城市道路石灰土路基灰劑量探究

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1、城市道路石灰土路基灰劑量探究　　摘要：石灰土路基的強(qiáng)度和承載能力隨著石灰固化劑的摻加劑量變化而變化，本文在滿足路基設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的前提下，通過理論分析確定了石灰加固土路基中固化劑的合理摻加量，為工程實(shí)際提供理論參考。關(guān)鍵詞：路基石灰土回彈模量劑量中圖分類號(hào)：U213.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A一、引言城市道路路基及底基層一般采用石灰土處理形式，通過石灰固化劑的摻加，提高路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，使其更好地承受由路面?zhèn)鬟f的動(dòng)載及路基自身填土壓力。石灰作為加固土的外加劑，因其高效、方便、價(jià)格低廉而應(yīng)用廣泛，但實(shí)際施工中，石灰摻加量往往是根據(jù)現(xiàn)場工程經(jīng)驗(yàn)粗略確定，

2、無明確的理論依據(jù)。本文旨在通過力學(xué)計(jì)算，從理論上探尋在一定的路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求下的石灰摻加量，為工程設(shè)計(jì)與施工提供參考。二、加固層設(shè)計(jì)理論依據(jù)5根據(jù)公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范，道路結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)采用雙圓均布荷載作用下的雙層彈性體系理論，其簡便模型如下圖1所示。在路基加固中，石灰土處治的目的是為了使路基頂部達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)回彈模量，本文認(rèn)為，處治后頂面當(dāng)量回彈模量與處治前路基土的回彈模量、處治層的厚度、以及處治層自身模量這三者有關(guān)，可用公式表示如下：（1）（2）（3）式中：——處治后路基土頂面當(dāng)量回彈模量，也即需要達(dá)到的設(shè)計(jì)回彈模量；——路基未經(jīng)處治

3、時(shí)的回彈模量；——石灰土處治層抗壓回彈模量；——石灰土處治層厚度。對(duì)于某一確定的路段，處治前路基土的模量值是可以通過彎沉測定、承載板法或者查相應(yīng)的規(guī)范來確定的，因此，在剩下的三個(gè)參數(shù)，，中，知道了其中兩個(gè)便可求得另外一個(gè)。對(duì)于新建城市道路，路基頂面需要達(dá)到的模量即為設(shè)計(jì)回彈模量，如不滿足設(shè)計(jì)值的要求，就需對(duì)填土進(jìn)行處治以增加其強(qiáng)度和剛度。圖1雙圓垂直均布荷載作用下的雙層彈性體系5在路基處治過程中，主要涉及兩個(gè)因素：石灰摻加量和加固層厚度。前面已經(jīng)提及，石灰加固土的強(qiáng)度是隨著石灰劑量的變化而變化的。較低劑量時(shí)，石灰主要起穩(wěn)定作用，隨著石灰劑量

4、的增加，石灰土的強(qiáng)度與穩(wěn)定性均提高，當(dāng)石灰劑量超過某一定量后，繼續(xù)增加石灰劑量又會(huì)導(dǎo)致石灰土強(qiáng)度的降低[1]。可以認(rèn)為，石灰土的強(qiáng)度是石灰劑量的函數(shù)，即：E1=f(x)（4）x=f-1(E1)（5）另外，石灰加固土層厚度也是影響加固后路基質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素，厚度越大，則必定加固效果越好。對(duì)于確定路段的路基土，是一定的，而路基頂面的設(shè)計(jì)回彈模量值是在設(shè)計(jì)中確定的，因此，只要知道加固層模量（最終將與石灰摻量建立關(guān)系）或厚度中的一個(gè)，從理論上另一個(gè)便唯一確定了。三、灰土路基中石灰劑量確定程序以下主要建立當(dāng)處治層厚度一定時(shí)，加固土中石灰劑量的確定方

5、法和步驟：(1)根據(jù)設(shè)計(jì)文件的要求，確定路基頂面所需達(dá)到的設(shè)計(jì)回彈模量。(2)確定路基實(shí)際回彈模量路基實(shí)際回彈模量可根據(jù)雙圓垂直均布荷載作用下的彈性半無限體理論[2]，按下式確定：（6）式中：——處治前土層的回彈模量（MPa）；5——土的泊松比，取0.35；——均勻體彎沉系數(shù)，取0.712；由上述公式可知，若已知彎沉，即可求得回彈模量。如果＜，則需進(jìn)行處治，若兩者較一致，則可不進(jìn)行處治。圖2石灰摻量設(shè)計(jì)框圖(3)取定處治層厚度，利用雙層體系理論計(jì)算處治土所需達(dá)到的抗壓回彈模量。將石灰土處治層和其下的路基看作雙圓垂直均布荷載作用下的彈性雙層體

6、系（圖1），根據(jù)確定的處治層厚度、路基土模量及所要求達(dá)到的頂面當(dāng)量回彈模量，利用公式（2）計(jì)算處治層需要達(dá)到的模量值。(4)針對(duì)特定的路基土及選用的石灰材料，進(jìn)行試驗(yàn)和回歸分析，建立石灰劑量與處治土回彈模量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系或回歸關(guān)系：E1=f(x)(其中為灰劑量)，根據(jù)所需的值來推算相應(yīng)的劑量。具體設(shè)計(jì)流程如下圖2所示：四、結(jié)語5本文通過分析，從理論上闡述了在城市道路路基加固過程中石灰外加劑摻加量的確定方法。在實(shí)際施工中，外加劑并非只有石灰一種，但諸如水泥等其它外加劑，其劑量的確定方法與石灰外加劑都是一致的。本文的研究成果可以為設(shè)計(jì)及施工實(shí)踐

7、中確定加固土外加劑摻加量提供很好的理論支持。5