[發明專利]一種含砂低塑限粉土改良的高速鐵路路基填料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710941101.2
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107698225A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 張艷美;張笑峰;王斌;劉笑;劉錦程
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C04B28/18
• 分類號: C04B28/18;C04B16/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 王志坤

技術領域

本發明屬于高速鐵路路基填料技術領域，具體涉及一種含砂低塑限粉土改良的高速鐵路路基填料及其制備方法。

背景技術

高速鐵路在我國迅猛發展，廣義上，列車以設計開行250公里/小時(含預留)及以上動車組列車、初期運營速度不小于200公里/小時的客運專線鐵路系統即稱為高速鐵路，其較普通列車車速更快，同時要求列車高速、安全、平穩運行，要求其軌面應具有較高的平順性，因此，高速鐵路對支撐在列車高速行駛條件下，其對鐵路路基填料提出更高的要求，必須具有足夠的強度和剛度，并且縱向變化均勻，長久穩定。

從現有的研究材料可知，高速鐵路路軌下路基的受力情況十分復雜，突出需要解決的問題有兩個方面：其一是路基土的強度疲勞失穩，包括基床及向下傳遞的動應力大小和路基土的變形；其二是軌下基礎的變形疲勞失穩，包括瞬時震動的道床振動加速度和基面變形。亦因此，在高速鐵路路基材料選擇上，要求路基材料多選用有嚴格級配要求的級配砂礫石和級配碎石，以A、B組填料或改良土為主，然而此法顯然需要更多人力物力資金等資源。

粉土屬于細粒土，不僅在全國分布廣泛，粉土也遍布山東省多個地區，約占全省總面積的34％，這類土具有弱可塑性、低黏結性、高分散性等特點，在降雨入滲、毛細水上升及邊溝積水影響下，可能導致路基土吸水軟化、力學性能衰減，這種土體級配差，土體強度根本無法滿足路基填料的規范要求，因此不能直接作為高速鐵路路基填料。

然而，由于粉土分布廣泛，特別是對于砂石等優質填料相對缺乏的地區，如果能通過改良合理利用粉土作為路基填料勢必能夠有效降低高速鐵路的建設成本。目前，為了解決粉土上述問題，常采用固化劑等進行添加。常用的固化劑有水泥、石灰、礦渣等工業用原料或者廢棄料，雖然能夠改變土體的礦物成分、提高土體的強度和耐久性，但是改良后的土體常表現出一定的脆性特征，且對土體結構穩定性影響較大。

發明內容

針對上述現有技術的不足，發明人經長期的技術與實踐探索，提供一種含砂低塑限粉土改良的高速鐵路路基填料。本發明制備得到的高速鐵路路基填料不僅能夠提高含砂低塑限粉土的飽和無側限抗壓強度和延性、降低低塑限粉土的滲透性和壓縮性以及脆性，同時有利于固廢棄物的利用，經過改良后的含砂低塑限粉土可用于高速鐵路、城際鐵路路基填料，有助于降低高速鐵路建設成本。

具體的，本發明涉及以下技術方案：

本發明的第一個方面，提供了一種含砂低塑限粉土改良的高速鐵路路基填料，按照總重量計，各組分及配比分別為：石灰4％-5％，粉煤灰21％-27％，聚丙烯纖維2‰-4‰，所述聚丙烯纖維的纖維長度為1-5cm，其余為含砂低塑限粉土；

優選的，所述路基填筑材料按照總重量計，各成分及比例為：石灰為5％，粉煤灰為25％，聚丙烯纖維為4‰，所述聚丙烯纖維長度為3cm，其余為含砂低塑限粉土；

優選的，所述纖維為聚丙烯纖維，纖維細度300D(旦尼爾)。

優選的，所述石灰為CaO與MgO含量為≥85％的鈣質生石灰(CL85)。

優選的，所述粉煤灰為Ⅱ級，燒失量不大于8％。

優選的，所述含砂低塑限粉土的液限<40％，30％<粗粒含量≤50％，礫粒組含量≤砂粒組含量；