小议公路膨胀土路基试验及控制措施

【摘 要】公路建设中，路基的土质条件是影响公路工程建设的重要一环，不良地质路基对公路的结构性影响是相当巨大的，本文就公路膨胀土路基的来源，影响因素等试验性因素进行总结，同时，归纳处理膨胀土路基的一般方法。

【关键词】膨胀土；地基处理；控制措施

1 公路常见的膨胀土路基危害

1.1 膨胀土对既有公路的危害。

在既有公路中，如果在公路的区间范围内，路基土质的含水量发生不均匀的变化，这会咋成土质的不均匀膨胀。尤其是在路基填充料中如果含有大量的膨胀土，危害是十分巨大的，由于土质中的含水量会突然增加，导致膨胀土土质会在路基其他填充土质表面流动，在雨季时，就表现为翻浆冒泥，同时在周围区域如果有较大的荷载，填充的土中的泥浆会沿着路基面的裂缝或者施工断缝中冒出来。

除此之外，由于土质的通缩特性（一旦吸水后会膨胀，失水后会收缩），往返几个干湿季节后，会加速路面的风化程度，甚至会路面开裂，形成缝隙。这样又增加了路面的水分进入路基的渠道，会引发裂缝下部的路基和没有裂缝处的路基，在雨季产生不均匀沉降，一旦有重型车辆通过时，土中的膨胀力无法抵消外荷载时，会造成局部路基的塌陷、隆起危险。

1.2 膨胀土在施工建设时的危害。

在施工过程中，如果路堑坡面的松散土层暴露在自然中，在降雨时或者有地表水流经时，会沿着路堑的坡面冲刷，继而会造成对路堑坡面的破坏。在泥流的作用下，路堑坡面的完整性会被破坏，严重的话会造成沟边或者涵洞堵塞，甚至冲毁路基、掩埋路面。对整个公路施工影响极大。

2 公路膨胀土路基试验性分析。

2.1 膨胀土的特性研究。

2.1.1 膨胀土的广泛分布。

我国膨胀土的分布较广，有大概二十多个省份和自治区均发现有膨胀土的分布，其中主要集中在四川、陕西、湖北、云南等几个省份。

2.1.2 膨胀土的高塑性。

除膨胀土分布的地域特点之外，膨胀土还有其他的特性，膨胀土中的粘土矿物成分中，亲水性粘土矿物含量较大，这部分含量决定了膨胀土路基在夏季雨量充沛时会显著的膨胀并软化，而到了旱季缺水季节，路基又会因为失水而表面开裂。

2.1.3 膨胀土的物理特性。

膨胀土名字的由来就是由现代工程土力学总结出来的，他是区别于红土、黄土、冻土、软土的一种特殊土质膨胀土是一个专业技术名词。膨胀土从外观的颜色来看，根据膨胀土的含水量不同会产生不同的颜色，通常有黑色灰色或者深褐色。膨胀土的土颗粒主要是亲水性矿物组成，本质来说膨胀土是一种高塑性的粘土，因为他的渗透性差，在吸收水分之后会膨胀、在过度失水后又会加速收缩甚至开裂。这样的物理性质决定了，膨胀土如果出现在公路工程的路堤和路堑段，是必须要处理的。

2.2 膨胀土路基的主要影响：

2.2.1 对压实度的影响：

压路机对被压土的压实过程是个很复杂的随机过程，因为被压土的物理特性不稳定，有很大的随机性，即使是同一地区的同类型土壤，在被压时的湿度不同、环境温度和初始状态，其压实度也有很大的不同。膨胀土对路基压实度有重要影响，由于膨胀土的离散土质，会对路面材料或土经过机械压实后的干密度与该材料或土的标准干密度之比产生影响，进而影响路基的压实度。

