水泥改良粉土的变形特性研究开题报告

50年代至70年代末，我国公路部门曾组织力量在全国范围内进行了大规模的公路路基回弹模量实测及研究，并在1978年《公路柔性路面设计规范》（内部试行）稿中提出了公路路基碎（砾）石土、砂土及二级公路自然区划土组土基回弹模量建议值表，此表后被1986年《公路柔性路面设计规范》（jtj01486）及1997年《公路沥青路面设计规范》（jtj014-97）沿用，一方面受到当时人力、物力及研究水平所限，加之当时施工采用的轻型压实标准，不同于今天的重型压实标准，这些都是公路路基回弹模量的取值误差增大。八五期间，为了与国际上通用的碟式仪ωl（100g锥）相当，对过去采用的76g锥的液限ωy与ωl的关系进行了试验研究，找到了换算关系，并推算出e0与稠度ωc的建议值。80年代初，实行重型压实标准。通过轻型压实标准与重型压实标准的对比试验，认为现在可将轻型压实标准路基回弹模量e0的建议值在查表的基础上再提高15％～30％或更大幅度，但并没有进行具体细致的量的规定。为便于与外国盛行的cbr设计法进行对比和学术交流，国内还对路基回弹模量e0与cbr值之间的相关关系进行了研究，得到了全国有代表性地区土类路基e0、cbr值的回归关系式。由于影响路基回弹模量的因素主要是压实度和土性指标，因此，国内还对路基回弹模量e0与压实度（kh、kl）和稠度（ωc）之间的关系式进行了试验分析，得到了全国有代表性地区土类路基e0、k、ωc的回归关系式。以上研究均属于对路基静态回弹模量的研究，关于路基动态回弹模量的研究，国内曾做过一些室内动三轴试验，也进行过利用落捶弯沉仪测定动荷载作用下的路表弯沉曲线反算路基回弹模量值的研究。实际上，三轴仪测定出的回弹模量是土材料的动回弹模量值，而用落捶弯沉仪测定的路表弯沉曲线反算的回弹模量则是土体结构的动回弹模量值，两者不可能在各种型式的路堤设计情况下都等效。另外，设计和测定中都未提及土的动阻尼特性，但要用动回弹模量进行分析必须涉及动阻尼问题。

进入90年代以来，此方面的问题显得日益突出，不少研究者先后进行此方面的研究。湖南大学的赵华明等结合河南信阳地区进行了土基回弹模量e0值和野外关系的研究；刘麟德对成都双流机场路土基回弹模量及弯沉进行了测试；粱锡三等对路基弯沉检验标准进行了研究；候定一进行了野外路基回弹模量测定仪的研究；陈忠达对塔克拉玛干风积沙路基回弹模量进行了研究；陈晓光等研究了新疆高等级公路半刚性基层土基强度等级划分；叶燕呼进行了广东省公路路基强度及土基分级研究；唐伯明等进行了fwd与贝克曼粱的对比试验研究；蔡良才等进行了机场刚性道面下土基回弹模量取值方法研究。而对于路面弯沉检测与分析是路面承载力评价的基础，是路面性能评定的重要组成部分，它不仅对检验和控制工程质量至关重要，而且决定着路面养护决策的科学化水平。

我国高等级公路建设起步较晚，常用的路面弯沉检测与承载力评价技术仍停留在一个较低的水平上，如我国路面弯沉检测的标准方法为静载贝克曼梁试验方法，承载板法作为路面基层和土基的弯沉测试方法也应用较为广泛，这些传统的方法也还有很多的不足之处，如检测的稳定性、承载板利用弯沉反算土基模量时回弹弯沉的取值方法等等。所以随着我国高等级公路的迅速发展，传统方法已越来越不适应大范围路面检测和大量路面使用性能的数据采集。国外公路路面设计方法有采用经验法的，有采用理论法的，也有采用半理论半经验法的，不同的路面设计方法表征路基强度的指标也不尽相同。如地基反应模量，即采用winkler地基模型，反映土基顶面压力与弯沉关系的比例系数；加州承载比cbr是美国加利福利亚州提出的一种以材料抵抗局部荷载压入变形的能力；原苏联则采用土基回弹模量作为设计参数；美国aashto沥青路面厚度设计方法中采用路基土的有效回弹模量作为设计参数；shell沥青路面厚度设计方法中采用路基土的动态回弹模量作为设计参数；美国pac、aashto水泥混凝土路面厚度设计方法则采用路基反应模量。相应于各种设计方法的路基强度设计参数，均进行了大量的试验研究，提出了各自的确定方法，并在实践中得到了验证和完善。世界上许多组织（如aashto方法、ai方法、shell牌方法等）的柔性路面设计方法都采用了土基顶面压应变指标，通过对土基顶面压应变的控制来控制车辙和土基破坏的目的。但是路表弯沉设计准则在我国柔性路面设计中已使用多年，具有比土基压应变检测方便的优点，虽然它在一定程度上可以反映路表弯沉，但它并没有用土基压应变来控制车辙和土基破坏合理。不过，林绣贤对世界上有影响的设计方法的土基顶面容许压应变作了分析，认为土基顶面容许压应变以下式最为合适：ε=0.8n0.2沙庆林也根据七五攻关科研成果，对半刚性基层，沥青路面的容许弯沉做了详细分析，提出作为设计控制的容许弯沉公式为：l=0.22n0.26sheel石油公司、英国trrl、美国沥青协会、日本道路公团等国外研究机构先后对土基回弹模量与cbr的关系、土基动态回弹模量进行了研究。综上所述，国内目前尚缺乏直接针对高等级路面的或重型击实标准的路基回弹模量研究成果；对路基回弹模量的影响因素研究也不够全面；路基动回弹模量与静回弹模量的关系也有待研究；路基设计参数与施工质量的控制标准不完全一致的问题也应得到解决。而现今公路工程中理论与工程实际相结合是一个很大的难题，往往有很多的出入和矛盾存在，特别是一些理论值，它们的理论计算都建立在一些理论假设和经验数据基础上得到的，而这些基础存在一定的缺陷和不可靠性。理论分析忽略了许多次要因素，经验数据成果又不能符合所有的工程实际，更何况随着工程手段的革新与改进，所以我们应该对此变化提出相应的办法和措施来指导公路工程的设计与施工[1]。

3. 研究的基本内容与计划

进度安排

2012.2.14～2012.2.21学习道路路基填料无机结合料相关试验规程《无机结合料》（jtge51-2009）以及《公路土工试验规程》（ＪＴＧＥ４０－２００７），着手进行改良土压缩、干缩温缩、回弹模量尝试性试验并掌握基本的试验方法与细节注意内容；

2012.2.14～2012.2.28文献查阅，大量阅读改良土做路基填料的相关文献，并予以总结，撰写路基改良土回弹模量、温缩干缩、压缩变形三个方面的国内外研究现状；

4. 研究创新点

根据前期不同改良粉土的无侧限抗压试验的结果，针对性开展五种水泥粉煤灰改良类型的压缩变形、温缩、干缩以及加载卸载的回弹模量进行一系列的试验研究，重点分析水泥含量和粉煤灰含量的改变对其各变形指标的影响。

本研究针对苏北粉土地区常见的几种改良路基的变形特性开展一系列的试验研究，为深入理论分析提供依据，为该地区高等级道路建设提供有益的参考，为推广应用提供科学依据。