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1、客运专线路基填料改良和填筑质量检测技术介绍1 客运专线路基细粒土填料改良处理技术 细粒土填料改良是指在原土中添加某种材料，使之与土 发生一定的物理化学反应，以改变原土的物理力学性质 。填料改良已在国内外高速铁路、公路土方工程中广泛 应用，各国均制订自己的“技术准则”或“工法”。设计院 以及施工单位对下蜀黏土、弱膨胀土、中膨胀土、岩石 风化物、粉土、黄土等填料进行了大量室内改良试验、 现场工艺试验及质量检测试验，取得了良好效果。社会主义核心价值体系质量体系审核的类型榆林开发区一小北师四下精打细算课件营运岗位常用地理知识1.1 细粒土填料改良方法 细粒土填料改良分物理改良及化学改良。 1.1.1
2、物理改良是通过在原土中添加某种粒径的土（石） 料，改善其级配（Cc，Cu）特性，提高物理力学性能及压 实性。 1.1.2 化学改良是通过在原土中添加固化剂（水泥、石 灰、粉煤灰等）使之发生物理化学反应，如阳离子交换、 胶凝、碳化结块等作用，改善土的物理力学性质，增加强 度。同时，降低填料的含水量，便于施工、压实。社会主义核心价值体系质量体系审核的类型榆林开发区一小北师四下精打细算课件营运岗位常用地理知识 1.2 细粒土化学改良主要内容 1.2.1 添加剂的选用：常用的添加剂有石灰、水泥、粉煤灰、 沥青、合成固化剂、合成树脂等。一般情况下，塑性指数较高的 粘性土采用石灰；粉（砂）土采用水泥。 1
3、.2.2 改良步骤： 1 原土各类物理、力学、水稳性试验。 2 各类添加剂改良土相关试验，确定添加剂及配方（经济、 技术、控制性指标改善情况）。 3 现场工况试验，确定现场添加剂用量及工艺。 1.2.3 改良效果控制：综合考虑各类物理力学性质的改善，以 满足路基各部位填筑压实标准为目的。无侧限抗压强度为改良土 控制性的力学指标。CBR值可作为重要参考指标。对于膨胀土填 料改良，则还应注意其胀缩性（膨胀力、无荷膨胀率、有荷膨胀 率、收缩系数）的改善。如基床底层K30=110MPa相应要求无侧限 抗压强度为600-800kPa，饱和无侧限抗压强度300-400kPa 。现场强度与室内强度关系：fu
4、（现场）=0.6-0.7 fu（室内），社会主义核心价值体系质量体系审核的类型榆林开发区一小北师四下精打细算课件营运岗位常用地理知识1.3 黏性土化学改良实际效果 1.3.1 颗粒粒径变化：粘性土改良后其粒径组成发生明显变化 ，粘粒(0.005mm含量从40-60%下降至10-15%；粉粒(0.005- 0.075mm)含量从30-45%增加至50-60%；砂粒（0.075mm）从1- 10%增加至20%。 1.3.2 崩解试验：48小时无崩解，长期饱和强度无变化。 1.3.3 膨胀土经石灰改良后，其胀缩特性明显改善 。 1.3.4 现场K30值一般在150220MPa/m之间。现场检测应注意
5、改 良土强度随时间的变化，通常水泥改良土强度增长快于石灰改良 土的强度增长。社会主义核心价值体系质量体系审核的类型榆林开发区一小北师四下精打细算课件营运岗位常用地理知识 1.3 黏性土化学改良实际效果 1.3.5 新长线下蜀粘土改良试验结果注：试验结果表明采用水泥改良类似高塑性粘土，其强度过 大， 脆性易裂，自愈（和）性差，且在降低原土天然含水量效 果方面亦不如石灰好。 改良剂掺和 比颗粒级配 % （mm）无侧限抗 压强度 （）饱和无侧 限抗压强 度 （）收缩 自由膨 胀率0.0 50.05-0.0050.00 5体缩%缩限%夯实土14.152.033.9779破坏9.79.915.00水泥3
