“废弃黏土砖-红黏土”路基填料工程特性研究

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随着城市快速发展,新式高楼建筑平地而起,大量陈旧建筑拆除的同时产生的建筑垃圾中有近一半的废弃黏土砖。将废弃黏土砖应用到道路工程中,是一个具有重要实践意义的课题。公路工程实践中,红黏土作为一种特殊性土,具有较高的液限和塑限,不宜直接作为路基填料。因此,利用废弃黏土砖改良红黏土后的“废弃黏土砖-红黏土”混合料作为路基填料,研究其工程特性,为工程实践提供理论计算依据。本文以废弃黏土砖和红黏土进行不同比例掺配而成的混合料为主要研究对象,通过颗粒分析试验、击实试验、无侧限抗压强度、回弹模量变形、CBR承载力等一系列室内试验,研究“废弃黏土砖-红黏土”混合料的路基工程性质。主要研究成果如下:(1)颗粒分析试验得到四种不同比例(质量比)的混合料级配曲线较缓,随着废弃黏土砖的比例增加,颗粒大小相差较大,废弃黏土砖骨料颗粒与颗粒之间存在着空隙,与红黏土混合后,颗粒间的空隙均被小颗粒填充,颗粒级配良好。(2)击实试验得到红黏土的最优含水率为24.6%,最大干密度为1.59g.cm-3。混合料比例在4:6时最大干密度最大为1.82g.cm-3,比例为2:8时最小为1.76g.cm-3;最优含水率在比例为2:8时为18.46%,5:5时最小为12.8%;混合料的干密度大于红黏土,含水率也在掺配废弃黏土砖后降低。(3)研究了混合料的回弹模量,比例为2:8时为36.7MPa,3:7时为44.9MPa,4:6时为64MPa,5:5时为80.3MPa。混合料的最优含水率和回弹模量成反比关系,回弹模量随着废弃黏土砖比例增加及最优含水率的下降而逐渐增大。混合料作为路基填料时,回弹模量越大,抵抗变形能力越强。(4)研究了混合料的无侧限抗压强度,比例为2:8时为0.61MPa,3:7时为0.78MPa,4:6时为2.12MPa,5:5时为1.13MPa,在废弃黏土砖占比为40%时的干密度最大,颗粒之间咬合紧密,此时抗压强度最大。(5)通过百分表测混合料的膨胀量,发现在最优含水率条件下,当废弃黏土砖比例在30%和40%时混合料的膨胀量较小;一定比例的废弃黏土砖可以有效的使混合料的膨胀量降低;“废弃黏土砖-红黏土”混合料在最优含水率的条件下的CBR值在比例为2:8时为21.5%,3:7时为22.6%,4:6时为55.4%,5:5时为62.6%。混合料的CBR值随着废弃黏土砖的比例增加而增加。(6)通过研究发现,混合料的砖土配比在3:7和4:6时,其路基工程性能达到一个最佳状态,故废弃黏土砖的最佳掺配量为30%和40%。
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