膨胀土是一种地域性较强的土，合肥至南京铁路沿线膨胀土的线缩率及体缩率指标在全国来说都是比较高的。中等或弱膨胀性土用作填料时为D组填料，不能直接使用，在填料缺乏地区的道路工程中通过改良后而被广泛使用。因此，有必要选择代表性地段作为试验工点进行膨胀土路基试验，对填料的改良方法及施工工艺进行研究，以保证开工后大面积施工的可靠性，确保一次性铺设跨区间无缝线路的质量和长期运营中保证货客列车设计速度目标的实现。
基于这些原因，我们试验段选择在南京枢纽范围，利用ALLU SM筛分破碎机对膨胀土进行改良，本次膨胀土路基试验工点位于京沪上行正线改线改SGDK999+860左侧取土场内。试验段全长50m，路基面宽6m。
本试验的主要目的如下：
(1)检验新型改良土粉碎机的粉碎及拌和效果．并测定其机械工效。
(2)提出改良土的合理填层厚度及压实施工工艺的试验成果。
1、膨胀土改良施工工艺试验研究方案
1.1试验进度
本试验总体可分为三个阶段；
第一阶段：2005年10月10-15日，调研、试验方案设计，试验仪器的标定和调试，试验人员进驻现场：
第二阶段：2005年1 0月16-23日，在施工过程中，采集试验数据，并进行整理分析：
第三阶段：2005年1 0月23-25日，分析试验数据，编制改良土路基填筑工艺总结。
1.2 工艺试验的质量检测
(1)质量检测方案。
质量采用“定人、’定位”的原则进行检测，“定人”指的是同一种检测方法始终由同一试验员进行操作：“定位”指的是检测点位相对固定。质量检测在本试验段中有两个目的：一是为了加强施工过程控制，在工艺试验的各阶段进行质量检测，确保工程质量，：二是为了研究各种检测方法之间的关系，以及施工中采用哪种的检测手段更为有效快捷。改良土质量可用以下四个指标控制：压实度、强度、颗粒粒径、含灰率，含灰率是指改良土施工中干石灰的质量与干膨胀土的质量的比值。
(2)质量控制及验收标准。
a．石灰改良膨胀土的含灰率及颗粒粒径控制及验收标准应符合表2的规定。
b．路堤基床底层宜采用A、B组填料，当采用弱膨胀土为基床底层填料则需进行土质改良（掺5%-7%石灰）．并在其表面设4%的向外排水坡。基床底层压实标准应符合表3的规定。
1.3工艺试验实施方案
2005年1 0月18-23日在取土场内选一块1 5×9m2的区域，做为取土和布灰拌和场地。首先将石灰粉在取土场内进行初拌，具体操作方法是：在取土场取一段，平整后，根据长、宽、取土厚度及天然湿容重、含水率算出于土的重量，再根据拌灰比（初拌6%）确定石灰粉的用量。用计量过的袋装灰堆放在画有方格(3×3)要挖的土层上，石灰布置均匀后，用一台挖机在取土场把改良土翻拌2遍，然后用粉碎机粉碎。当含水量适宜时，进行筛分试验、含灰率检测及含水量检测：当粉碎拌和及含水量合格后，按3种松铺厚度(30cm. 35cm. 40cm)摊铺改良土，经平地机平整后用18t压路机进行压实，并在压实4、5、6遍后备进行一次检测。
2、膨胀土改良施工工艺参数研究
2.1石灰颗粒粒径
石灰的质量应严格按设计要求不低于一级灰进行控制，在颗粒粒径方面，因为在施工时采购的往往是块状生石灰，需经磨细或消解等加工。忽视对石灰粒径的控制，然而在改良土填筑施工过程中发现，如果石灰的粒径过大，在养生时就会出现”暴花、起皮”现象。
2.2含水量控制
在集中场地拌和法施工工艺中，含水量的大小直接影响着其粉碎机械的粉碎功效和质量。因此为了使粉碎机械能正常发挥其能力，则需确定要达到粉碎机械的标定产量的合适含水量。
在本次试验中，对最佳击实含水量为15.4%的膨胀土进行粉碎试验，通过粉碎不同含水量的膨胀土，来研究粉碎功效．粉碎质量与含水量之间的关系。同一含水量情况下，用编织袋在出料口取6组试样，每组重50kg左右，用孔径15mm的筛子进行筛分，并且在取样前后记录时间，计算其产量。
