膨脹土是一種地域性較強(qiáng)的土，合肥至南京鐵路沿線膨脹土的線縮率及體縮率指標(biāo)在全國來說都是比較高的。中等或弱膨脹性土用作填料時(shí)為D組填料，不能直接使用，在填料缺乏地區(qū)的道路工程中通過改良后而被廣泛使用。因此，有必要選擇代表性地段作為試驗(yàn)工點(diǎn)進(jìn)行膨脹土路基試驗(yàn)，對填料的改良方法及施工工藝進(jìn)行研究，以保證開工后大面積施工的可靠性，確保一次性鋪設(shè)跨區(qū)間無縫線路的質(zhì)量和長期運(yùn)營中保證貨客列車設(shè)計(jì)速度目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
基于這些原因，我們試驗(yàn)段選擇在南京樞紐范圍，利用ALLU SM篩分破碎機(jī)對膨脹土進(jìn)行改良，本次膨脹土路基試驗(yàn)工點(diǎn)位于京滬上行正線改線改SGDK999+860左側(cè)取土場內(nèi)。試驗(yàn)段全長50m，路基面寬6m。
本試驗(yàn)的主要目的如下：
(1)檢驗(yàn)新型改良土粉碎機(jī)的粉碎及拌和效果．并測定其機(jī)械工效。
(2)提出改良土的合理填層厚度及壓實(shí)施工工藝的試驗(yàn)成果。
1、膨脹土改良施工工藝試驗(yàn)研究方案
1.1試驗(yàn)進(jìn)度
本試驗(yàn)總體可分為三個(gè)階段；
第一階段：2005年10月10-15日，調(diào)研、試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，試驗(yàn)儀器的標(biāo)定和調(diào)試，試驗(yàn)人員進(jìn)駐現(xiàn)場：
第二階段：2005年1 0月16-23日，在施工過程中，采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行整理分析：
第三階段：2005年1 0月23-25日，分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，編制改良土路基填筑工藝總結(jié)。
1.2 工藝試驗(yàn)的質(zhì)量檢測
(1)質(zhì)量檢測方案。
質(zhì)量采用“定人、’定位”的原則進(jìn)行檢測，“定人”指的是同一種檢測方法始終由同一試驗(yàn)員進(jìn)行操作：“定位”指的是檢測點(diǎn)位相對固定。質(zhì)量檢測在本試驗(yàn)段中有兩個(gè)目的：一是為了加強(qiáng)施工過程控制，在工藝試驗(yàn)的各階段進(jìn)行質(zhì)量檢測，確保工程質(zhì)量，：二是為了研究各種檢測方法之間的關(guān)系，以及施工中采用哪種的檢測手段更為有效快捷。改良土質(zhì)量可用以下四個(gè)指標(biāo)控制：壓實(shí)度、強(qiáng)度、顆粒粒徑、含灰率，含灰率是指改良土施工中干石灰的質(zhì)量與干膨脹土的質(zhì)量的比值。
(2)質(zhì)量控制及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。
a．石灰改良膨脹土的含灰率及顆粒粒徑控制及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表2的規(guī)定。
b．路堤基床底層宜采用A、B組填料，當(dāng)采用弱膨脹土為基床底層填料則需進(jìn)行土質(zhì)改良（摻5%-7%石灰）．并在其表面設(shè)4%的向外排水坡�；驳讓訅簩�(shí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表3的規(guī)定。
1.3工藝試驗(yàn)實(shí)施方案
