1. 土的工程分类的依据。
2. 分析各类土工程性质的差异。
3. 修公路如何选择公路用土?举家乡一条路的例子说明。
1. 各国道路路基土分类的方法不尽相同,但所依据的原则总体相近,主要是根据土颗粒的粒径组成与矿物成分、其余物质的的含量以及土的塑性指标进行划分。美国应用于路面工程的路基土分类一般采用AASHTO法和USCS法。其中以AASHTO的方法应用最为广泛,该方法根据土的颗粒组成、土的液限和塑性指数,将路基土分为7个组别,12个分组。
我国按照土的粒径组成特征、土的塑性指标以及土中的有机质情况,将公路路基土划分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土四大类,并细分为12小类。粗粒土按粒度成分及级配特征;细粒土按塑性指数和液限,即塑性图法;有机土和特殊土则分别单独各列为一类。
2. 巨粒土包括漂石(块石)和卵石(块石),有很高的强度和稳定性,是用以填筑路基的良好材料;亦可用于砌筑边坡。级配良好的砾石混合后,密实程度好,强度和稳定性均能满足要求。除了填筑路基之外,可以用于铺筑中级路面,经适当处理后,可以铺筑高级路面的基层
、底基层。
砂土无塑性,透水性强,毛细上升高度小,具有较大的内摩擦系数,强度和水稳定性均好,但砂土粘结性小,易于松散,压实困难,但是经过充分压实的砂土路基,压缩变形小,稳定性好。为了加强压实和提高稳定性,可以采用振动法压实,并可掺加少量粘土,以改善级配组成。
砂性土含有一定数量的粗颗粒,又含有一定数量的细颗粒;级配适宜,强度、稳定性等都能满足要求,是理想的路基填筑材料。如细粒土质砂土,其粒径组成接近最佳级配,遇水不粘着,不膨胀,雨天不泥泞,晴夭不扬尘,便于施工。
粉性土含有较多的粉土颗粒,干时虽有粘性,但易于破碎,浸水时容易成为流动状态。粉性土毛细作用强烈,毛细上升高度大(可达1.5m),在季节性冰冻地区容易造成冻胀、翻浆等病害。粉性土属于不良的公路用土,如必须用粉性土填筑路基,则应采取技术措施,如改良土质,并加强排水、采取隔离水等。
粘性土中细颗粒含量多,土的内摩擦系数小而粘聚力大,透水性小而吸水能力强,毛细
现象显著,有较大的可塑性。粘性土干燥时较坚硬,施工时不易破碎,浸湿后能长期保持水分,不易挥发,因而承载力小。对于粘性土如在适当含水量时加以充分压实和设置良好的排水设施,筑成的路基也能获得稳定。重粘土工程性质与粘性土相似,但其含粘土矿物成分不同时,性质有很大差别。粘土矿物主要包括蒙脱土、伊利土、高岭土。蒙脱土主要分布在东北地区,其塑性大,吸湿后膨胀强烈,干燥时收缩大,透水性极低,压缩性大,抗剪强度低。高岭土分布在南方地区,其塑性较低,有较高的抗剪强度和透水性,吸水和膨胀量较小。伊利土分布在华中和华北地区,其性质介于上述两者之问。重粘土不透水,粘聚力特强,塑性很大,干燥时很坚硬,施工时难以挖掘与破碎。
土加于总之,土作为路基建筑材料,砂性土最优,粘性土次之,粉性土属不良材料,最容易引起路基病害。重粘土,特别是蒙脱土也是不良的路基土。此外,还有一些特殊土类,如有特殊结构的土〔黄土)、含有机质的土(腐殖土)以及含易溶盐的土(盐渍土)等,用以填筑路基时必须采取相应的技术措施。
3. 各类公路用土具有不同的工程性质,在选择路基填筑材料,以及修筑稳定土路面结构层时,应根据不同的土类分别采取不同的工程技术措施。
如黄土高原地区主要为黄土,黄土具有塑性较弱;含水较少,坚硬一硬塑状态;压实程度差,孔隙比高,孔隙大;抗水性弱,遇水强烈崩解,湿陷明显;透水性较强,且呈各向异性;强度较高,粒间连接较强,压缩性中等性质。同时黄土结构疏松、富含碳酸盐、孔隙度大、透水性强、湿陷性强、遇水易崩解和溶解、抗冲抗蚀性弱,颗粒细小,质地疏松,具有直立性,由于工程地质不良或泥沼软基土丰富的地段,土质较松散、土壤密实度小、压缩变形大、土质承载能力低等,也就是土体中超静水压力过大,且消散速度缓慢。易发生沉陷、滑坡、水土流失,应针对这些采取措施。
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