6、18.664.516.912474648.96.61.05水泥518.664.516.915629697.210.30.32生石灰536.751.312.08795216.713.00.33生石灰749.244.09.89555626.810.91.52熟石灰546.244.09.88597037.312.10.04熟石灰749.418.132.59217486.112.20.12社会主义核心价值体系质量体系审核的类型榆林开发区一小北师四下精打细算课件营运岗位常用地理知识 1.3 黏性土化学改良实际效果 1.3.6 合宁线中等膨胀土石灰改良前后相关胀缩特性变化对比 试验结果表明膨胀土经石灰改良
7、后完全满足客运专线填料要 求。项 目原状土夯实土改良土生石灰（5%）熟石灰（5%）有荷膨胀 率 50kPa011.800100kPa08.200150kPa05.700无荷膨胀率（%）1.8-5.230.1-3200.8膨胀力（kPa）32-54392-4331229无侧限强度（kPa）224-384720-800909987饱和无侧限强度（kPa）48-6030-37548545收缩系数（%）0.49-0.590.41-0.810.390.41社会主义核心价值体系质量体系审核的类型榆林开发区一小北师四下精打细算课件营运岗位常用地理知识 1.4 细粒土化学改良土施工方法及施工工艺 1.4.1
8、改良土施工方法有厂拌、路拌和集中场地拌合，均形成 了较成熟的工法。通过严格的过程控制均能满足客运专线的质量 要求。 1.4.2 厂拌法：采用专用的破碎、拌和机械工厂化生产。主要 优点是拌和均匀，质量易控，但成本高、效率低。主要工艺流程 ：填料摊铺、晾晒-含水量检测-填料入仓-机械破碎-粒 径检测-添加剂含量检测-添加剂+破碎料机械拌和-均匀 性检测-出厂-摊铺、平整、碾压。 1.4.3 路拌法：采用路拌机械在路堤施工现场拌和。方法简便 ，成本低，对含水量要求不高。但受气候影响大，污染较大。主 要工艺流程：填料摊铺、晾晒-添加剂含量检测-拌和-含 水量、均匀性检测-平整、碾压。 1.4.4 集中
9、场拌法：采用路拌机械集中在场地（如取土场、专 用拌和场）内拌和，其拌和工艺与路办法相同。可减少对施工沿 线的污染。 1.5 郑西客运专线路基黄土填料改良以粉粒为主属于低液限粉土C组填料。W最佳11.0 13.7，天然密度1.381.76g/cm3,最大干密度1.81 2.01g/cm3,饱和fcu仅1216.1kPa,重塑土样在水中8h后 呈粒状完全崩解。因此al、pl、col Q3砂质黄土填料在 天然状态下W和d与W最佳和dmax差别明显,填料在施工 填筑时不易被压实,填料饱和抗压强度较低,水稳定性差, 不能直接作为路基基床以及基床下部路堤本体填料 。1）al、pl、colQ3砂质黄土填料1
10、.5.1 郑西沿线为al+pl+colQ3黄土和dl+plQ2黄土填料社会主义核心价值体系质量体系审核的类型榆林开发区一小北师四下精打细算课件营运岗位常用地理知识1.5 郑西客运专线路基黄土填料改良2）al+plQ3黏质黄土和dl+plQ2黏质黄土填料1.5.1 郑西沿线为al+pl+colQ3黄土和dl+plQ2黄土填料以粉粒、粘粒为主，砂粒含量较少，属C组填料。 Ip为10.719.7，W最佳12.315.0，d为1.62 1.90g/cm3，dmax为1.781.97g/cm3，饱和fcu仅 6.5116kPa，重塑土样在水中2h后呈粒状完全崩解， 部分土样具有弱膨胀性。总之，黏质黄土填
