量進行高液限紅粘土下路堤填筑的壓實方法，其步驟如下(1)通過鉆孔勘察法求取施工段高液限紅粘土的平衡含水量；(2)通過標準重型擊實試驗方法求平衡干密度；(3)判別填料的路用性質；(4)以平衡含水量±2％為高液限紅粘土路基的壓實控制含水量并以不低于平衡干密度的0.95倍值為壓實控制干密度按規范要求進行高液限紅粘土路基的填筑壓實施工。本發明提出了一種基于平衡含水量理論的高液限紅粘土路堤填筑的壓實方法，運用該方法進行高液限紅粘土的壓實施工，既能保證路堤強度滿足要求和工后路堤土的濕度和密度與環境氣候更適應，又易于降低填料的含水量和易于壓實，大大降低了壓實施工難度，省時省工。
文檔編號E01C3/04GK102561134SQ201210004290
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者鄭健龍 申請人:長沙理工大學