海南省交通规划勘察设计研究院 海南省海口市 570100
摘要：粉细砂主要成份为石英、长石、及少量云母等，颗粒较均匀，级配差，颗粒形状不规则，粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的85%，以细砂为主。粉细砂在我国沿海地区分布范围极广，由于其具有无粘结性、无可塑性、强度低、易液化、内摩擦角小、颗粒松散的特点，采用常规的路基压实设备碾压，难以达到压实效果，施工性能较差，故在工程实际应用中，直接采用粉细砂作为公路路基填料的案例较少。本文根据作者工作经验，以海南省道203工程路基土处理为例，对粉细砂填筑路基技术进行了详细的阐述和分析，供大家参考和学习。
关键词：粉细砂；填筑；路基；技术
1、概况及说明
海南省道S203起点位于铺前镇市政规划路与昌铺公路延长线交点处（桩号K0+000），经铺前镇、隆丰墟、东坡墟、锦山镇、湖山墟、抱罗镇、公坡镇，昌洒镇，终点接X196宋庆龄线（桩号K71+504），里程共计71.504公里。
该项目粉细砂主要分布在K0+000～K56+720，埋深浅，厚度2～6m，沿线开挖深度范围内均有该地层，为响应海南省绿色环保要求，就本工程而言，粉细砂作为填筑路基土的利用研究就很有必要。
2、粉细砂的工程特性
2.1组成粉细砂的颗粒
省道203的粉细砂属海相沉积，主要特征为无粘性质的散体，没有可塑性。通常天然的砂土都是具备着不同的物理状态，通常都是从密实到疏散。粉细砂的颗粒一般都是呈现粒状，粉细砂颗粒类似于圆形形状，在堆积时都处于单粒结构的状态，并且每个单粒之间可以相互支撑，从而保证工程粉细砂筑堤工程结构的稳定。但是在实际情况中，实际的砂土颗粒形状并不是类似于圆形，而且都是由大小不一的颗粒进行混杂，从而出现较大的孔隙，容易导致工程结构出现架空的现象。
2.2粉细砂具备的无粘性
当两个颗粒有带电特性，其相互靠近时，会使这两个颗粒中的阳离子和水分子会不断的相互吸引，使这两个颗粒相互连接，以而在其中产生相应的粘性。但是在粉细砂颗粒中缺少带电特性的粘土颗粒，因此粉细砂颗粒并不能相互连接，相互粘连，所以粉细砂具备着无粘性的特征。
2.3粉细砂具备着压缩性
粉细砂中的颗粒尺寸比较大，颗粒的表面积较小，颗粒与水之间没有强烈的作用力，同时孔隙也比一般的砂土小，因此粉细砂的压缩性比较小，具有较高的承载力。
2.4粉细砂具备着较大的渗透系数
粉细砂颗粒一般在与水分相互作用时，其作用的程度通常被成为惰性体系。一般情况下，粉细砂颗粒呈现着散料状，并且单个颗粒呈现着浑圆的状态，其具有较小的活动性，当颗粒出现较大的孔隙时，很容易产生较大的渗透系数。
2.5粉细砂的液化特性
粉细砂中饱和松砂受到一定程度上的震动时，使得原来的颗粒结构遭到很大程度上的破坏，从而使得粉细砂有部分砂土颗粒漂浮水中或者是成为类似与水质的液体砂土。而在公路工程中，粉细砂的液化特性很容易对工程建设造成严重的影响。
3、粉细砂改良的原理
路基填料改良因掺入的材料不同，而分为物理改良和化学改良两种。物理改良相对成本较低，改良掺拌工艺简单且更为常用，主要通过在粉细砂中掺入中、粗砂或卵石和乐视等粗颗粒以改变土的颗粒级配，提高粉细砂的工程性能。化学改良是通过在粉细砂中掺入石灰、水泥等化学改良剂，改变土的化学成分，提高土体的工程性能。
4、海南省道203粉细砂填筑路基技术
