水泥与“土凝岩”牌地聚物固化剂改良公路路基土体的收缩性能研究
根据《国家公路网规划(2013-2030年)》,新时代我国公路建设进入全面发展阶段。公路路基作为公路的重要组成部分,路基土体的收缩不仅对工程结构产生直接影响,还会降低土体强度,进而严重影响道路的使用性能。
奥运城市张家口位于河北省西北部,此地区昼夜温差大且大面积覆盖粉质粘土,目前土体主要固化剂水泥、石灰、粉煤灰等传统固化剂的应用存在干缩系数较大,易产生开裂的缺点,也会产生如环境、路基病害等诸多问题。为探究张家口季冻区公路路基土体的收缩性能,基于季冻区冻融循环条件,采用由北京东昊科技有限公司推出的“土凝岩”牌地聚物固化剂(是一种由赤泥、粉煤灰等工业废料合成用以固化各类土壤的新型经济节能环保材料)与传统水泥固化剂,利用高低温交变试验箱与静态应变仪完成了不同配合比两种改良土的收缩试验探究,并利用SPSS与MATLAB数据处理软件对两种改良土收缩性能进行数据分析,主要研究与分析内容如下:
(1)对取回土样进行颗粒分析、击实、液塑限等基本物理性能指标试验,简述传统固化剂水泥与 “土凝岩”牌地聚物固化剂的相关性质及特点,通过土样的基本物性指标确定试验土样为低液限粉质黏土,并得到各个掺量下改良土的最优含水率和最大干密度,为改良土收缩性能的相关试验提供参数与研究方向。
(2)对两种分别五个配合比的改良土进行干燥收缩、温度收缩与抗弯拉试验。对比分析两种改良土在不同掺量、不同干湿、不同温度循环等条件下的收缩关系与变化趋势,得出水泥掺量6%与“土凝岩”牌地聚物掺量8%改良土的干缩应变较小,两种改良土在失水率达到最优含水率数值附近出现干缩应变最大值,两种改良土的温缩应变数据呈“螺旋式”变化,水泥与“土凝岩”牌地聚物改良土的温
缩应变均随掺量增加逐渐增加,并可得“土凝岩”牌地聚物固化剂在改良粉质黏土的干温缩性能上优于水泥。
(3)对试验数据利用SPSS与MATLAB数据处理软件对两种改良土进行无重复双因素回归曲线估计分析,并通过繁衍与反证的方式得到了干缩应变和掺量与时间的关系式,实验与软件数据分析均反映在实际工程前15d需对路基改良土重点养护减小收缩变形。并进一步阐述了干缩与温缩中改良土的内部变化机理,同时进行抗弯拉试验,得到改良土的抗弯拉性能,并为改良土的抗裂性能提供参数,通过干缩与干缩能抗裂系数、温缩与温缩能抗裂系数对两种改良土进行收缩抗裂性能评估,得到水泥掺量6%与“土凝岩”牌地聚物掺量8%改良土的抗裂性能较优。
水泥与“土凝岩”牌地聚物固化剂改良公路路基土体的收缩性能研究 - 图文
