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公路路基膨胀土改良方法及施工质量控制措施

发表时间：2020/9/25 来源：《基层建设》2020年第17期作者：陈葵芳

[导读] 摘要：随着时代的不断发展，我国经济也不断登上世界舞台，针对我国经济的运行问题，交通成为主要运营方式。

        岳阳市交通质量和安全监督站湖南岳阳 414000
        摘要：随着时代的不断发展，我国经济也不断登上世界舞台，针对我国经济的运行问题，交通成为主要运营方式。在交通设备日益发达的今天，需要对我国的交通公路建立完整公路网，以保证能够将整个交通路线进行更好的掌握。此文以某公路路基工程实例为研究背景，简单介绍了路基包边处理方案的确定，详细分析了公路路基膨胀土改良施工工艺，并研究了公路路基膨胀土改良质量控制措施，希望能够给未来的相关研究提供参考。
        关键词：公路路基；膨胀土；改良方法；施工质量；控制措施
        引言
        针对我国交通公路网的建设，必须面对和解决在建筑交通公路时的众多问题。例如，膨胀土路段进行公路修建问题，由于其土质不适合作为公路修建的最佳选择，所以如果要想在其路段建设公路，避免工程质量问题以及降低事故发生可能性，需要利用改良技术对膨胀土路段土质进行改良，才能够投入建设。目前，全世界的改良方式有以下三种：物理处治法、化学改良法、生物改良法。
        1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[1]。
        2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土改良填筑。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。
        2.1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[2]。
        2.2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。
        2.3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、中膨胀土改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[3]。
        3公路路基膨胀土改良施工工艺
        3.1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。

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        3.2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]。
        3.3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。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。
        3.4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[5]。
        3.5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。
        4公路路基膨胀土改良质量控制措施
        4.1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[6]。
        4.2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。
        结语
        综上所述，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]周晶晶，席志飞.膨胀土地区修建高速公路路基填料改良及效果研究[J].黑龙江交通科技，2019，42（02）：4-6+9.
        [2]刘晓博.高速公路石灰改良膨胀土路基施工工艺[J].价值工程，2018，37（13）：154-155.
        [3]赵伟新.高等级公路路基膨胀土土性改良及施工技术研究[J].交通世界，2018（08）：72-73+75.
        [4]简辉.高速公路改良膨胀土路基工作性状研究[J].黑龙江交通科技，2017，40（11）：11-12.
        [5]唐炜.益娄高速公路路基膨胀土物理力学指标试验研究[J].湖南交通科技，2016，42（01）：22-24.
        [6]薛偕康.公路路基膨胀土土性改良及施工技术[J].低碳世界，2016（09）：167-168.