2005年1 0月18-23日在取土場內(nèi)選一塊1 5×9m2的區(qū)域，做為取土和布灰拌和場地。首先將石灰粉在取土場內(nèi)進(jìn)行初拌，具體操作方法是：在取土場取一段，平整后，根據(jù)長、寬、取土厚度及天然濕容重、含水率算出于土的重量，再根據(jù)拌灰比（初拌6%）確定石灰粉的用量。用計(jì)量過的袋裝灰堆放在畫有方格(3×3)要挖的土層上，石灰布置均勻后，用一臺(tái)挖機(jī)在取土場把改良土翻拌2遍，然后用粉碎機(jī)粉碎。當(dāng)含水量適宜時(shí)，進(jìn)行篩分試驗(yàn)、含灰率檢測及含水量檢測：當(dāng)粉碎拌和及含水量合格后，按3種松鋪厚度(30cm. 35cm. 40cm)攤鋪改良土，經(jīng)平地機(jī)平整后用18t壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，并在壓實(shí)4、5、6遍后備進(jìn)行一次檢測。
2、膨脹土改良施工工藝參數(shù)研究
2.1石灰顆粒粒徑
石灰的質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求不低于一級灰進(jìn)行控制，在顆粒粒徑方面，因?yàn)樵谑┕r(shí)采購的往往是塊狀生石灰，需經(jīng)磨細(xì)或消解等加工。忽視對石灰粒徑的控制，然而在改良土填筑施工過程中發(fā)現(xiàn)，如果石灰的粒徑過大，在養(yǎng)生時(shí)就會(huì)出現(xiàn)”暴花、起皮”現(xiàn)象。
2.2含水量控制
在集中場地拌和法施工工藝中，含水量的大小直接影響著其粉碎機(jī)械的粉碎功效和質(zhì)量。因此為了使粉碎機(jī)械能正常發(fā)揮其能力，則需確定要達(dá)到粉碎機(jī)械的標(biāo)定產(chǎn)量的合適含水量。
在本次試驗(yàn)中，對最佳擊實(shí)含水量為15.4%的膨脹土進(jìn)行粉碎試驗(yàn)，通過粉碎不同含水量的膨脹土，來研究粉碎功效．粉碎質(zhì)量與含水量之間的關(guān)系。同一含水量情況下，用編織袋在出料口取6組試樣，每組重50kg左右，用孔徑15mm的篩子進(jìn)行篩分，并且在取樣前后記錄時(shí)間，計(jì)算其產(chǎn)量。
通過對不同含水量的膨脹土取樣試驗(yàn)，分析整理數(shù)據(jù)得表4和表5。
從表4和表5可知
(1)含水量對粉碎機(jī)械的粉碎效果影響顯著，當(dāng)含水量越接近15.4%時(shí)，相當(dāng)于其最佳擊實(shí)含水量，其粉碎效果越好，大于15mm的顆粒粒含量越�。�
(2)含水量與粉碎的機(jī)械的粉碎能力關(guān)系較密切，含水量過大，其產(chǎn)量都不高。且當(dāng)含水量越接近于15.4%時(shí)，相當(dāng)于其最佳擊實(shí)含水量，其產(chǎn)量越高；
這兩個(gè)結(jié)論是否能推廣到膨脹土最易粉碎、粉碎效果最好的含水量，就是其最佳擊實(shí)含水量，還有待進(jìn)一步研究。
2.3 含灰率控制
含灰率的控制包括兩個(gè)方面，一是含灰率應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，考慮到施工中石灰的損耗，一般施工含灰率比最佳含灰率大1%；二是含灰率應(yīng)均勻。這取決布灰的均勻性和合適的拌和遍數(shù)。布灰的均勻是使整個(gè)拌和區(qū)含灰率均勻的前提，因?yàn)榉鬯闄C(jī)拌和只能使局部地區(qū)的拌和均勻，可通過在布灰前平整作業(yè)面，劃方格網(wǎng)進(jìn)行控制：而合適的拌和遍數(shù)是使整個(gè)拌和區(qū)含灰率均勻的保證，也是控制施工成本的主要因素之一。因此需要對拌和遍數(shù)與含灰率對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行研究，從而確定最佳拌和遍數(shù)。
