高等级公路路基膨胀土土性改良及施工技术的研究

杨成YANGCheng

（大理州交通运输局工程造价管理处，大理671000）

（ProjectCostManagementDivisionofDaliPrefectureTransportationBureau，Dali671000，China）

摘要：随着我国社会水平的提高，我国的交通事业也在到了较大的发展。然而，在交通建设规模不断扩大的过程中，我们也会面临到不同的土质类型。其中，膨胀土对大型构造物及公路路基工程往往会造成较大的影响。本文就高等级公路路基膨胀土土性改良及施工技术进行了一定的研究分析。

Abstract:Withtheimprovementofsocialstandards,China´stransportserviceshavealargerdevelopment.However,intheexpandingprocessoftransportationconstructionscale,itwillfacetodifferentsoiltypes.Inwhich,theexpansivesoilwillcauseagreaterimpactonthelarge-scalestructureandroadroadbedengineering.Thispaperdoessomeresearchandanalysisontheimprovementandconstructiontechnologyofhigh-levelhighwayroadbedexpansivesoil.

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关键词 ：高等级公路；路基膨胀土；土性改良；施工技术

Keywords:high-levelhighway；roadbedexpansivesoil；soilimprovement；constructiontechnology

中图分类号：U416.1文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）21-0149-03

0引言

膨胀土是由强亲水性粘土矿物蒙脱石和伊利石组成的，是一种高塑性黏土，一般承载力较高，具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定。它质地坚硬，对气候和水文因素有较强的敏感性。若直接用天然的膨胀土填筑公路路基，必然存在路基工后沉降的问题，进而导致路面沉陷、开裂，危及行车安全。

本文用石灰土改良膨胀土，并将改良土用于填筑大理某公路路基，经过工后实验检测，发现改良土的力学特性良好，解决了膨胀土路基存在的沉降、开裂等问题，施工效果非常好。

1石灰土填筑高等级公路路基施工技术的研究

1.1施工概述

路基施工无论是在技术操作、施工管理还是质量标准方面都有一定的特殊性，需要我们在实际施工过程中对各环节进行不断的改进。然而，对于我国目前的公路建设来说，路基施工是非常重要的一个环节，要想在保障工程质量的基础上实现更高的施工效率，良好的施工技术是必不可少的。我国目前的路基施工方式可以分为综合机械化、爆破以及简易机械化等。在路基施工阶段方面，主要包括准备阶段以及实际施工阶段。其中，施工准备是非常重要的一个环节，是路基施工顺利开展的基础。施工前准备分为技术准备、物质准备以及组织准备等环节。

1.2石灰改良土制作

在以往路基施工中，人们在松散、粉碎的细粒土中掺入一定量的水与石灰，经过拌合、压实之后得到满足施工要求的混合料，这种材料称之为石灰土。为了获得性能更为优良的材料，我们在灰土搅拌的过程中，将最大粒径小于60mm的土块同石灰粉末进行掺拌，以获得新材料，称之为石灰改良土。

石灰改良土同石灰土一样，都具有较好的水稳定性及较高的抗压强度，而且施工方便，在施工中得到较为广泛的应用。在我国高等级公路的路基施工中，可以使用石灰改良土填筑路基。同时，由于路基施工是公路施工的重要环节，使得石灰改良土的应用对公路建设有着非常重要的意义。

1.3路堤填筑

对于普通公路的土质路基来说，根据填土顺序的不同可以将其分为竖向填筑以及分层平铺两种方式。其中，分层平铺是一种较为常用的方式，如果能够对填料质量、填筑厚度、压实度、平整度进行严格控制，就能获得较好的施工效果，工程质量也得到了保障。在施工质量控制方面，需要从以下几个方面入手：

1.3.1材料控制

对于改良土路基施工来说，土与石灰是重要的组成材料，抓好这两种材料的质量控制，就能够提高路基施工质量。第一，是土。为了对保障土的质量，在开始施工之前就要做好土的试验检测工作。具体检验内容有塑形参数、胀缩性指标、液塑限及重型击实指标等，在确保土的所有参数都满足设计及规范要求后才能使用。高等级公路施工过程中，如果土的用量大，需要在多个土场取土，就要对每个土场的土都进行试验检测，并对不同土场的材料分开应用，以便对施工质量进行更好的控制。在实际使用过程中，现场的试验人员及技术人员也要对土的情况进行密切关注，如果发现土质发生变化，就需要重新进行试验检测；第二，是石灰。在用生石灰拌制改良土时，也要加强对生石灰质量的控制，这就要求在进场前对石灰的氧化镁、氧化钙的含量进行检测，保障各项指标满足设计及规范要求。

1.3.2混合料拌制

所谓混合料，就是将土与石灰按一定比例混合之后所得到的材料。保障混合料的质量，对路基填筑质量控制起到至关重要的作用。在混合料拌制过程中，石灰用量是非常重要的一个组成部分。一般来说，石灰剂量需要在施工前通过试验进行确定，石灰剂量一般控制在4%～6%为宜。

