浅谈高液限红黏土路基填筑施工

摘要：本文以宁道高速公路宁道2标高液限红黏土路基的填筑为例，通过对高液限土进行各种物理试验，介绍了高液限土的常见病害与处治措施，并通过工程实践，提出了合理利用高液限土的施工技术措施与施工现场管理方法。

关键词：高液限红黏土 路基填筑

中图分类号： U45 文献标识码： A

一、工程概况

宁道高速公路项目起点接郴州至宁远段终点蓝山县祠堂屿乡附近，属夏蓉高速宁远道县段，路线全长50.631公里。公路等级为高速公路，设计速度100KM/h，路基宽26米，属于全封闭式。公路沿线广泛分布着高液限土（红黏土），这些土普遍具有“高液限（50%-85%）”、高塑性指数（Ip>26%）、高天然含水率（25%-50%）等特点。在我国目前颁布的公路路基施工设计规范及施工规范都做了规定，液限大于50%、塑性指数大于26、含水率不适宜直接压实的细粒土，不得作为路基填料。如果按照规范要求，宁道高速沿线大部分土将不能直接作为路基填料。如果按照设计废弃或掺石灰改良的方法，不利于环保和成本的控制。对此长沙理工大学亲自对宁道高速典型的标段进行了室内试验，交通部公路科学研究院对典型的标段进行了现场填筑施工工艺试验。

我们项目属宁道高速公路二合同段，标段内路基填筑的均是高液限土，在结合长沙理工大学和交通部公路研究院对典型标段的研究成果，我试验室也做了大量的试验工作，对路基填筑起到了指导性作用。

二、试验研究

1.高液限土室内试验：

根据《公路土工试验规程》（JTG E40-2007）的试验方法和分类标准，液限大于等于50%的细粒土为高液限土。常见的高液限土有高液限粘土（CH）和高液限粉土（MH）。其中具有代表性的有膨胀土（CHE）及红粘土（MHR）均属于高液限土。对于高液限土施工前必须进行土工试验，具体试验项目包括：颗粒分析、界限含水量（液塑限）、击实试验、天然稠度、CBR强度试验等，通过试验可以真实了解填料的基本物理性质。

我项目试验人员在标段内选一切方土场进行了标准的土工试验，详细试验数据如下：

1.1 基本物理性质：

天然含水率通过不同深度（0-5米）的取样，测试发现含水率的波动性形势具有一定的规律：随着挖掘深度的增加，含水率呈递增趋势，到一定深度后趋于稳定。

具体土工试验结果如下表：

桩号 液限 塑限 塑指 最大标干 最佳含水率 天然含水率 天然 颗粒分析（%）

（%） （%） （%） （g/cm3）） （%） （%） 稠度 ≤2 ≤0.5 ≤0.25 ≤0.075

YK223+535 60.2 30.8 29.4 1.51 30.8 34.8 0.86 98 95.8 94.7 93.5

1.2 CBR强度：

通过采用不同击实功进行制件，得到泡水前后干密度、压实度、CBR强度值，详细结果如下表。

桩号 击实功 含水率 干密度 压实度 膨胀量 CBR（%）

（%） （g/cm3） （%） （%） 2.5 5

YK223+535 3×98 31.5 1.49 98.7 0.52 11.2 11.3

3×50 31.0 1.45 96.0 0.65 9.9 9.9

3×30 31.2 1.37 90.7 0.85 7.9 8.3

备注：以上试件均采用干法制件。

2.高液限土路基填筑现场试验：

高液限土属于特殊气候地区的过湿土，根据《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2006）4.1.2第三条规定：液限大于50%、塑性指数大于26、含水量不适宜直接压实的细粒土，不得直接作为路堤填料；需要使用时，必须采取技术措施进行处理，经检验满足设计要求才方可使用。

试验段铺筑，主要针对现场填料的松铺厚度、机具组合、碾压遍数分别进行，总结不同工况下的施工工艺及质量标准，以指导生产实践，并根据试验结果确定以下试验目的：

2.1 明确高液限土的压实度、沉降量、与含水率（稠度）、碾压遍数的相互关系；

2.2 确定合适的高液限土碾压施工工艺，包括松铺厚度、碾压遍数、机具组合等；

2.3 确定合适的高液限土压实质量控制标准，包括合理的含水率、压实度标准。

3.试验内容：

现场填筑情况，试验汇总如下：

4.结果分析

根据上述试验，填料在天然稠度大于0.85，碾压稠度大于0.90，CBR强度值在6以上时，即可用于路基94区以下填筑。静碾1遍+振碾2遍压实度均值在91.5，静碾1遍+振碾4遍压实度均值在95.5。

三、研究总结

根据宁道高速公路二合同段的填筑施工经验，对于高液限土路基的施工过程控制我们可以做出如下总结：

基底处理：地基具有一定的承载力，要求不低于150kpa。在地下水位较高、土质潮湿时的施工地段，一般采取换填沙砾封层的办法；

高液限土开挖前应沿开挖边界及山体周边开挖临时排水沟，防止积水。高液限土填筑时必须做好路基的临时排水设施，保证路基不被水浸泡。路基填筑表面应平整，横坡度一般不得小于3%，以利于排水；

高液限土填筑的整平压实过程中，严格控制分层厚度，松铺厚度宜控制在25cm。当土的天然含水量过大时，采用晾晒等措施，使之接近最佳含水量时进行碾压，严格控制填土的压实度；

高液限粘土及红粘土路基宜用凸块式振动压路机压实，填料的压实稠度普遍为0.9～1.0，压实度不低于CBR最大时所对应干密度的95%，饱和度不低于90%；

高液限粉土路基宜用凸块式振动压路机或双钢轮振动压路机压实，填料的压实含水量宜按天然含水量控制，压实度不低于湿土发重型击实标准的93%，饱和度不低于87%；

各种高液限土路基施工过程中应防止收缩开裂，采用及时覆盖填筑或其它合格填料夹层填筑的方法，防止长时间太阳暴晒和雨淋，以保持或提高路基强度，避免路基纵向开裂；

有水流渗透穿过高液限土路基时，应采取隔离措施。采用透水性填料隔离路基毛细水时，填筑高液限土前应铺设土工布，防止细粒土冲刷流失；

高液限土路基的路床处理，填料选择及压实控制应满足要求，必要时应在透水性填料与高液限土路基之间铺设土工布或土工膜，防止细粒土冲刷流失或水渗入高液限土路基中。

实际施工中，路基填筑应选择在天气晴朗的天气，路基填料应适当晾晒至碾压稠度，方可碾压。路基施工过程中，应充分考虑排水，路面不允许积水。同时，因高液限土，液限大，含水率高，碾压施工后，若晾晒过久（水分损失严重），会引起路基表面开裂并随着晾晒时间的延长而变大。所以，每碾压一层，应及时报检，以尽快进行下一层施工。

四、结束语

我国部分高速公路常修建于商液限土地基之上，由此也引发了一些特殊的工程问题。本文就参照宁道公司专家课题组的指导，又根据我试验室室内试验，我标段红黏土路基成功填筑，为公司以后遇到类似路基填筑材料积累了经验。

参考文献：

宁道高速公路《高液限红粘土施工技术指南》；

《公路路基施工技术规范》（JTJ F10-2006）；

土工试验规程 JTG E40-2007