摘要:随着公路建设里程的持续增加，越来越多公路修建于不良地基之上，如膨胀土。作为一种特殊性黏土，膨胀土具有多裂隙、易风化、胀缩显著等特性，若处理不当极易影响工程质量。为此，必须改良路基膨胀土，提高路基的刚度、强度和稳定性。在充分了解膨胀土特性的前提下，结合具体案例，采用生石灰改良膨胀土的包边法进行处理，从而提高路基施工质量，延长工程使用寿命。
关键词:膨胀土;改良方法;质量控制
1膨胀土的特性
膨胀土是一类由伊利石、蒙脱石等亲水性矿物组成的硬塑性黏土，对环境湿度变化敏感。膨胀土体积改变和含水率息息相关。含水率越大，土的体积越膨胀，强度下降速度越快。一般可认为膨胀土具有胀缩性、超固结性、多裂隙性等特性。
2工程概况
某公路工程沿线存在断续，分布着厚度不一的膨胀土，多为弱、中等膨胀性。按照现行规范要求，路基填筑不得直接采用膨胀土，若弃之不用，需要大量借土，甚至会造成资源浪费和环境污染问题。基于经济性原则，决定采取生石灰改良膨胀土的包边法进行处理。
3路基包边处理方案的确定
选取生石灰(6%)对路基顶封层、底封层与两侧包边进行膨胀良填筑。由于本工程路基填筑高度在10m以内，按照现行规定，遵循“放缓坡率、加宽平台、加固坡脚”的原则，根据填筑高度划分边坡坡率范围，填筑高度在6m以内时，可选择1∶1．25～1∶1．5坡率;填筑高度在6～10m，选择1∶1．5～1∶1．75坡率，并设平台，2m宽。结合工程实际，采取3种不同的路基包边处理方案。
3.1低路堤膨胀土路堤包边方案
按照现行规定，填筑高度在6m以下时，可认定为低路堤。根据上述分析，低路堤膨胀土路堤包边可采取1∶1．25～1∶1．5坡率，4m为包边厚度。采用40cm为顶、底封层厚度，为保证路堤排水通畅，还需设置护坡道、边沟等设施。
3.2高路堤膨胀土路堤包边方案
高路堤是指填筑高度在6～10m，按照上述要求，可采用1∶1．5～1∶1．75坡率，根据工程实际情况，本文采用1∶1.75作为路堤边坡坡率，并设平台。4m为包边厚度，同样以40cm为顶、底封层厚度，设护坡道、边沟等。
3.3膨胀土地基处理方案
防排水结构须设于地基和路基之间，通过这种结构可阻断雨水下渗，最终实现地基土湿度与变形平衡。通常情况下，当弱、中膨胀良后便可用于路堤填筑，为保证路堤稳固，一般还会采取措施加固边坡。在本工程膨胀土地基处治中，主要做好填方、挖方膨胀土地基处理。
4公路路基膨胀良施工工艺
4.1现场铺土
1)放样挂线。按照地面实际高程和设计要求，放出中桩、边桩，并将层厚标记到边桩上，通过尼龙绳进行连接，以此进行填筑宽度、厚度控制。此外，还可以7m×8m在路基层用石灰画格，为填料摊铺提供方便。2)运输填料。运输时，选取挖掘机进行挖装土，自卸汽车运输。按7m×8m画格标准确定每一个填筑层，30cm为松铺厚度，1．13为松铺系数。经计算，15m3为每个灰格的松土方数量，即1个自卸汽车的装载量。在施工过程中，可按照自卸汽车的具体运输方量进行适当调整。3)摊铺填料。按照挂线在摊铺时做好填料厚度、宽度控制，通过推土机粗平，保证松铺厚度不超过30cm。4)颗粒破碎。完成上述施工后，若仍存有大土块，须采用履带进行初步碾压、破碎，保证土块粒径小于设计要求。5)含水率检测。含水率检测是检验膨胀土含水量的重要途径。根据现行标准，20%～25%为填料初始含水量，本文以酒精法为准进行测定，可获取土样初始含水率为22．5%，可满足要求。
4.2现场铺灰
