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    『科普宣傳專題』

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    科技活動周科普宣傳材料之一:


    高液限土填筑路基成套技術

    一、研究內容
      福建省地處東南沿海,降水豐富,從瀕海到山區,各地遍布花崗巖類殘積土,該土天然含水率大,液限高,塑性指數大,水穩定性差,屬高液限土,盡管在低含水率情況下它能達到較高的強度,但由于其顆粒微觀勢能嚴重不平衡,極易受自然降水、地下水或地表水影響,甚至強烈從大氣中吸收水分,吸水后的路基發生膨脹,密度減小,強度急劇下降,在行車荷載和土自重作用下,發生不均勻沉降、開裂、橫向位移等病害。正是高液限土這種極差的水穩定性,《公路路基設計規范》(JTG D30—2004)規定高液限土屬于特殊土質,不得直接用于路基填筑。
      該項目通過研究高液限土液塑限、含水率、擊實功、飽和度和CBR值之間的關系、土水特征(基質吸力)、干濕循環體變特性等,尋找到高液限土有別于常規土的“最佳狀態”,并通過現場試驗路鋪筑,尋求能保持高液限土“最佳狀態”的施工工藝,使其滿足工程要求。同時,將室內試驗、試驗路鋪筑、現場施工工藝、控制指標到工后觀測等成套技術進行總結,編制施工技術指南,便于我省各地高液限土應用借鑒。
    二、研究成果
    1.高液限土存在一合理含水率范圍,在該范圍內,強度較大,易達到規范要求強度,且膨脹量較小。對應最大浸水CBR值的含水率稱為最合理含水率,最合理含水率ωR與高液限土液限ωL有良好的線性關系。
    2.在合理含水率范圍內,高液限土的CBR值隨擊實功增大而增大,且對應最合理含水率時,該趨勢最為明顯,若擊實功不足或偏小,其CBR值減小趨勢明顯,甚至達不到要求的強度。因此,填筑高液限土不僅必須控制其含水率在最合理含水率范圍內,而且需通過較大的碾壓功才能壓實路基土,保證其強度要求。
    3.在合理含水率范圍內,擊實功越大,干密度越大,CBR值越大,若擊實功不足,密度達不到一定的值,相應CBR值則達不到要求。超出合理含水率范圍,CBR與干密度關系顯得復雜、無規律。
    4.一定的飽和度是保證高液限土有較高強度的必要條件,但飽和度超過93%左右,浸水CBR強度銳減。保證高液限土峰值強度的飽和度對應的含水率與合理含水率范圍一致。在合理含水率范圍內,飽和度能反映土體被壓實的程度,因此,可以與干密度一道,作為高液限土施工現場控制指標之一。
    5.高液限土強度與液限、塑限、顆粒含量無明確的關系,只能模糊地判斷,顆粒越細、液限越高,其CBR值越低。
    6.研究高液限土基質吸力與含水率的關系可以看出,高液限土比常規土持水能力更強。同種土樣,盡管初始狀態,包括干密度、含水率不一樣,其飽和度與基質吸力關系曲線基本重合,說明其強度與含水率直接相關,與干密度關系不大。但在含水率一樣的情況下,干密度越大,孔隙比越小,其持水能力越弱,強度則越大。
      不同土樣土水特征曲線差別較大,反映出不同土樣類型,由于礦物組成、顆粒大小、顆粒級配不同,其對水分的吸持能力各異,強度各異?梢岳酶咭合尥翉姵炙芰μ攸c用于綠化工程,提高植物存活率。
    三、成果推廣
      該成果已在浦南、漁平、武邵、漳龍、泉廈擴建、廈漳擴建、寧德京臺、沈海復線莆田段等高速公路開展了廣泛應用,對沿線環境的保護起到了積極作用,節約寶貴的土地資源。



    高液限土填筑路基


    高速公路高液限土應用工程


    四、獲獎情況



    項目研究成果榮獲中國公路學會科學技術獎三等獎


    項目研究成果榮獲福建省科學技術進步獎三等獎

     

     

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