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摘要：本文首先对铁路路基建设中常用的戈壁土进行简单介绍，了解戈壁土的基本情况，重点分析戈壁土填料级配特征，在此基础上深入了解戈壁土填料压实性能，希望通过本文的研究能够更加全面的掌握关于铁路路基戈壁土的基本情况以及填料级配特征，同时也为后期更好的应用戈壁土进行路基填料提供参考。
关键词：铁路路基；戈壁土；填料试验
1 引言
近年来随着我国经济社会的不断发展，对于西北地区的开发力度不断加快，铁路交通作为经济发展的重要基础设施，在西部地区的建设规模越来越大。西部地区铁路建设需要需要穿越大范围的戈壁地区，当地气候环境和地质条件都比较特殊，同时对于铁路轨道的要求尤其是路基填筑的质量要求极为严格。但是国内关于戈壁地区铁路路基建设的研究处于起步阶段，铁路路基戈壁土的相关特性研究不足，因此在现阶段加强对于铁路路基戈壁土填料试验的研究具有重要的现实意义，能够更加全面的掌握关于戈壁土的基本情况以及填料级配特征和压实性能，从而更好的发挥戈壁土填料在铁路路基构筑中的作用，更好的保障铁路路基的建设质量，保障铁路线路的安全平稳运行。
2 戈壁土概述
戈壁土是一种特殊的大颗粒土质，在新疆地区广泛分布，主要是那些分布在戈壁地区的碎石土、粗细圆砾土、粉土、黄土、盐渍土、粗细角砾土、卵石土等，还有混杂在这些土质中的砾砂、粗砂和中砂，这些戈壁土往往是呈薄层粉质状态，而且颗粒直径大。新疆地区气候比较特殊，高温严酷，降水量比较少，戈壁土中的含水量也比较低，这些都会影响到戈壁土填料的使用。
3 戈壁土填料级配特征分析
戈壁土填料整体尺寸都比较大，但是分布不均匀，不同地区的戈壁土也有很大的区别。为了更加全面的反映戈壁土填料级配的特征，这里以某线路工程中的路基填料为例进行分析，根据项目特点选择四个不同的试验段，在5个取土场分别进行取土采样，5个取土场的里程分别为DK186+500、DK202+500、DK208+500、 DK237+000、DK266+500.综合分析不同取土场土质情况得出取土场的级配曲线如图1所示，具体的级配特征如图2所示。
图2
从图中可以发现取土场的填料级配曲线都是呈现比较平缓的变化趋势，可知在项目所在地区，戈壁土填料的颗粒大小不同，各种粒径的颗粒都广泛分布，但是不同粒径的颗粒分布在不同的区域，整体分布不够均匀；而且在粒径大于1mm，趋向于1mm的区域内百分比出现平台现象，由此可知，在这一区域内，粒径在1-2mm左右的填料缺失。结合5个取土场位置的变化可知，该区域内从东向西戈壁土填料的粒径越来越大，数量越来越多。选择的5个取土点的粗料含量和最大粒径都呈现由东向西逐渐增大的情况，这也进一步印证越往西该区域内的粗粒戈壁土填料较多。整个区域内的颗粒不均匀系数都高于5，大部分区域内的曲率系数都大于3，整体都属于粗粒土，按照相关规定可以判定为B组填料。
4 戈壁土填料压实性能分析
在对铁路路基进行构筑的过程中使用的填料压实性能会受到各种因素的影响，一方面是外界的环境施工因素，比如含水量、压实功能业绩松铺厚度等，另一方面是内在的土料特性，比如说颗粒级配、粗料含量、最大粒径以及填料性质等。为了更加真实全面的了解戈壁土填料的压实性能，按照相关试验标准分别在室外、室内进行现场填筑压实试验和标准击实试验。
4.1粗料含量影响
室内击实试验得出的试验结果如图3所示，其中四组参数分别表示该取土场内填料的粗料含量、最大干密度、填料最佳含水量以及填料最密实状态下的孔隙率。
图3
随着粗料含量的增加，最大干密度也逐渐升高，而填料最佳含水量以及填料最密实状态下的孔隙率则逐渐减小，说明在这一区域内，在5个取土场的数据范围内，粗料含量越高，戈壁土填料的压实效果越好。主要是由于在粗料较少的区域内，戈壁土中大部分都是粒径较小的细料，在压实过程中，粗料都被积压悬浮在细料中间，整个压实效果比较差；但是随着粗料颗粒的逐渐增多，压实过程中粗粒会成为整个实体的骨架，细料填充在粗料之间的空隙内，整体压实效果会越来越好。相关资料显示，如果粗料颗粒含量继续增高，最大干密度会逐渐降低，因为随着粗料颗粒数量的逐渐增加，细料颗粒会越来越少，无法对粗料颗粒之间的空隙进行填补，最大干密度反而会降低。
从第一行数据可知，在DK186+500处，填料的孔隙率高达26%，属于潜在的危险，对于这种情况，需要在该区域内掺加一定的戈壁料对填料进行改良，使孔隙率保持在20%以下，这样才能更好的保障路基戈壁土的填料压实性能，也是一种必要的安全储备。
4.2级配影响
从戈壁土填料级配特征分析可知，该地区的戈壁土级配特征较差，属于不良填料，但是要判定是否为不易压实填料还要根据理想颗粒级配相关经验公式P=（d/dmax）mX100进行进一步的分析。其中m为级配系数，当m为0.4左右时，填料的压实性能最好。经过计算对比发现除了DK186+500和DK266+500处，其余三个取土场的填料的颗粒级配都比较合适，这两处的填料不能直接用来进行填筑路基，需要进行物理改良，将60mm粒径以上的颗粒进行剔除。现场的填筑压实试验进一步证明在DK237+000区域的填料级配比DK202+500和DK208+500区域更加优秀。
4.3压实功能影响
除了填料自身的特征之外，铁路路基戈壁土填料的压实性能还会受到压实功能等外界施工因素的影响。现场压实试验表明，地基系数和二次变形模量会随着压力机吨位的增加而明显增大，但是动态变形模量和孔隙率没有太大的变化，主要是由于在高吨位压实以后最后的静压收光阶段，压实的表面填料会松散反而出现压实不良的情况。
5结语
通过本文分析可知，在西部地区铁路建设中使用戈壁土填筑路基需要考虑到戈壁土的实际情况，不同区域内的戈壁土填料其特征有很大的区别，在选用之前要对戈壁土填料进行综合的试验分析，尤其是戈壁土填料的级配特征和压实性能，这样才能保证戈壁土填料的质量，进而保障铁路路基的填筑质量，保障铁路平稳安全运行。
参考文献
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论文作者:白忠武
论文发表刊物:《防护工程》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/6
标签：填料论文; 戈壁论文; 路基论文; 压实论文; 铁路论文; 颗粒论文; 粒径论文; 《防护工程》2017年第19期论文;