公路路基路面设计中膨胀土的处理方法

赵红星

济源市公路管理局 河南济源 459000

膨胀土是公路施工时常见的一种土质结构，它是由粘土中亲水性物质组成。膨胀土有三种主要的特性。分别是多裂隙性，超固紧性和湿胀干缩性，由土的自由膨胀率工程地质等综合判定的。如果在公路路基面设计中对膨胀土的处理方法不当，将对工程造成非常严重的后果和巨大的损失。现在由于膨胀土不良的工程特性导致全国范围内都会出现工程问题造成巨大损失。下面是膨胀土的介绍和公路路基设计中膨胀土的处理方法。

1 膨胀土特性

1.1 膨胀土的强度特性

膨胀土的强度特性是比较特殊的，在不同的情况下有不同的表现，在普通情况下有很强的坑剪性然而当膨胀土失稳时抗剪性又会变得很低。这一特性让很多的专家学者为之争论。最终有两个理论较为成熟。一个是饱和土强度理论和非饱和土强度理论。这两种理论各有支持者在一定程度上解释了膨胀土的特性产生原因[1]。

1.2 膨胀土的吸水膨胀失水收缩的特性

首先膨胀土是由一些吸水性的矿物组成，因此膨胀土有吸水的特性，膨胀土在吸水的同时它的强度会变弱。膨胀土在失水的同时它的强度就会变大。因此在膨胀土吸水失水的过程中发生形变导致公路的损坏。因为要研究透彻膨胀土的膨胀特性才能解决因膨胀收缩问题损坏公路路基的问题。随以现在国内为都将膨胀土的特性研究放在首位。不断地进行试验和建立模型希望可以从根本上简单快速的解决膨胀土带来的公路路基损坏的问题。

2 膨胀土的判断

2.1 直接法

直接法是通过对膨胀土的膨胀量和矿物含量来判断的。通过对膨胀土的采样，进行研究分析测出样品膨胀土的膨胀量和矿物含量。从而判断出膨胀土。膨胀土的外形也有一定的特点，因为膨胀土是由亲水性的矿物质组成有显著的而吸水膨胀失水收缩的特性。所以它的外观有一定的标识性。膨胀土的外观表面是光滑的有些许缝隙，缝隙中带着其他杂土。

2.2 间接法

间接法是通过测定膨胀土的各个指标来确定膨胀土的。需要测定膨胀土的膨胀率，膨胀力，标准吸湿含水量，自由膨胀化，比表面积和氧离子交换量。利于这些测定的数据就可以比较准确的找出膨胀土[2]。

3 膨胀土的危害

膨胀土对公路的路基有很大的危害，毁损公路的路基。由于膨胀土的吸水膨胀失水收缩的特性，膨胀土的形变导致公路地基的损坏。同时膨胀土对高速公路的建设工作有着很大的阻拦地址作用。因为膨胀土的阻拦作用导致施工不能及时完成造成了资源的浪费。吸水膨胀失水收缩会导致公路的路基开裂，影响驾驶人员的驾驶安全和国家的税收。地面裂缝和地内裂缝都是膨胀土对公路地面地基的损坏。因为膨胀土多发于平原和盆地地区，在进行公路路基的建设工作时这些地方的膨胀土就会阻碍施工队的施工。膨胀土对温度的反应很高，温差变化比较大时膨胀土的裂纹会不断地改变，损坏建造成功的地基。高温膨胀低温收缩温差的变化会使公路地面损坏[3]。

4 公路路面路基设计中膨胀土的处理办法

4.1 用石灰改良膨胀土的方法

石灰可以改良膨胀土的土壤特性，通过向膨胀土中加入生石灰改变土壤的特性以达到要求的效果，目前用石灰来改良土壤特性是比较常用的方式。通过对石灰的加入可以改变膨胀土的膨胀能力，膨胀土的强度水稳定性和施工压实性能等。这种方法的缺点是对设备和技术工艺要求比较高。设备造价高所以不舍和在西部的推广利用。

4.2 土工格栅加筋法

土工格栅有很强的抗拉能力，让土工格栅相互咬合在一起，是一种非常好的物理方法。土工格栅可以吸收膨胀土因为缺水而收缩时产生的收缩力，减少公路路基的受力，防止公路路基受到损坏。同时可以减小公路地面产生的裂纹。并防止坡面开裂水分的进入。当水分进入膨胀土时土工格栅加筋可以解决部分膨胀土吸水膨胀后硬度变低容易松散的问题。土工格栅加筋法可以提高公路路面的整体性和抗剪性。防止公路的路面路基因为强度变弱而导致的公路问题。

4.3 优化提高公路路表排水系统

公路是户外设施，会受到日晒雨淋，膨胀土的特性导致膨胀土吸水后容易损坏公路的路基，所以要做好公路的排水系统，在公路的路堤边坡设置路肩排水沟。排水沟的设计要根据当地的具体情况而设计，防止雨水渗透到公路中。保证公路路面路基的完好。公路是让车子行驶的地方为了驾驶员和乘客的安全考虑要及时清除公路上的雨水，防止汽车在雨水中打滑产生交通事故，通过多种多样的排水设施来加强排水能力，保护车辆和公路的安全[4]。

4.4 在膨胀土上换填土

可以通过在膨胀土上换填渗透性的土等方式来解决公路路面路基的问题。通过在膨胀土的表面换填渗透性的土可以缓解膨胀土吸水或失水后引起的形变，保护公路的路基不受损伤。在换填渗透性土时要按照标准的换填高度换填，才能达到应有的效果。还可以在膨胀土上覆盖其他的土质，加入其他的土质后可以大大提高地基的承载能力。用这种方法可以彻底的解决膨胀土对公路地面地基的危害。根据不同的地区用不同的土换填可以填一些小石子等。因地制宜根据不同地区的实际情况可以进行部分换填，甚至是全部换填根据换填的高度和大气的影响，将膨胀土中对大气变化敏感的换填成其他普通土质。换填是一种比较经济实用的保护公路地面地基的方法。

5 结语

公路路基路面的设计中膨胀土的处理方法有很多种。膨胀土是公路建造中很常见的问题。有很多的学者都对膨胀土进行了研究，发明了许多的方法来解决膨胀土的问题。膨胀土这种有特殊性质的土，给公路的建造到来很多的麻烦，还导致了很多公路桥梁的损坏。给我国带来很大的经济损失。不过经过研究学者的不断努力现在的很多方法都可以解决膨胀土的问题。解决膨胀土的问题需要关注水的问题，防潮保湿是必不可少的。