小議公路膨脹土路基試驗及控制措施

【摘 要】公路建設中，路基的土質條件是影響公路工程建設的重要一環，不良地質路基對公路的結構性影響是相當巨大的，本文就公路膨脹土路基的來源，影響因素等試驗性因素進行總結，同時，歸納處理膨脹土路基的一般方法。

【關鍵詞】膨脹土；地基處理；控制措施

1 公路常見的膨脹土路基危害

1.1 膨脹土對既有公路的危害。

在既有公路中，如果在公路的區間范圍內，路基土質的含水量發生不均勻的變化，這會咋成土質的不均勻膨脹。尤其是在路基填充料中如果含有大量的膨脹土，危害是十分巨大的，由于土質中的含水量會突然增加，導致膨脹土土質會在路基其他填充土質表面流動，在雨季時，就表現為翻漿冒泥，同時在周圍區域如果有較大的荷載，填充的土中的泥漿會沿著路基面的裂縫或者施工斷縫中冒出來。

除此之外，由于土質的通縮特性（一旦吸水后會膨脹，失水后會收縮），往返幾個干濕季節后，會加速路面的風化程度，甚至會路面開裂，形成縫隙。這樣又增加了路面的水分進入路基的渠道，會引發裂縫下部的路基和沒有裂縫處的路基，在雨季產生不均勻沉降，一旦有重型車輛通過時，土中的膨脹力無法抵消外荷載時，會造成局部路基的塌陷、隆起危險。

1.2 膨脹土在施工建設時的危害。

在施工過程中，如果路塹坡面的松散土層暴露在自然中，在降雨時或者有地表水流經時，會沿著路塹的坡面沖刷，繼而會造成對路塹坡面的破壞。在泥流的作用下，路塹坡面的完整性會被破壞，嚴重的話會造成溝邊或者涵洞堵塞，甚至沖毀路基、掩埋路面。對整個公路施工影響極大。

2 公路膨脹土路基試驗性分析。

2.1 膨脹土的特性研究。

2.1.1 膨脹土的廣泛分布。

我國膨脹土的分布較廣，有大概二十多個省份和自治區均發現有膨脹土的分布，其中主要集中在四川、陜西、湖北、云南等幾個省份。

2.1.2 膨脹土的高塑性。

除膨脹土分布的地域特點之外，膨脹土還有其他的特性，膨脹土中的粘土礦物成分中，親水性粘土礦物含量較大，這部分含量決定了膨脹土路基在夏季雨量充沛時會顯著的膨脹并軟化，而到了旱季缺水季節，路基又會因為失水而表面開裂。

2.1.3 膨脹土的物理特性。

膨脹土名字的由來就是由現代工程土力學總結出來的，他是區別于紅土、黃土、凍土、軟土的一種特殊土質膨脹土是一個專業技術名詞。膨脹土從外觀的顏色來看，根據膨脹土的含水量不同會產生不同的顏色，通常有黑色灰色或者深褐色。膨脹土的土顆粒主要是親水性礦物組成，本質來說膨脹土是一種高塑性的粘土，因為他的滲透性差，在吸收水分之后會膨脹、在過度失水后又會加速收縮甚至開裂。這樣的物理性質決定了，膨脹土如果出現在公路工程的路堤和路塹段，是必須要處理的。

2.2 膨脹土路基的主要影響：

2.2.1 對壓實度的影響：

壓路機對被壓土的壓實過程是個很復雜的隨機過程，因為被壓土的物理特性不穩定，有很大的隨機性，即使是同一地區的同類型土壤，在被壓時的濕度不同、環境溫度和初始狀態，其壓實度也有很大的不同。膨脹土對路基壓實度有重要影響，由于膨脹土的離散土質，會對路面材料或土經過機械壓實后的干密度與該材料或土的標準干密度之比產生影響，進而影響路基的壓實度。

