路基膨胀土改良方法及施工控制研究

胡评馨

摘要：本文结合实际工程案例，对膨胀土的改良方法、填筑质量、质量控制措施等进行了详细分析，旨在增强施工的合理性，为同行提供一定的借鉴。

关键词：路基;膨胀土;改良方法;塑性指数;控制研究

一、工程案例

某公路全长为2km，4.5m-12m为路基填高，基床表层级配碎石和中粗砂为32208m，基床以下路拌改良土量为318934m，基床底层厂拌改良土为67552m。线路的直线地段路基面宽度为13m，按照设计的要求，曲线地段需要进行加宽处理，路肩的宽度为1m。路基整体呈现出三角形，基床的结构形式比较特殊，基床表层的厚度为0.7m，在填筑的时候，选用的是厚度为0.5m的中粗砂级配碎石，将复合土工膜覆盖在下断面，填料的主要成分为厂拌石灰改良膨胀土。

二、改良膨胀土和改良土室内试验

（一）良膨胀土试验

试验段的取土场有两处，地势比较平坦，四周为耕地。基床的填料为级配碎石，厚度为0.5m，地基系数在190以上;基床底层选用厚度为0.2m、地基系数大于130，孔隙率小于18的中粗砂;基床以下的路堤选用路拌改良土，厚度根据实际情況选择。使用级配碎石的部位有路基与涵洞的过渡段、基床表层和表层以下的位置，地基系数分别大于190和150，孔隙率分别在18和28以下。必须按照规定要去选择合适的填料并进行压实。

（二）改良土室内试验

对于改良土的最佳掺灰比，需要使石灰的性能充分发挥，强度在稳定的趋势内平稳增长，将无荷膨胀率控制在1%以内，荷载状态下的有荷膨胀率在0以下，膨胀的总率小于0，将其浸泡在水中48小时，没有发生崩解现象即达到要求。根据强度指标，在本工程中，石灰的掺量应小于5%，试验结果显示，使用石灰对膨胀土进行改良后，有效改善了胀缩性，在掺灰量增大的情况下，无荷膨胀率的指标出现缩小现象，在计算之后，膨胀总率在5%和60/a的时候，总膨胀率均在0以下。

三、改良膨胀土拌合机路基填筑施工方法

（一）集中路拌法

施工前需要结合石灰的消解情况，清理和平整场地，根据地势、地形、水文等。集中堆放石灰，合理布置相关设施。在处理基底的时候，需要采取分段进行的方式，整个过程保持排水的畅通，当基底不符合规定要求时，必须采取相应的改良加固措施。按照工艺确定的要求，对自卸车的容量进行确定，填筑松铺厚度，将距离控制在合适的范围内，可以在路基两层加宽50cm的长度，使机械能够发挥出应用的价值。摊铺整平工作完成之后，需要对改良土的含水量、均匀性、密实性等进行检验，保证其满足施工的标准，最后采取相应的措施进行养护。

（二）集中预拌路拌法

在改良膨胀土中适合此类方法的应用。对取土场的情况和挖掘机的性能进行详细考察，使取土的范围和深度能够保持在合适范围内，对土的干度和密度等进行测定。推平布灰面，呈网格状进行分布，根据厚度大小的不同进行摊铺，保证其均匀性。预拌过程中，在预定的范围内，使挖掘机能够快速取土，安排专业的人员，对整个测量过程进行监控，采取横向与纵向相互结合的方式一次取齐。如果土块较大，需要及时进行粉碎，使其大小能够符合施工要求。在卸料的过程中，需要从顶部进行洒落，使其能够自然进行，避免对环境造成较大的影响。按照分层填筑的方式，将拌制好的混合料运输到施工现场，利用路拌机进行拌和，安排专人进行监督和控制，使石灰量、颗粒大小、密实性等能够满足规定的标准，及时调整拌和的遍数和力度。

（三）二次掺灰预拌路拌法

利用这种方法，需要按照预拌的工艺，将部分剂量的石灰掺入到混合料中，使剩余剂量的石灰也能够得到充分利用。首先进行取土运输，摊铺填料之后对其含水量进行检测，然后才去快速静压的方式，使路面的平整度得到提高。然后对密度进行确定，计算出相应的数值，然后对施工的掺灰比等进行确定，划分出相应的网格，使布灰的计量工作能够顺利完成。再次检测混合料的颗粒大小，符合要求之后集中堆放，之后进行碾压夯实工作，完成第一层的摊铺和碾压工作之后进行下一层的施工。

（四）厂拌法

（1）备土。在取土场对取土的范围和深度进行测定，在筛选之后，对石灰的含水量进行详细测定，当达到2%指标的时候，对施工的掺灰比进行计算，整平表面，使用挖掘机进行3-5遍的拌和。将混合料运输到施工现场，使用机械进行粉碎，将土砂砾的颗粒大小控制在15mm以内。（2）备灰。在装生石灰的时候，需要采用袋装的方式，将块灰完全消解并过筛，装运到布灰面和厂拌骨料仓。（3）在拌和的时候，需要对破碎土的含水量进行测试，同时将厂拌掺灰比进行换算，将配料系统进行合理调试，使拌和试生产能够顺利进行，持续进行供土和供灰工作。（4）选择车辆将不合格的填料及时运输至填筑区以外的路段。

四、石灰改良膨胀土施工质量控制

（一）土体含水量的控制

在掺灰量相同的情况下，改良土的凝聚力和内摩擦角受初始含水率的影响，进而影响改良土的强度。如果初始含水量的范围未能确定，在掺灰量达到最佳数值的时候，很难实现含水率的科学准确。需要对拌和法、掺灰、路拌、养护等施工工艺进行控制，根据不同的初始含水率，对土样进行配置，随着时间的变化，对不同时刻的数值进行记录，使含水率达到规定的数值。

（二）原材料的质量控制

一般来说，在施工中的同一路段，应保持膨胀土土源的一致性，不能将不同的土源进行混用，避免填筑时候出现水囊或者表面破裂的现象。需要详细分析土源的物理性质，对土源与试验土的相似性进行对比，分析膨胀土改良的可能性。对于生石灰，需要详细考察生产厂家的规格，存放期间要做好相应的覆盖措施，保证原材料质量符合规定的要求。

（三）路基压实度的控制

如果最佳含水率与最佳掺灰量一定，压实遍数在很大程度上决定着路基的压实度。根据现场路基压实度的变化趋势，详细控制压实遍数，使其能够科学合理。前期的压实速度较快，中期速度出现放缓趋势，到后期的时候，改良土的性质已经达到比较高的性能。必须充分考虑经济、质量、环境、人工、机械等综合因素，使膨胀土的地区压实度达到设计的要求。

五、结束语

膨胀土在公路施工中是一种特殊并且常用的材料，在使用的过程中，需要对膨胀土进行一定的改良，使膨胀土的性质充分发挥。需要结合施工现场的实际情况，做好相关的试验工作，选择合适的方法，严格控制含水率，加大路基的压实度，使路基的压实效果得到有效保障，增强路基的稳定性与坚固性，实现理想的效果，促进公路事业的进一步发展。

参考文献：

[1]苏伟，曾娟娟，白银涌.益娄高速公路膨胀土石灰掺量的试验确定[J].湖南文理学院学报（自然科学版）.2017（03）：22-23.