高速公路膨胀土路基施工技术分析

孟浩

摘要：在高速公路路基施工中，膨胀土路基是不可避免的，施工的效果好坏直接影响着公路工程的最终质量。需要在结合实际情况的基础上，把握膨胀土的特性，按照规定的步骤进行施工，确保施工质量达到技术标准。本文通过实际案例，对膨胀土的构成、性质、处理步骤和处理技术等进行了详细的分析，具有一定的实践意义。

关键词：高速公路;膨胀土;路基;施工技术

一、膨胀土构成以及性质

（一）膨胀土构成

蒙脱石矿物是膨胀土的主要组成部分，粘粒成分为强亲水性矿物质，土体的物理性质由硅氧四面体片以及氢氧化铝八面体片能够增强土体的物理性质，直接决定着土体的最终性能。膨胀土的形状为三层型，主要由两个四面体片重复堆积组成，每个体片儿内包含着一个八面体片儿。层与层之间离子的吸附水性在外力作用下，晶格会因填充物的增多而变大，土体的压缩性和膨胀性出现一定的变化。

（二）膨胀土的工程性质

与其他粘性土相比，膨胀士具有明显的区别，容易膨胀、失水收缩、出现裂缝，并且在内外因素的影响下，极易出现固结和衰减现场。膨胀土的压力膨胀和自由膨胀率会在不同情况下出现相应的变化，膨胀率的大小与膨胀土的含水量呈现出反比关系，在土壤含水量较低的情况下，土的膨胀率越高。因此，自由膨胀率在很大程度上能够反映出工程的地质类型，可以通过改变土体中的含水量，对施工性能进行改良与优化。

二、工程案例

项目依托周南高速TJ-2A工区研究豫东南膨胀土地质高速公路路基施工控制技术，路基施工段落位于周南高速主线K26+849-K28+822段。于K24+572与上蔡县X003县道交叉，经黑河、洪河、杨岗河于K36+105处与省道S219交叉，然后西行在K41+530与上蔡县X005县道交叉，止于上蔡县百尺乡张王楼村，全长25.1Km，起止桩号K17+500-K42+6000路面设计宽度27m，设计速度120km/h的双向四车道高速公路标准，路基填方459万m3。

三、高速公路膨胀土路基施工处理步骤

（一）做好下承面的准备工作

施工人员要将下承面表面存在的浮土以及其他杂物都完全的清理干净，而后在应用压路机浙碾压下承面，注意纵向与横向都要进行碾压至少3遍，必须保证下承面各项参数数据都符合要求。之后根据配合比要求，将所需要的土、石灰等都准备齐全。

（二）做好施工放样工作

在正式施工之前，施工人员要恢复中线，下承面两侧要设置高程指示桩。直线与曲线地段指示桩彼此之间的距离有差别，直线地段指示桩之间彼此距离20m，而曲线地段指示桩彼此之间通常距离ME。每一个指示桩都应该做好标记，以此来提醒施工人员填筑层边缘位置，并且压实之后所需要达到的具体高度。

（三）膨胀土处理

项目部所在地膨胀土含水量高且CBR强度低于规范标准，其天然含水量超过25%，最佳含水量在11%-13%之间，CBR强度值在2%以下，膨胀土对路基施工不利的主要性质是膨胀性，而土中含水量变化是导致膨胀土体积变化的主要原因。在素土中掺加一定量的水泥可增加材料的CBR强度并提高最佳含水量，从而改善填料性能，提高路基强度及稳定性，保证路基质量。通过对土场样料进行击实试验，根据击实试验确定最佳含水量和最大干密度。

（四）水泥撒布

在路基上划方格网，网格大小为10m（沿路线方向）*7m（垂直路线），每个网格内放置18袋水泥，水泥摊铺完应立即使用刮板将水泥均匀撒开，摊铺完成后，表面应没有空白位置。

（五）冷再生拌合

水泥摊铺后，用冷再生拌合均匀，1km/h为行驶速度，30cm为搅拌深度。在拌合的过程中，需要对拌合料进行控制，使其达到良好的均匀状态，避免在施工时出现素土夹层。调整好拌合机的位置，相邻两次拌合的重叠宽度为50cm。完成拌合工作后，试验人员需要在施工现场对水泥含量进行详细检测，保证水泥的含量达到3%以上，符合检测的标准。

（六）压实度控制和碾压方式

用两台22t压路机静压一遍后再振动碾压三遍，第四遍碾压后，测量人员、试验人员分别检测测点处压实高程、压实度，并详细记录相关数据。从第四遍开始，每振动碾压一遍，均测算记录测点处的压实度和高程。至测点压实度达到93%后收面，详细测算记录测点处的压实高程、压实度等，继而计算压实系数等数据，得出主要施工工艺参数，且CBR值不小于3%。

四、高速公路膨胀土路基施工技术

（一）膨胀土的粉碎与分层摊铺

在膨胀土路堤施工时，需要对取土场的取土深度进行控制，一般在0.4m以内。由于土的湿度不同，在发生膨胀、水分不够的情况下，土质会变硬，在吸水的时候会变软，因此，必须选择合适的机械设备，保证粉碎和压实的质量。在试验的时候，需要控制松铺厚度小于30cm，压实厚度小于25cm。

（二）對土层粒径进行控制

按照相关施工技术规范，膨胀士路堤的最大颗粒径应小于5cm，在土的含量超过规定标准时，生石灰不能对含水量进行降低，膨胀性没有得到相应改变，土块与石灰料的结合出现一定问题。因此，在施工现场，需要合理使用摊平与拌合机械，将土的粒径控制在3cm以内，加快土壤中水分蒸发的速度，在与土的充分结合下，土块本身的膨胀性明显降低，增强土体的压实效果。

（三）做好压实加强工作

通常情况下，膨胀路基的压实设备为重型振动式压路机或35t～50t的轮胎压路机，行驶速度控制在4km/h以内，沿着直线的方式，按照从两边向中间的顺序进行，如果半径较小，按照从内侧向外侧的纵向顺序行进。另外，横向接头振动压路机重叠的宽度为0.4m～0.5m，前后相邻区段纵向重叠的宽度为lm-2m.在特殊部位比如路堤与路堑分界处、桥台结合部等，为防止路堤出现沉降，应对路堤的边缘进行加宽，长度为50cm左右，成型后进行压实。

（四）做好路堤填筑与路堤养生方面的工作

路堤摊铺、推平后碾压时，需要对含水量进行严格控制，在掺灰之后，含水量明显降低，需要在洒水之后，在均匀搅拌的基础上，对路基进行深层次碾压，保证符合施工的标准，为后续施工提供便利。为保证施工的质量，需要进行相应的覆盖工作，同时对路堤两侧的边坡进行防护，使膨胀土路堤的稳定性和坚固性得到有效提高。

五、结束语

在公路工程的施工中，膨胀土占据着非常关键的位置，对公路的最终质量起着至关重要的影响。需要对施工现场的实际情况进行详细的了解，制定具有针对性的措施，综合考虑各种因素，对施工中的每个步骤和整个过程进行严格控制，减少膨胀土的危害，增量施工的效果，使公路工程的质量得到最大程度的提高，实现良好的经济效益与社会效益。

参考文献：

[1]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（13）.