根據(jù)層厚：30cm、35cm、40cm，分別在每層填料任取1號點(diǎn)、2號點(diǎn)、3號測試點(diǎn)位取樣，用兩種不同型號的拌斗拌和，進(jìn)行含灰率檢測試驗(yàn)，得出1 8組數(shù)據(jù)。
因?yàn)榉鬯闄C(jī)的拌和只能使局部地區(qū)的上下層含灰均勻，整個(gè)拌和區(qū)含灰的均勻，需在布灰時(shí)控制好。從而可知：
(1)最佳粉碎拌和遍數(shù)為2遍；
(2)大面含灰均勻，需在布灰時(shí)控制，即布灰應(yīng)均勻。
2.4 虛鋪系數(shù)與碾壓遍數(shù)控制
以30cm，3bcm，40cm三種松鋪厚度攤鋪（說明，該厚度為人工攤鋪厚度，壓實(shí)后厚度下降8-12cm)，進(jìn)行壓路機(jī)壓實(shí)效果進(jìn)行檢驗(yàn)，壓實(shí)效果用壓實(shí)系數(shù)和地基系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，確定最經(jīng)濟(jì)合理的碾壓遍數(shù)。用18t的壓路機(jī)進(jìn)行碾壓：先弱振一遍，再靜壓。碾壓至第4.5、6遍時(shí)，各取3個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行檢測試驗(yàn)。共碾壓了6遍，共取得數(shù)據(jù)：K3012組、灌砂54組。經(jīng)整理如表7所示。
由表7可知（18t壓路機(jī)）：
(1)壓實(shí)最佳松鋪厚度為40cm：（該厚度為人工攤鋪厚度，若大面積施工采用推土機(jī)攤鋪時(shí)，應(yīng)相應(yīng)減少攤鋪厚度，建議30cm）
(2)最經(jīng)濟(jì)合理的壓實(shí)遍數(shù)為6遍。
3、膨脹土改良實(shí)用性．工程經(jīng)濟(jì)性綜合評價(jià)
3.1施工影響
集中場地拌和法的所擁有的布灰拌和工作面較少，如果是在取土場進(jìn)行布灰拌和，可以清表平整后直接布灰拌和，然后把粉碎拌和合格的填料直接運(yùn)到填筑面進(jìn)行填筑，如果是另選場地拌和時(shí)，就需把土倒運(yùn)到拌和場地進(jìn)行粉碎拌和，然后把粉碎拌和合格的填料運(yùn)到填筑面進(jìn)行填筑，比路拌法多了一個(gè)倒運(yùn)過程。
3.2施工質(zhì)量
集中場地拌和法粉碎的顆粒細(xì)度能達(dá)到規(guī)范要求，但摻灰量的準(zhǔn)確性及均勻性的方法有待于探討，且集中場地拌和的施工強(qiáng)度相對較高。但集中場地拌和法具有生產(chǎn)集中，施工工序明了，質(zhì)量易控制的特點(diǎn)。
3.3施工效率
在試驗(yàn)段含水量合適的情況下，集中場地拌和法粉碎、拌和1遍的產(chǎn)量．60mm刀口平均可達(dá)到65m3／h以上，40mm刀口平均可達(dá)到54m3/h以上（與穩(wěn)定土拌和設(shè)備能力有關(guān)）。實(shí)際含水量大于最優(yōu)含水量4 8% -55%時(shí)，粉碎機(jī)工效將進(jìn)一步下降，這必將對工程進(jìn)度造成影響。
3.4環(huán)境影響
集中場地定點(diǎn)拌和，布灰和拌和集中在一處，對環(huán)境污染危害比較小，且其可進(jìn)行半封閉施工，減少石灰的倒運(yùn)次數(shù)，從而減弱對周邊環(huán)境的污染。
4、結(jié)束語
本次試驗(yàn)段全長50m，路基面寬6m。范圍比較小，試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較少．主要針對于ALLU SM篩分破碎機(jī)對膨脹土改良試驗(yàn)。大面積、大范圍的試驗(yàn)會(huì)更加精確。本次試驗(yàn)結(jié)果僅為參考。
相關(guān)破碎機(jī)產(chǎn)品：
1、顎式破碎機(jī)
2、圓錐破碎機(jī)
3、雷蒙磨粉機(jī)