2.2.2 对含水量对的影响

土的含水量越小时，土颗粒间的内摩阻力越大，而碾压需要克服土颗粒间的内摩阻力和粘结力，才能使土颗粒产生位移并相互靠近。土的内粘结力和摩阻力是随着土的密实度而增加的。当压实工作到一定程度后，压实功不能克服土颗粒间的抗力，压实所得的干密度小，当含水量增加时，水在土颗粒间起作用，使土的内摩阻力减小，因此，同样的压实功可以得到较大的干密度在这个过程中，单位土体积中空气的体积逐渐减小，而固体体积和水的体积逐渐增加，当土的含水量达到某一限度后，虽然内摩阻力还在减小，但单位土体中空气的体积已压缩到最小限度而水的体积不断增加。由重型击实试验可得到土样的最大干密度和最佳含水量，最佳含水量是膨胀土施工过程中重要的控制依据，最大干密度则是现场压实度的标准。

2.2.3 膨胀土的物理性质对路基的影响

土的物理性质的影响主要指集料的级配、土的粒径、颗粒形状和表面特性等因素对路基压实度的影响。集料的级配对碾压所能达到的密实度有明显影响实践证明，均匀颗粒和砂，单一尺寸的砾石碎石都难于碾压密实在级配集料基层或底基层施工中，使所用的集料的级配与室内试验确定标准干容重时，所用的集料级配相同非常重要在集料发生离析的情况下，添加所缺的材料并进行适当的拌和是必要的施工中，只有严格控制级配，才能确保。达到规定的压实状态。一般说来，不同的土类有不同的最佳含水量及最大干密度，对于分散性较高的土(液限含水量值较高)而言,在同一压实功能作用下，最佳含水量较高，而最大干密度较低。

3 膨胀土路基的控制对策

膨胀土路基的危害大，但是要处理起来也不是不可以，主要从以下几个方面控制：

3.1 控制最佳含水率

土的含水量土的最佳含水量是由土的击实试验确定的。含水量的大小直接影响着土的压实度，含水量越大，干密度越小。在施工中，将含水量控制在与最佳含水量相差正负2%的范围内，膨胀土的压实效果比较理想。施工过程中，一般都需要洒水，才能满足最佳压实含水量要求，尤其是夏季施工更是如此。具体做法是：白天上土、平整、碾压、检测,夜间洒水浸湿，尽量减少水分的损失，而且洒水是在推土机初平排压以后，平地机终平之前进行，以利于水的渗透;在含水量合适时，立即开始碾压。

3.2 重视回填土的选择

就填筑路堤而言,最合适的填料是砂砾土、砾土及亚砂土。这些土的内摩阻力小粘结力小，渗水性强，其合理含水量空间较大,容易压实，又有足够的强度、稳定性,遇水不致过分软化。粉质土和细砂土的土质稍差些,这些低粘性土，也比较容易压实,在饱和状态下，这些土容易变成流塑状并失去承载能力。用这种土填筑路堤，在良好的水文地质条件下是足够稳定的，但是不作与之配套的防护工程,是容易受水冲刷的。亚粘土和重亚粘土的压实比较难，但与粉质土相比较它们仍是比较有利的土。

3.3 压实度的检测

压实度的检测是反映了路基填料在外力的作用下达到的密实程度,能否达到规定的标准,关系到路基的强度和稳定性。工地的压实度检测必须遵循检验方法可靠、简便和快速的原则,并根据路基填料种类、土质,决定采用何种检验方法,常用的路基检侧方有:灌砂法、环刀法、水袋法、核子密度仪法、沉降观察法等。

4 小结：

膨胀土路基已经成为公路工程建设的危害之一，同时对膨胀土问题的研究也常为我国地质学、土质学、土力学、基础工程学等众多学科极力想解决的问题，本文就公路膨胀土的研究和解决方法提出了自己见解。随着经济的不断发展，对于膨胀土的处理方法也会逐渐增加，但是一个处理简单而又经济的方法至关重要，同时，我们要认识到，对于膨胀土的处理，我们还有恨过问题没有解决，我们还有很多工作要做，对于膨胀土的研究我们任重而道远。

参考文献：

[1]武润霞，刘涛逢，武卫红.公路路基膨胀土的影响因素及控制措施[J].工程技术.2008

[2]高长宝. 路基施工中影响压实度的因素及控制方法[J].黑龙江科技信息.2006