浅析公路路基膨胀土填筑技术的应用

摘 要：作为社会与国民经济发展的支柱产业，公路建设水平极为重要。路基、桥涵、隧道等为高速公路工程主要结构，为全面提升工程质量，必须确保路基填筑施工的可行性。作为一种高分散性、强收缩性的特种黏性土，膨胀土矿物成分以强亲水性矿物蒙脱石、伊利石为主。在我国膨胀土具有广泛的分布范围，且其造成的损失极大。为此，膨胀良填料填筑路基必将成为公路路基施工的难点。本文重点分析探讨了公路工程中膨胀土地段路基施工技术，希望能够给施工人员提供技术参考。

关键词：公路工程；路基施工；膨胀土填筑

作为一个极为复杂的施工过程，公路工程施工过程中，施工企业如何提升工程质量已经成为企业发展必须考虑的问题。特别是在我国加入世贸组织后，市场呈现全面开放状态的同时，也导致市场竞争愈加激烈。工程项目在安全、质量与工期等条件的制约下，企业如何有效控制工程成本、如何降低成本已经成为当务之急。膨胀土填筑技术在公路路基施工中的应用，可加快施工进度，降低成本，实现工程经济效益最大化。

一、膨胀土的概况

关于膨胀土的定义，学术界和理论界之间是存在差异的，没有对其进行统一的定义，直至1969年，国际膨胀土会议正式对膨胀土进行第一，称其为一种黏土，其所含的矿物成分对于所处的环境变化，特别是对于湿度状态变化非常敏感，其结果是随着湿度的增加或减少而发生膨胀或收缩，并产生膨胀压力，或收缩裂缝。在膨胀土地区进行公路工程中建设时，应对膨胀土与非膨胀土进行准确的辨别和认知，同时还要对膨胀土膨胀势的强弱和工程性质的特点进行确定，这样才能在工程的设计和施工中采取科学有效的处理方法。根据以往工程建设的经验可以得知：只有保证对膨胀土判断无误的情况下，才能有效的保证处理方法的合理性，才能确保工程施工的质量。对于膨胀土的判别和分裂，国内外已有了大量的研究，并更具膨胀土使用的不同目的进行不同的方法对其进行判别和分类。例如：通过膨胀性矿物（蒙脱石及蒙脱石和伊利石、高岭石的混层矿物）的含量、膨胀土的液限和塑性指数、自由膨胀率等等。

目前，对于膨胀土的判别方法，国内国外并没有进行统一，常用的判别方法是将现场定性和室内简易定量指标相结合，也就是根据工程地质的特征以及土的自由膨胀率指标进行综合判定：

1、裂隙发育，常有光滑面与擦痕，有的裂隙中充填灰白色、灰绿色粘土，在自然条件下呈硬塑状态。

2、多出露于二级或二级以上阶地、山前丘陵和盆地边缘，地形平缓，无明显自然陡坎。

3、常见浅层滑坡、地裂、新开挖坑槽壁易发生坍塌等。

4、建筑物裂隙随气候变化而张开或闭合。

5、自由膨胀率大于或等于40%。具备这些条件的土可判定为膨胀土，然后再对其进行粘土矿物、基本指标、力学强度等全面研究。

二、公路路基膨胀土填筑施工流程

集中预拌路拌法在膨胀良中具有相应优势。相比集中路拌法，其主要区别在于施工环节分层填筑顺序、布灰拌和方面，预拌与路拌过程之间为分层填筑工艺流程。其具备2个拌和场，也就是取土场预拌、路拌区域。选取挖掘机进行预拌翻拌施工，选取路拌机进行路拌施工，布灰拌和施工流程如下：

1、施工准备

在做好路基施工准备工作后，需按照施工现场地质、地形等条件在场地范围内进行石灰场地布设。且合理设置消解、过筛设施，要求集中放置石灰。在施工材料进场后，需进行相关质量检测，确保其合格性。