通过对不同含水量的膨胀土取样试验，分析整理数据得表4和表5。
从表4和表5可知
(1)含水量对粉碎机械的粉碎效果影响显著，当含水量越接近15.4%时，相当于其最佳击实含水量，其粉碎效果越好，大于15mm的颗粒粒含量越小：
(2)含水量与粉碎的机械的粉碎能力关系较密切，含水量过大，其产量都不高。且当含水量越接近于15.4%时，相当于其最佳击实含水量，其产量越高；
这两个结论是否能推广到膨胀土最易粉碎、粉碎效果最好的含水量，就是其最佳击实含水量，还有待进一步研究。
2.3 含灰率控制
含灰率的控制包括两个方面，一是含灰率应满足设计要求，考虑到施工中石灰的损耗，一般施工含灰率比最佳含灰率大1%；二是含灰率应均匀。这取决布灰的均匀性和合适的拌和遍数。布灰的均匀是使整个拌和区含灰率均匀的前提，因为粉碎机拌和只能使局部地区的拌和均匀，可通过在布灰前平整作业面，划方格网进行控制：而合适的拌和遍数是使整个拌和区含灰率均匀的保证，也是控制施工成本的主要因素之一。因此需要对拌和遍数与含灰率对应关系进行研究，从而确定最佳拌和遍数。
根据层厚：30cm、35cm、40cm，分别在每层填料任取1号点、2号点、3号测试点位取样，用两种不同型号的拌斗拌和，进行含灰率检测试验，得出1 8组数据。
因为粉碎机的拌和只能使局部地区的上下层含灰均匀，整个拌和区含灰的均匀，需在布灰时控制好。从而可知：
(1)最佳粉碎拌和遍数为2遍；
(2)大面含灰均匀，需在布灰时控制，即布灰应均匀。
2.4 虚铺系数与碾压遍数控制
以30cm，3bcm，40cm三种松铺厚度摊铺（说明，该厚度为人工摊铺厚度，压实后厚度下降8-12cm)，进行压路机压实效果进行检验，压实效果用压实系数和地基系数进行检验，确定最经济合理的碾压遍数。用18t的压路机进行碾压：先弱振一遍，再静压。碾压至第4.5、6遍时，各取3个点位进行检测试验。共碾压了6遍，共取得数据：K3012组、灌砂54组。经整理如表7所示。
由表7可知（18t压路机）：
(1)压实最佳松铺厚度为40cm：（该厚度为人工摊铺厚度，若大面积施工采用推土机摊铺时，应相应减少摊铺厚度，建议30cm）
(2)最经济合理的压实遍数为6遍。
3、膨胀土改良实用性．工程经济性综合评价
3.1施工影响
集中场地拌和法的所拥有的布灰拌和工作面较少，如果是在取土场进行布灰拌和，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运到填筑面进行填筑，如果是另选场地拌和时，就需把土倒运到拌和场地进行粉碎拌和，然后把粉碎拌和合格的填料运到填筑面进行填筑，比路拌法多了一个倒运过程。
3.2施工质量
集中场地拌和法粉碎的颗粒细度能达到规范要求，但掺灰量的准确性及均匀性的方法有待于探讨，且集中场地拌和的施工强度相对较高。但集中场地拌和法具有生产集中，施工工序明了，质量易控制的特点。
3.3施工效率
在试验段含水量合适的情况下，集中场地拌和法粉碎、拌和1遍的产量．60mm刀口平均可达到65m3／h以上，40mm刀口平均可达到54m3/h以上（与稳定土拌和设备能力有关）。实际含水量大于最优含水量4 8% -55%时，粉碎机工效将进一步下降，这必将对工程进度造成影响。
3.4环境影响
集中场地定点拌和，布灰和拌和集中在一处，对环境污染危害比较小，且其可进行半封闭施工，减少石灰的倒运次数，从而减弱对周边环境的污染。
4、结束语
本次试验段全长50m，路基面宽6m。范围比较小，试验数据比较少．主要针对于ALLU SM筛分破碎机对膨胀土改良试验。大面积、大范围的试验会更加精确。本次试验结果仅为参考。
相关破碎机产品：
1、颚式破碎机
2、圆锥破碎机
3、雷蒙磨粉机
