膨脹土是一種地域性較強的土，合肥至南京鐵路沿線膨脹土的線縮率及體縮率指標在全國來說都是比較高的。中等或弱膨脹性土用作填料時為D組填料，不能直接使用，在填料缺乏地區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工點進行膨脹土路基試驗，對填料的改良方法及施工工藝進行研究，以保證開工后大面積施工的可靠性，確保一次性鋪設跨區間無縫線路的質量和長期運營中保證貨客列車設計速度目標的實現。
基于這些原因，我們試驗段選擇在南京樞紐范圍，利用ALLU SM篩分破碎機對膨脹土進行改良，本次膨脹土路基試驗工點位于京滬上行正線改線改SGDK999+860左側取土場內。試驗段全長50m，路基面寬6m。
本試驗的主要目的如下：
(1)檢驗新型改良土粉碎機的粉碎及拌和效果．并測定其機械工效。
(2)提出改良土的合理填層厚度及壓實施工工藝的試驗成果。
1、膨脹土改良施工工藝試驗研究方案
1.1試驗進度
本試驗總體可分為三個階段；
第一階段：2005年10月10-15日，調研、試驗方案設計，試驗儀器的標定和調試，試驗人員進駐現場：
第二階段：2005年1 0月16-23日，在施工過程中，采集試驗數據，并進行整理分析：
第三階段：2005年1 0月23-25日，分析試驗數據，編制改良土路基填筑工藝總結。
1.2 工藝試驗的質量檢測
(1)質量檢測方案。
質量采用“定人、’定位”的原則進行檢測，“定人”指的是同一種檢測方法始終由同一試驗員進行操作：“定位”指的是檢測點位相對固定。質量檢測在本試驗段中有兩個目的：一是為了加強施工過程控制，在工藝試驗的各階段進行質量檢測，確保工程質量，：二是為了研究各種檢測方法之間的關系，以及施工中采用哪種的檢測手段更為有效快捷。改良土質量可用以下四個指標控制：壓實度、強度、顆粒粒徑、含灰率，含灰率是指改良土施工中干石灰的質量與干膨脹土的質量的比值。
(2)質量控制及驗收標準。
a．石灰改良膨脹土的含灰率及顆粒粒徑控制及驗收標準應符合表2的規定。
b．路堤基床底層宜采用A、B組填料，當采用弱膨脹土為基床底層填料則需進行土質改良（摻5%-7%石灰）．并在其表面設4%的向外排水坡。基床底層壓實標準應符合表3的規定。
1.3工藝試驗實施方案
2005年1 0月18-23日在取土場內選一塊1 5×9m2的區域，做為取土和布灰拌和場地。首先將石灰粉在取土場內進行初拌，具體操作方法是：在取土場取一段，平整后，根據長、寬、取土厚度及天然濕容重、含水率算出于土的重量，再根據拌灰比（初拌6%）確定石灰粉的用量。用計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，用一臺挖機在取土場把改良土翻拌2遍，然后用粉碎機粉碎。當含水量適宜時，進行篩分試驗、含灰率檢測及含水量檢測：當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，經平地機平整后用18t壓路機進行壓實，并在壓實4、5、6遍后備進行一次檢測。
2、膨脹土改良施工工藝參數研究
2.1石灰顆粒粒徑
石灰的質量應嚴格按設計要求不低于一級灰進行控制，在顆粒粒徑方面，因為在施工時采購的往往是塊狀生石灰，需經磨細或消解等加工。忽視對石灰粒徑的控制，然而在改良土填筑施工過程中發現，如果石灰的粒徑過大，在養生時就會出現”暴花、起皮”現象。
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械的粉碎功效和質量。因此為了使粉碎機械能正常發揮其能力，則需確定要達到粉碎機械的標定產量的合適含水量。
在本次試驗中，對最佳擊實含水量為15.4%的膨脹土進行粉碎試驗，通過粉碎不同含水量的膨脹土，來研究粉碎功效．粉碎質量與含水量之間的關系。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的篩子進行篩分，并且在取樣前后記錄時間，計算其產量。
