文摘

膨胀土是已知的体积变化由于含水率的波动自然地面。这个体积变化许多基础设施造成巨大的破坏。为了避免这种损害,膨胀土,这样他们成为安全应处理好的几个失败对承载力和过度的解决方案。此外,到处都是塑料环境污染是一个严重的问题,这需要一个适当的利用方式。本研究主要针对利用废旧塑料材料与石灰作为路基路面材料、成本效益和环保。塑料水瓶作为强化与石灰改善膨胀土的塑性和强度特性。不同实验室检测用塑料垃圾条进行0.25%,0.5%,0.75%,1%的比例为5%的石灰土壤加固和常数。最后,CBR得到显著提升,无侧限抗压强度和自由膨胀观察到5%的石灰和0.75%的塑料垃圾。本研究发现,使用塑料垃圾稳定膨胀土条和石灰有很大影响土壤的塑性和强度参数。这种技术有助于减少塑料污染和减少成本的稳定剂用来稳定路基土壤。

1。介绍

膨胀土有一个独特的萎缩和肿胀的行为由于季节性波动期间土壤水分湿润和干燥季节。这些发生由于膨胀性粘土矿物的存在1]。半干旱和干旱地区是高度暴露于基础设施从膨胀土破坏。非洲东部的大部分地区包括苏丹、肯尼亚、埃塞俄比亚和乌干达与膨胀土覆盖。随着经济的增长,增加基础设施建设,城市化和建设开发项目容易受到这些损失。它造成巨大的损害建筑物、道路、灌溉系统、供水线路,和其他基础设施。这些重大损害导致经济危机和缺乏基本的基础设施,这非常影响社会的日常生活(2]。膨胀土的复杂的行为是不适合工程直接实现。使膨胀土适合工程作品,尝试通过使用不同的材料和技术了(3- - - - - -6]。

膨胀性粘土土壤需要治疗前可以用作路基路面基础,建筑的基础,或者机场建设。最近,人们提出了很多方法来控制体积变化由于含水率的波动的地面7]。使用最广泛的技术来提高膨胀土的古怪行为是化学和机械稳定性。机械稳定包括强夯、钢筋、预湿,wetting-drying周期和固体废物。相反,化学稳定包括使用传统代理商和非传统稳定土壤通过改变土壤的化学成分8- - - - - -10]。

驱逐出孔隙压实,预湿通过压倒性的和调整土壤环境补水精华,wetting-drying循环用水淹没,使土壤干燥,直到返回其初始含水量和加强膨胀土与纤维材料可以改善土壤的岩土性质(11- - - - - -13]。化学制剂如石灰、粉煤灰、水泥、和其他副产品用于化学稳定。这些添加剂和土壤之间发生的化学反应导致体积变化阻力,提高抗剪强度,减少肿胀的潜力。这些添加剂的一些机制是火山灰反应,阳离子交换,碳酸盐胶结和絮凝9,14]。

生产日用塑料随时间增加。相反,塑料废物是最危险的环境污染废物,因为他们需要很长时间才能分解。许多技术已经实现,减少塑料污染环境。最受欢迎的技术是回收塑料废物。然而,有毒气体被排放到环境中在融化的塑料回收。暴露的其他技术是垃圾,填埋地滑坡由于弱塑性剪切属性(15]。

石灰稳定增强了建筑活动降低液限和增加塑性极限,导致土的塑性指数下降。这种变化在塑性指数提高了固化土的压缩系数的可加工性和土壤体积变化减少减少塑性指数(16- - - - - -18]。最近,加强土壤正成为最受欢迎的机械稳定机制。弱粘质土壤的研究调查的适当性与剑麻纤维和聚丙烯纤维加固土壤增加抗剪强度参数,显示了潜在的钢筋在减少负面影响道路、建筑物、保留结构和供水线(19- - - - - -22]。试验研究膨胀土与聚丙烯纤维增强显示,最大的干密度,膨胀特征,和收缩限制减少的聚丙烯纤维和无侧限抗压强度的提高,CBR,观察抗拉强度。但它对土壤的塑料特性影响不大(23,24]。

本研究旨在研究塑料垃圾的影响带和石灰对膨胀土的强度特性通过试验研究土壤。调查是由实验室测试土壤样品考虑0.25%,0.5%,0.75%,和1%塑料垃圾而采取一个常数5%石灰。CBR的结果,压实,无侧限抗压强度和膨胀测试显示使用塑料带的相关性和石灰稳定膨胀土。

2。实验研究

2.1。材料

2.1.1。土壤

在这项研究中使用的土壤已经Jimma镇上收集从一个选定的网站。一些土壤的岩土性质如表所示1。不同土壤实验室测试进行了描述。根据土壤的岩土工程特性表所示1,土壤是归类为高塑性粘土土壤。自由膨胀表明,土壤是非常广阔的。

2.1.2。塑料垃圾

在这项研究中,广泛使用的塑料废物(高密度聚丙烯水瓶)。这种塑料垃圾已经被认为是由于其可用性、低成本、和化学不反应”的特性,也因为它不吸收水分和土壤没有反应。每天收集的塑料水瓶是劳动者和手动切成条选择大小纤维如图1。的详细描述本研究中使用的塑料垃圾带表所示2。