11、料，天然 状态下W和d与W最佳和dmax差别明显,填料在施工填 筑时不易被压实;且填料饱和抗压强度低,水稳定性差, 局部具有弱膨胀性，不能作为路基基床以及基床下部 路堤填料。 社会主义核心价值体系质量体系审核的类型榆林开发区一小北师四下精打细算课件营运岗位常用地理知识 1.5.2 设计单位勘察设计阶段黄土填料的改良试验 黄土改良试验样品注：改良土改良剂掺入量：石灰为58%，水 泥为35%，养护时间1428天。 社会主义核心价值体系质量体系审核的类型榆林开发区一小北师四下精打细算课件营运岗位常用地理知识 1.5.2 设计单位勘察设计阶段黄土填料的改良试验砂质黄土改良前后物理力学指标统计表砂粒 0
12、.25- 0.075粉粒 0.075- 0.005粘粒 0.005天 然 含水量 %天然密度 g/cm3比重天然 孔隙比液限 %塑限 %塑性 指数 %液性 指数备 注9.45 10.669.75 73.511.4 18.816.92 18.01.701.762.71 2.740.82 0.8924.6 26.215.6 19.66.6 9.40 0.30砂质黄土14.6 20.870.7 77.08.48.533.3 34.124.3 25.68.5 9.0石灰改良土29.480.36.931.926.35.6水泥改良土内摩擦角 （度）凝聚力 C （kPa ）200kPa 湿陷性 系 数渗透性
13、无侧限抗压强度击实试验 崩解 情况蒙脱 石含 量 （% ）备 注最佳 含水量 （kPa）饱和 （kPa）最佳 含水量 （%）最大 干密度（ g/cm3）27.57 38.173.7 2770.03 0.038231.4 8991216.111.0 13.71.882.018小时 粒状完 全崩解4.56粘质 黄土36.55 38.4192不透水635 1489.630 133813.9 14.01.811.9248小时 无崩解石灰 改良土39.6378不透水1956158613.01.9248小时 无崩解水泥 改良土社会主义核心价值体系质量体系审核的类型榆林开发区一小北师四下精打细算课件营运岗位
14、常用地理知识 1.5.2 设计单位勘察设计阶段黄土填料的改良试验黏质黄土改良前后物理力学指标统计表砂粒 0.25- 0.075粉粒 0.075- 0.005粘粒 0.005天然 含水量 %天然 密度 g/cm3比重天 然 孔隙比液限 %塑限 %塑性 指数 %液性 指数备 注2.821.266.377.612.224.812.223.21.621.902.692.750.701.0627.842.014.318.510.0 19.700.44粘质 黄土9.722.672.177.15.312.533.641.022.628.59.4 13.4石灰 改良 土8.322.270.278.17.611
15、.934.136.426.928.75.4 9.5水泥 改良 土夯后内摩擦角 （度）夯后凝聚 力 C （kPa）200kPa 湿陷性 系 数渗透性无侧限抗压强度击实试验 崩解情况蒙脱石 （%）备 注最佳含水量 （kPa）饱和 （kPa）最佳含 水量（ %）最大干密度 （g/cm3）22.341.41482300.007 0.068不透水64915876.511612.3 15.01.781.972小时粒 状 完全崩解4.56 7.26粘质黄 土34.152.594167不透水13012025628175812.8 19.31.721.8848小时 无崩解石灰改 良土40.953.3115 262.3不透水154627751352179915.0 15.81.8848小时 无崩解水泥改 良土社会主义核心价值体系质量体系审核的类型榆林开发区一小北师四下精打细算课件营运岗位常用地理知识 2 客运专线路基压实质量检测 路基压实质量检测技术是指路基填筑工程中的各种进行质量 控制的检查方法。主要包括填料质量控制、填筑厚度检测、 压 实度检测（主要介绍压实系数K检测、K30检测、核子密度仪检测 、动态变形模量Evd检测和变形模量EV2检测等）。 2.1 填料质量控制 2.2 填筑厚度检测