按照5m×5m画格，将石灰铺设到摊铺平整的土体填料上。30cm为松铺厚度，0．45m3为每个灰格的铺灰量。随后通过推土机等进行整平。与此同时，针对大块生石灰料可采用履带进行碾压、破碎，保证灰料粒径在设计要求范围内。
4.3路拌闷灰
综合考虑工程实际情况，采取二次路拌法进行路拌闷灰处理。具体流程如表2所示。待完成路拌闷灰之后，同样可采用酒精法对改良土的含水率进行快速检测，保证含水率控制在17%～21%之间，所得结果为19%，可满足要求。
4.4碾压平整
碾压流程为:粗整平—静碾压—精平—振动碾压，具体如下。1)粗整平。初始碾压多采用推土机进行粗整平，随后采用平地机进行修正，并设路拱，为2%～4%。2)静碾压。本工程静碾压时，采取光轮压路机，碾压遍数为1～2遍。3)精平。待完成上述碾压作业后，可通过平地机进行精平。4)振动碾压。按照“两侧—中间、慢—快、静—振”原则进行碾压施工，振动碾压遍数为3～5遍，最后做光面碾压。
4.5包边层施工
包边层施工，先摊铺改良后的膨胀土，随后采用推土机、平地机、路拌机进行破碎碾压、粗平、路拌施工。若土块粒径在37．5mm以上，可适当增加路拌次数，保证粒径满足设计要求。若土块粒径在37．5mm以内，须将适量生石灰铺筑到两侧包边部分，并通过路拌机进行均匀拌和，最后碾压处理。
5公路路基膨胀良质量控制措施
5.1填筑土体含水率控制
根据试验分析可知，路拌遍数、布点数量、布点深度等均会影响改良土体的含水率变化。因此，为合理控制填筑土体含水率，须保证路拌遍数满足要求。本工程最佳含水率在19%左右，当路拌遍数控制在4～7遍时，含水率可满足要求。通过酒精试验法，当测点超过5个，测点深度须控制在10～20cm，测试时间小于12h的情况下，能够准确地反映土体的实际含水率。
5.2改良土体掺灰量的控制
改良膨胀土的掺灰量多少对其压实度、内摩擦角、抗剪强度等具有重要影响。为保证改良土压实度指标达到施工要求，必须合理控制改良土的灰剂量。本工程对石灰剂量具有较高精度要求，为满足工程实际需求，可采用EDTA滴定法，但是，石灰改良膨胀土时，EDTA滴定法往往会产生灰剂量衰减效应。为消除此类不良影响，在EDTA标准曲线绘制中，应充分意识到改良土养护时间效应的重要性，准确测量出改良土石灰的掺量，有效控制灰剂量。相比设计灰剂量，若检测的灰剂量较小，须适当加灰;若检测的灰剂量较大，则可适当增加路拌遍数。
6结语
作为一种特殊性黏土，膨胀土具有多裂隙、易风化、胀缩显著等特性，若处理不当，将严重影响公路工程质量。目前，常采用物理处理法、化学改良法、换填法等处理膨胀土。石灰改良膨胀土是最理想的一种处理方法，这种方法具有良好的处治效果，且经济效益好，值得推广。
参考文献:
［1］王友涛．分析高速公路石灰改良膨胀土路基施工技术［J］．低碳世界，2019，9(10):220－221．
［2］梁瑞福．石灰改良膨胀土及在市政道路路基工程中的应用［J］．科技信息，2010，2(23):321+275．
［3］连玉超．石灰改良膨胀土集中预拌路拌法填筑路基施工技术［J］．交通世界(上旬刊)，2016(4):56－57．
［4］刘志彬．高速公路膨胀土路基施工技术的应用分析［J］．中小企业管理与科技，2013(27):227－228．
［5］李红丽．浅谈高速公路工程中膨胀土路基的施工工艺［J］．黑龙江科技信息，2016(10):208．
［6］孙祺华，孟芹．贵州六盘水至威宁山区某高速路基膨胀土路用特性试验研究［J］．公路交通技术，2019(3):1－7．
作者:张俊雅 单位:许昌华通路桥监理检测有限公司