通過對不同含水量的膨脹土取樣試驗，分析整理數據得表4和表5。
從表4和表5可知
(1)含水量對粉碎機械的粉碎效果影響顯著，當含水量越接近15.4%時，相當于其最佳擊實含水量，其粉碎效果越好，大于15mm的顆粒粒含量越小：
(2)含水量與粉碎的機械的粉碎能力關系較密切，含水量過大，其產量都不高。且當含水量越接近于15.4%時，相當于其最佳擊實含水量，其產量越高；
這兩個結論是否能推廣到膨脹土最易粉碎、粉碎效果最好的含水量，就是其最佳擊實含水量，還有待進一步研究。
2.3 含灰率控制
含灰率的控制包括兩個方面，一是含灰率應滿足設計要求，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%；二是含灰率應均勻。這取決布灰的均勻性和合適的拌和遍數。布灰的均勻是使整個拌和區含灰率均勻的前提，因為粉碎機拌和只能使局部地區的拌和均勻，可通過在布灰前平整作業面，劃方格網進行控制：而合適的拌和遍數是使整個拌和區含灰率均勻的保證，也是控制施工成本的主要因素之一。因此需要對拌和遍數與含灰率對應關系進行研究，從而確定最佳拌和遍數。
根據層厚：30cm、35cm、40cm，分別在每層填料任取1號點、2號點、3號測試點位取樣，用兩種不同型號的拌斗拌和，進行含灰率檢測試驗，得出1 8組數據。
因為粉碎機的拌和只能使局部地區的上下層含灰均勻，整個拌和區含灰的均勻，需在布灰時控制好。從而可知：
(1)最佳粉碎拌和遍數為2遍；
(2)大面含灰均勻，需在布灰時控制，即布灰應均勻。
2.4 虛鋪系數與碾壓遍數控制
以30cm，3bcm，40cm三種松鋪厚度攤鋪（說明，該厚度為人工攤鋪厚度，壓實后厚度下降8-12cm)，進行壓路機壓實效果進行檢驗，壓實效果用壓實系數和地基系數進行檢驗，確定最經濟合理的碾壓遍數。用18t的壓路機進行碾壓：先弱振一遍，再靜壓。碾壓至第4.5、6遍時，各取3個點位進行檢測試驗。共碾壓了6遍，共取得數據：K3012組、灌砂54組。經整理如表7所示。
由表7可知（18t壓路機）：
(1)壓實最佳松鋪厚度為40cm：（該厚度為人工攤鋪厚度，若大面積施工采用推土機攤鋪時，應相應減少攤鋪厚度，建議30cm）
(2)最經濟合理的壓實遍數為6遍。
3、膨脹土改良實用性．工程經濟性綜合評價
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到填筑面進行填筑，如果是另選場地拌和時，就需把土倒運到拌和場地進行粉碎拌和，然后把粉碎拌和合格的填料運到填筑面進行填筑，比路拌法多了一個倒運過程。
3.2施工質量
集中場地拌和法粉碎的顆粒細度能達到規范要求，但摻灰量的準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度相對較高。但集中場地拌和法具有生產集中，施工工序明了，質量易控制的特點。
3.3施工效率
在試驗段含水量合適的情況下，集中場地拌和法粉碎、拌和1遍的產量．60mm刀口平均可達到65m3／h以上，40mm刀口平均可達到54m3/h以上（與穩定土拌和設備能力有關）。實際含水量大于最優含水量4 8% -55%時，粉碎機工效將進一步下降，這必將對工程進度造成影響。
3.4環境影響
集中場地定點拌和，布灰和拌和集中在一處，對環境污染危害比較小，且其可進行半封閉施工，減少石灰的倒運次數，從而減弱對周邊環境的污染。
4、結束語
本次試驗段全長50m，路基面寬6m。范圍比較小，試驗數據比較少．主要針對于ALLU SM篩分破碎機對膨脹土改良試驗。大面積、大范圍的試驗會更加精確。本次試驗結果僅為參考。
相關破碎機產品：
1、顎式破碎機
2、圓錐破碎機
3、雷蒙磨粉機