混合料拌合均匀之后，要对拌好的混合料进行检测，保证混合料中石灰剂量满足要求后才能开展施工。检测时要注意以下方面：首先，保证取样的代表性。只有保证取样的代表性才用使我们获得的检测数据对混合料质量进行评定，这就要求我们合理确定取样的位置、数量；其次，严格按规范进行检测，保证检测环节、内容都满足规范要求；再次，要控制好含水量。对混合料来说，含水量对最施工质量有较大的影响，碾压前改良土中的含水量应当控制在最佳含水量的允许误差范围内（不超过最佳含水量的1%）；最后，要做好颗粒粒径的控制。无论我们采用哪一种方式拌制石灰土，都需要将其拌制为颗粒状或者粉末状，避免60mm以上土块的存在，以保障改良土的性能。

1.3.3碾压

改良土路基施工中，碾压是使混合料达到密实状态的重要工序，而碾压质量的好坏将直接对路基质量产生影响。一般来说，我们以压实度来评定碾压质量。压实度又称夯实度，是指土或其他筑路材料压实后的干密度与标准最大干密度之比，以百分率表示。压实度的测定主要包括室内标准密度（最大干密度)确定和现场密度试验。要保证施工中混合料的压实度满足设计及规范要求，就需要抓好以下几方面的控制：第一，保证含水量在适宜范围之内；第二，选择吨位合适的压路机；第三，抓好碾压厚度的控制；第四，保证适宜的碾压速度以及足够的遍数；第五，碾压过程中，现场技术员要对压实度进行实时检测，经检测如发展压实度不满足要求，就需要及时进行调整，增加碾压遍数或及时调整含水量，直到合格为止。如果在碾压中存在局部混合料含水量过大的情况，就要将其挖除、更换混合料之后再进行碾压。

压实度检测是我们保障碾压质量的一项重要工作，不仅要保证检测频率，还要采取科学、合理的检测方法。压实度的检测结果受到多种因素的影响，其中含水量和石灰剂量的影响最为明显。就含水量而言，含水量越大，干密度越小，压实度也就越低。因此，在检测压实度时，若改良土的含水量接近或达到最佳含水量，其检测结果就能反映压实的实际情况。但是，碾压结束一段时间后，由于水分蒸发和石灰与土之间发生化学反应，使得改良土中水分不断减少，含水量不断减小，干密度不断增大，压实度也就不断提大。这种情况的存在，就要求我们对检测时机进行掌握，以保证检测结果的准确性。

1.3.4闷料

闷料也是改良土路基施工中的一个重要环节。闷料期间最重要的是做好洒水工作，要保证改良土始终接近最佳含水量。在气温较高的季节施工时，加强洒水养生更为关键。如果洒水不到位，闷料效果就很难保证。养生期一般不少于7d，养生期内石灰与土将通过化学反应使石灰土的强度和水稳性不断提高。此外，闷料期间还要做好基层施工的准备工作，闷料结束后，应尽快进行路基的施工，使得碾压后的改良土路基可以使其中水分不致被很快蒸发掉，并保证石灰与土能够充分地进行反应，进而使改良土路基的强度和水稳性进一步提高。

2石灰改良土填筑高等级公路路基的案例

云南某高速公路，施工前发现项目所在地土质部分为膨胀土质，经过分析、研究后，采用了石灰改良土进行路基施工。

2.1路堤填筑料的石灰剂量

使用石灰外加剂对膨胀土质进行改良的过程中，对石灰剂量及石灰质量的控制是非常重要的环节。本工程中，石灰改良土拌合均匀后，对混合料的石灰剂量及石灰质量进行取样与检测，结果如表1所示。

表1中，没有掺石灰的膨胀土都是在施工现场随机取样获得的，掺灰土第一次在料场闷料堆上随机取样，第二次在填筑好的路堤上用削土刀随机取样。从表1数据中我们可以看出，在料场检测石灰的有效成分与室内试验成分相比并不存在较大的区别，且无论是在路堤上取样还是料场上取样其掺灰率都不小于4%，满足施工要求。

2.2路基填筑料的CBR值检测

该实验路段路基填筑料CBR值检测结果如表2所示。

表2中CBR数据是在料场膨胀土掺灰闷料12天之后以随机的方式获得，经过对表2数据的分析可知，其中最小的CBR值为22.04，远远大于8，满足路基设计规范的要求。

3结论

用石灰土改良膨胀土填筑公路路基，能够很好地解决膨胀土填筑路基所产生工后沉降、路面开裂的问题，通过试验检测得知膨胀土掺灰闷料12天之后的CBR值为22.04，完全满足路基设计规范的要求，因此建议在公路建设领域进一步推广应用，并且在实际施工中必须把握好掺灰改良的具体参数，通过该技术的良好运用提升路基施工质量。

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