黄土填料CBR值与压实度及回弹模量的关系探讨

2012-09-01张玉秀酒泉职业技术学院甘肃酒泉735000

中国建材科技 2012年5期

张玉秀（酒泉职业技术学院，甘肃酒泉735000）

1 前言

路基作为路面结构的基础，它抵抗行车荷载能力的大小，主要是由路基顶面在一定应力级位下抵抗变形能力的大小来表征[1]。常用的参数指标主要是加州承载比(CBR)和回弹模量。CBR值是衡量土基强度和抗永久变形能力的重要指标，是为了有效检验路基长期浸泡在水中时土体结构是否有足够的强度和稳定性。回弹模量表征土基的承载能力，反映土基在瞬时荷载作用下的可恢复变形，是我国路面设计中必不可少的参数。在国外多采用CBR作为路面材料和路基土的设计参数，用来评定路基土和路面材料的强度。而我国现行沥青和水泥混凝土路面设计规范，对路面、路基的设计参数系采用回弹模量指标。由于回弹模量试验较CBR试验测量繁琐，为了与国际接轨，可以用CBR值表征路基的力学性质。通过室内外试验研究，可以确定回弹模量与CBR之间的关系，以便由室内进行的CBR试验来确定土基回弹模量用于工程设计。大量的研究实践证明，CBR与回弹模量之间存在良好的相关性[2]，本研究过程中，对生石灰改良黄土填料CBR值和回弹模量的关系做了初步的分析。

2 室内CBR与压实度、回弹模量的关系研究

2.1 CBR与压实度K的关系

2.1.1 试验方案

试验选用甘肃陇西地区罗定高速公路定西段具有代表性的黄土土样，测定的土样基本物理参数见表1。试验结果分析表明，该土样为湿陷性黄土。

表1 试验土样基本工程性质

为了提高湿陷性黄土路床的CBR值，本研究对黄土路床0cm—80cm范围内采用磨细生石灰与黄土掺和。钙质生石灰采自兰州市西固区岸门村，技术指标见表2。

表2 石灰技术指标

2.1.2 CBR试验

对试验土样展开重型击实试验，得到该土样的最佳含水率与最大干密度。利用击实素土得出的最佳含水量制备不同灰剂量（石灰剂量分别为1%，2%，3%和4%）的石灰土试样。然后将试样分别按每层30，50，70次击实，从而得到三种不同压实度的试件，平行试验3个，分析试件不浸水和浸水4天压实度对CBR值的影响。试验结果见图1、图2所示。

图1 土样CBR值与压实度的关系曲线（不浸水）

图2 土样CBR值与压实度的关系曲线（浸水4天）

2.1.3 试验结果分析

根据图1、图2，对CBR值和压实度进行了数理统计和分析，可以看出土样的压实度和CBR值之间存在良好的相关性，得出CBR值和压实度K之间服从幂指数关系，即

式中，α，β—回归系数；

K—压实度。

五种土样在浸水和不浸水时的α，β如表3所示：

2.2 回弹模量与压实度K的关系

从式（1）和表3不难看出，由于已知了CBR值和压实度K的关系，只要得出压实度和模拟回弹模量的关系，便可推出CBR值和回弹模量之间的关系。

表3 土样的α，β值

2.2.1 回弹模量试验

室内模拟回弹模量E0的测定采用了按《公路土工试验规程》[3]（JTG E40-2007）中的强度仪法(T0136-93)逐级加载卸载测定。首先同时制备两组试件，均在最佳含水量下采用重型击实标准，分三层击实，每层击实次数分别为30次、50次、70次，然后将其中一组浸水4天，另一组不浸水。取最大单位压力200KPa，回弹模量取200KPa之前各级荷载作用下的平均值，测得不同压实度下的不浸水和浸水4天的回弹模量，其试验结果如图3、图4所示。