2、地基处理

雨季尽可能不进行膨胀土地区基底施工。基底施工前期，需对地质条件进行复核。与永久排水系统相结合进行临时排水工程施工，防止地表水对基底土产生侵害，且在施工阶段做好排水沟畅通。要求集中分段处理基底，施工及时，尽可能在短时间内解除封闭，但不能实施全面铺开作业。如基底施工与技术条件需求不符，需及时采取措施进行处理。根据工程建设需求，可选取改良换填的方式对施工段基底进行加固施工。

3、布灰拌和

第一，布灰。按照取土场现状与机械能力，对取土范围、深度加以准确确定，且对土的干密度进行测量。如石灰在现场消解，必须对过筛后的石灰含水率进行测量，按照测量结果与设计掺灰比进行施工掺灰比的计算。灰面通过平整设备进行推平，布灰网格在平面划分。

第二，预拌。在预定深度内通过挖掘机进行取土拌和。取土施工中，需指派专人测量监控取土过程，要求必须控制在―5cm与+5cm之间。通常选取横向一次取齐、纵向倒退施工的方式进行取土，在取土坑一侧倒卸混合料，在取土过程中如土块过大需进行粉碎施工，通过尽可能降低扬尘问题，这就要求卸料是尽量将挖掘机高度降低。

根据顺序挖掘机可挖除混合料，随后向取土坑内分堆卸料。沿锥顶混合料应呈自由下落现状。当锥底土块过大，需做好粉碎、翻拌工作。一般需进行三遍预拌，这样就可以取得良好的拌和效果，要求在15cm以下有效控制土块粒径。

第三，路拌。预拌好的混合料遵循分层填筑工艺向填土区段运送，在路拱摊铺初平后，通过路拌机碎土拌和施工。路拌施工中应对拌和深度、搭接与平整情况进行详细检查，且对路拌参数进行适当调整。在满足拌和施工规定后，才能进行以下施工。

4、分层填土

完成预拌的混合料通过自卸车向填筑面运送，根据施工试验对分层填筑松铺厚度等进行确定。为确保边坡压实效果，需加宽路基两侧，宽度为50cm左右。

5、铺筑整平

根据松铺厚度全断面对完成路拌的填料进行摊铺初平，随后按照路拱整形规定选取平地机进行施工。压路机需先进行1遍快速静压，随后配合人工方式进行施工。完成填料摊铺整形工作后，需对含水率的多少进行详细检查，如具有较大含水率，则应做好晾晒、拌和施工。

6、碾压密实

完成摊铺整平施工后，可通过无侧限抗压强度进行改良土采样。确保填料各项指标符合施工规定后即可进行碾压施工。一般需按照2侧―中间的顺序进行压实施工，纵向则需一幅一幅地施工，40cm为相邻两幅间的轮迹搭接宽度。在不易碾压的位置，主要选取斜向进退方式施工。搭接部位要求再次进行拌和、整形、碾压施工，200cm为最短搭接长度。局部碾压施工过程中如大型压路机无法施工，可选取小型夯实机械M行一层一层夯实，20cm为夯实分层松铺最大厚度。

三、结束语

综上所述，在岩土工程建设中，膨胀土是关键的问题之一。由于膨胀土所具有的独特性质，它遇水膨胀、失水收缩对民用建筑、工业建筑、水利、铁道、公路等工程的建设造成严重的破坏，从而对工程的整体质量造成严重影响，无法使完工后的工程质量得到保障。尤其是我国经济水平在近几年得到快速提升，公路工程中的不断发展，使得人们越来越重视对膨胀土路基的处理，随着多年的经验积累也在这一工作方面取得了相应的效果。

参考文献

[1] 梁明. 广州西二环高速公路膨胀土路基设计与施工关键技术研究[D]. 长安大学 2010.

[2] 许可. 三种改良材料对膨胀土裂隙的影响及工程应用探讨[J]. 湖南交通科技. 2015（04）.

[3] 杨建波. 公路膨胀土路基病害分析和防治措施探讨[J]. 公路交通科技（应用技术版）. 2013（12）.

[4] 刘艳强. 不同工况条件下填筑膨胀土的开裂规律试验研究[D]. 长沙理工大学 2012.

[5]杨俊，许威，张国栋，唐云伟，谢支钢. 风化砂掺量及上覆荷载对改良膨胀土的影响试验[J]. 水电能源科学. 2013（03）.