2.2.2 對含水量對的影響

土的含水量越小時，土顆粒間的內摩阻力越大，而碾壓需要克服土顆粒間的內摩阻力和粘結力，才能使土顆粒產生位移并相互靠近。土的內粘結力和摩阻力是隨著土的密實度而增加的。當壓實工作到一定程度后，壓實功不能克服土顆粒間的抗力，壓實所得的干密度小，當含水量增加時，水在土顆粒間起潤滑作用，使土的內摩阻力減小，因此，同樣的壓實功可以得到較大的干密度在這個過程中，單位土體積中空氣的體積逐漸減小，而固體體積和水的體積逐漸增加，當土的含水量達到某一限度后，雖然內摩阻力還在減小，但單位土體中空氣的體積已壓縮到最小限度而水的體積不斷增加。由重型擊實試驗可得到土樣的最大干密度和最佳含水量，最佳含水量是膨脹土施工過程中重要的控制依據，最大干密度則是現場壓實度的標準。

2.2.3 膨脹土的物理性質對路基的影響

土的物理性質的影響主要指集料的級配、土的粒徑、顆粒形狀和表面特性等因素對路基壓實度的影響。集料的級配對碾壓所能達到的密實度有明顯影響實踐證明，均勻顆粒和砂，單一尺寸的礫石碎石都難于碾壓密實在級配集料基層或底基層施工中，使所用的集料的級配與室內試驗確定標準干容重時，所用的集料級配相同非常重要在集料發生離析的情況下，添加所缺的材料并進行適當的拌和是必要的施工中，只有嚴格控制級配，才能確保。達到規定的壓實狀態。一般說來，不同的土類有不同的最佳含水量及最大干密度，對于分散性較高的土(液限含水量值較高)而言，在同一壓實功能作用下，最佳含水量較高，而最大干密度較低。

3 膨脹土路基的控制對策

膨脹土路基的危害大，但是要處理起來也不是不可以，主要從以下幾個方面控制：

3.1 控制最佳含水率

土的含水量土的最佳含水量是由土的擊實試驗確定的。含水量的大小直接影響著土的壓實度，含水量越大，干密度越小。在施工中，將含水量控制在與最佳含水量相差正負2%的范圍內，膨脹土的壓實效果比較理想。施工過程中，一般都需要灑水，才能滿足最佳壓實含水量要求，尤其是夏季施工更是如此。具體做法是：白天上土、平整、碾壓、檢測，夜間灑水浸濕，盡量減少水分的損失，而且灑水是在推土機初平排壓以后，平地機終平之前進行，以利于水的滲透;在含水量合適時，立即開始碾壓。

3.2 重視回填土的選擇

就填筑路堤而言，最合適的填料是砂礫土、礫土及亞砂土。這些土的內摩阻力小粘結力小，滲水性強，其合理含水量空間較大，容易壓實，又有足夠的強度、穩定性，遇水不致過分軟化。粉質土和細砂土的土質稍差些，這些低粘性土，也比較容易壓實，在飽和狀態下，這些土容易變成流塑狀并失去承載能力。用這種土填筑路堤，在良好的水文地質條件下是足夠穩定的，但是不作與之配套的防護工程，是容易受水沖刷的。亞粘土和重亞粘土的壓實比較難，但與粉質土相比較它們仍是比較有利的土。

3.3 壓實度的檢測

壓實度的檢測是反映了路基填料在外力的作用下達到的密實程度，能否達到規定的標準，關系到路基的強度和穩定性。工地的壓實度檢測必須遵循檢驗方法可靠、簡便和快速的原則，并根據路基填料種類、土質，決定采用何種檢驗方法，常用的路基檢側方有:灌砂法、環刀法、水袋法、核子密度儀法、沉降觀察法等。

4 小結：

膨脹土路基已經成為公路工程建設的危害之一，同時對膨脹土問題的研究也常為我國地質學、土質學、土力學、基礎工程學等眾多學科極力想解決的問題，本文就公路膨脹土的研究和解決方法提出了自己見解。隨著經濟的不斷發展，對于膨脹土的處理方法也會逐漸增加，但是一個處理簡單而又經濟的方法至關重要，同時，我們要認識到，對于膨脹土的處理，我們還有恨過問題沒有解決，我們還有很多工作要做，對于膨脹土的研究我們任重而道遠。

參考文獻：

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