2.1.3。石灰

在这项研究中,商用熟石灰在埃塞俄比亚Senkele石灰厂使用。熟石灰的化学成分如表所示3烧失量的17.04%4]。

2.2。样品制备

最初,所需数量的风干土样准备。石灰和塑料条的数量添加到土壤一直在计算土壤的干重的百分比。压实、CBR和UCS,标本被压实,达到最佳干密度从压实试验获得最佳含水量。土壤的过程,石灰和塑料条混合遵循系统化的过程。首先,石灰与土混合彻底在最佳含水量。然后,塑料带是手动添加和与土壤混合。在混合过程中与土壤的稳定剂,均匀分布的塑料条是视觉上观察到。因此,研究了石灰的影响与固定比例(5%)和塑料带为0%,0.25%,0.5%,0.75%,和1%的可塑性变化和膨胀土的强度特性。

3所示。结果与讨论

各种实验室进行检测来确定所需的最佳比例的塑料垃圾条和石灰稳定膨胀性粘土土壤。因此,强度参数、CBR和自由膨胀进行测试。表4显示了实验室测试结果的总结土壤稳定与石灰和塑料垃圾。

3.1。界限含水量

阿太堡限制的治疗根据ASTM土壤调查。在测试期间,所需的百分比的石灰与土混合。塑料垃圾条添加石灰和土后彻底混合。液限和塑限是ASTM标准后进行Casagrande方法和玻璃板块,分别。

的石灰和塑料垃圾,液限和塑料限制略有减少,从而导致塑性指数降低。塑性指数下降导致减少的塑性性质土壤,增加土壤的力量。添加石灰发起火山灰反应,从而增加土壤颗粒之间的胶结。土壤颗粒之间的胶结强度。以恒定比例的石灰、大比例的塑料条导致降低液限和塑限如图2。液限和塑限的下降有直接关系的塑性和强度性质土壤。

3.2。压实特性

摘要标准的普罗克特压实试验如图3。测试程序遵循的塑料条和石灰混合不同的含水量和压实标准模具在三层25吹每一层。

标准的普罗克特压实试验进行了土壤混合不同塑料条内容的0.25%,0.5%,0.75%,1% 5%石灰。如图3,添加石灰导致增加最大的干密度1.563克/厘米³从1.486克/厘米³未经处理的土壤。然而,外加塑料垃圾,最大干密度开始减少。这个最大干密度减少塑料带的增加是由于轻量级塑料与土壤的重量。

单独添加石灰土壤结果在最佳含水量从27%增加到28.4%。最佳含水量的增加是由于酸橙水高度的高吸水特性促进了土壤和石灰之间的化学反应。相反,随着塑料垃圾条的比例增加,最佳含水量开始减少,如图4。这个最佳含水量下降表明,塑料垃圾条状低吸水能力。

3.3。无侧限抗压强度试验

一个轴应变进行无侧限抗压强度测试是根据ASTM D2166-06确定不排水抗剪强度的塑料条钢筋石灰稳定土。每个试验的测试进行不同比例的塑料条恒定石灰相应比例。结果表明,添加的石灰土壤有助于土壤的颗粒水泥一起处理土壤的强度增加。为一个常数石灰比例,随着塑料条的比例增加,无侧限抗压强度增加了0.75%,在那之后,它开始减少,如图5。这表明,塑料垃圾的条0.75%以上原因的形成弱剪切飞机启动负载下的土壤的失败。

5%石灰和0.75%的组合浪费塑料带了187 kPa差异而与未经处理的土壤。这无侧限抗压强度的变化显示了显著提高固化土的不排水抗剪强度。

3.4。自由膨胀测试

一维膨胀试验确定的肿胀属性进行处理和未经处理的土壤。未经处理的土自由膨胀的比例103%,这表明,土壤是非常广阔的。添加石灰土的膨胀性从103%下降到86%。

一维膨胀测试期间,土壤与稳定剂混合允许24小时的位置。最后,随着塑料条的比例增加,治疗土的膨胀性降低。图6揭示了的塑料垃圾条改善肿胀属性从86%到42%可以被视为一个重大的进步。

3.5。CBR

CBR试验进行确定路基土壤强度根据ASTM程序。比在单位面积上的受力要求的百分比穿透土壤压实质量在最大干密度和最佳含水量的土壤。这项研究进行了浸泡CBR试验考虑土体的最糟糕的情况。添加石灰仅增加了CBR值作为土壤颗粒的胶结发生由于土壤之间的化学反应和石灰。此外,塑料垃圾的条帮助CBR的土体压缩模提高柱塞的负载电阻。

结果表明,一个重要的改进是观察与塑料垃圾的比例增加。最后,改善土壤的CBR值从1.78%未经处理的土壤的6.64%至1%的塑料垃圾条如图7。这个CBR值,固化土的强度作为路基土道路人行道。这表示,这项研究的结果是至关重要的对于改善膨胀土路基的强度和可塑性和处理的塑料污染环境以一种环境友好的方式。

4所示。结论

这项研究的目的是检查石灰稳定膨胀土的强度行为强化用塑料条。实验研究是调查,得出了以下的结论:(我)塑料垃圾条和石灰改善塑料的固化土的性质重大改变液限、塑性指数。(2)强度参数增加,表明这些稳定剂是有效提高膨胀土的强度。从62 kPa UCS增加到249 kPa CBR从1.78%增加到6.64%的5%石灰和不同比例的塑料垃圾。(3)实验调查得出所需的强度和塑性性质得到5%的石灰和0.75%的塑料垃圾。(iv)一般来说,强度和塑性的改善土壤性质与塑料垃圾条和石灰透露,可以使用固化土作为路基材料在柔性路面施工。(v)研究引入了一个有效的方法处理塑料废弃物回收,填埋的垃圾,倾销塑料废物在一个开放的环境。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者没有利益冲突。