在我国公路路基工程相关规定中明确指出：粉细砂不宜直接作为路基土填筑材料，应采取相应的处理措施并满足要求后可作为路基土填筑材料。
4.1粉细砂掺灰（掺水泥）机理
水泥土中，由于水泥掺量很小（一般仅占被加固土重的1%～20%），水泥的水解与水化反应完全是在具有一定活性的介质—土的围绕下进行的而且常温下活性更弱所以硬化速度缓慢，而且反应复杂。
当用水泥加固地基时，水泥颗粒表面的矿物很快与土中的水发生水解和水化反应：
（1）硅酸三钙（3CaO.SiO2）（含量占水泥总量50%）
2（3CaO.SiO2）+ 6H2O→3CaO.2SiO23H2O+3Ca（OH）2
反应生成的氢氧化钙是决定强度的主要因素。
（2）硅酸二钙（2CaO.SiO2）（含量占水泥总量25%）
2（2CaO.SiO2）+4H20→3CaO.2Si03H2O +3Ca（OH）2
（3）铝酸三钙（3CaO.Al2O3）（含量占水泥总量10%）
3CaO.Al2O3+6H2O→3CaO.Al2O3+6H20
（4）铁铝酸四钙（4CaO.Al2O3Fe2O3）（含量占水泥总量10%）
4Ca0.Al2O3.Fe203+2Ca（OH）2+10H2O→3Ca0.Al2O3.6H20+3Ca0.Fe2O3.6H20
随着水泥水化反应深入，溶液中析出的Ca2+数量超过离子交换的需要量后，则在碱性的环境中，组成黏土矿物的SiO2和Al2O3的一部分或大部分就能Ca2+进行化学反应，逐渐生成不溶于水的稳定的结晶化合物：
SiO2+Ca（OH）2+ nH20→CaO.SiO2+（n+1）H2O
Al2O3+Ca（OH）2+nH2O→Ca0.Al203+（n+1）H2O
通过对粉细砂中掺入水泥量在3.0%～6.0%之间时，最大干密度普遍增大，介于1.69～1.74g/cm3最优含水率有所提高在14.1%～14.5%左右，可以发现水泥的掺入能够改善粉细砂的状态，由原先的松散变成半胶结，增加了粉细砂的粘结力，从而提高粉细砂工程性能以满足路基填筑要求。
4.2粉细砂掺改良土特性
根据本项目的粉细砂物理力学特征，不同取料场的掺拌料颗粒状况不一样，要让掺拌料回填路基的各项指标满足规范要求，粉细砂与掺拌料的比例也不一样。所以应按不同的比例进行掺拌回填实验，确定出合理的比例。开始取选的掺拌比例为：砂砾土：粉细砂=5：5，然后以0.5的阶次增加，做了四组实验，最后选定的掺拌比例为砂砾土：粉细砂=6：4。
4.3粉细砂微生物处理改良法
相对于这些传统地基处理方法，微生物诱导碳酸钙沉积技术（MICP）具有很好的发展前景。微生物胶结技术采用的菌液和胶结液，其粘滞性比一般化学浆材小得多，如果应用到固化松散土体，在土中的扩散半径较大，只需布置较少的注浆孔，就能够实现较大范围的固化，且能够胶结粒径较小渗透较差的土，不会破坏土体的整体性。
5、结束语
公路工程中，以粉细砂填筑路基时建议有针对性的进行科学有效分析，采用科学有效的处理措施可以在相应程度上改善粉细砂的工程特性，达到填筑路基的要求。
参考文献：
[1]冲击碾压处理滨海粉细砂地基试验研究[J].谭鹏，杨戈，吕奋，资西阳.同济大学学报（自然科学版）.2014（02）
[2]长江口细砂作为路基填料的工程特性研究[J].张宏，钱劲松，戴清，孙文州.建筑材料学报.2012（02）
[3]长江口细砂作为路基填料的设计方法[J].张焱.城市道桥与防洪.2010（03）