路基膨脹土改良方法及施工控制研究

胡評馨

摘要：本文結合實際工程案例，對膨脹土的改良方法、填筑質量、質量控制措施等進行了詳細分析，旨在增強施工的合理性，為同行提供一定的借鑒。

關鍵詞：路基;膨脹土;改良方法;塑性指數;控制研究

一、工程案例

某公路全長為2km，4.5m-12m為路基填高，基床表層級配碎石和中粗砂為32208m，基床以下路拌改良土量為318934m，基床底層廠拌改良土為67552m。線路的直線地段路基面寬度為13m，按照設計的要求，曲線地段需要進行加寬處理，路肩的寬度為1m。路基整體呈現出三角形，基床的結構形式比較特殊，基床表層的厚度為0.7m，在填筑的時候，選用的是厚度為0.5m的中粗砂級配碎石，將復合土工膜覆蓋在下斷面，填料的主要成分為廠拌石灰改良膨脹土。

二、改良膨脹土和改良土室內試驗

（一）良膨脹土試驗

試驗段的取土場有兩處，地勢比較平坦，四周為耕地。基床的填料為級配碎石，厚度為0.5m，地基系數在190以上;基床底層選用厚度為0.2m、地基系數大于130，孔隙率小于18的中粗砂;基床以下的路堤選用路拌改良土，厚度根據實際情況選擇。使用級配碎石的部位有路基與涵洞的過渡段、基床表層和表層以下的位置，地基系數分別大于190和150，孔隙率分別在18和28以下。必須按照規定要去選擇合適的填料并進行壓實。

（二）改良土室內試驗

對于改良土的最佳摻灰比，需要使石灰的性能充分發揮，強度在穩定的趨勢內平穩增長，將無荷膨脹率控制在1%以內，荷載狀態下的有荷膨脹率在0以下，膨脹的總率小于0，將其浸泡在水中48小時，沒有發生崩解現象即達到要求。根據強度指標，在本工程中，石灰的摻量應小于5%，試驗結果顯示，使用石灰對膨脹土進行改良后，有效改善了脹縮性，在摻灰量增大的情況下，無荷膨脹率的指標出現縮小現象，在計算之后，膨脹總率在5%和60/a的時候，總膨脹率均在0以下。

三、改良膨脹土拌合機路基填筑施工方法

（一）集中路拌法

施工前需要結合石灰的消解情況，清理和平整場地，根據地勢、地形、水文等。集中堆放石灰，合理布置相關設施。在處理基底的時候，需要采取分段進行的方式，整個過程保持排水的暢通，當基底不符合規定要求時，必須采取相應的改良加固措施。按照工藝確定的要求，對自卸車的容量進行確定，填筑松鋪厚度，將距離控制在合適的范圍內，可以在路基兩層加寬50cm的長度，使機械能夠發揮出應用的價值。攤鋪整平工作完成之后，需要對改良土的含水量、均勻性、密實性等進行檢驗，保證其滿足施工的標準，最后采取相應的措施進行養護。

（二）集中預拌路拌法

在改良膨脹土中適合此類方法的應用。對取土場的情況和挖掘機的性能進行詳細考察，使取土的范圍和深度能夠保持在合適范圍內，對土的干度和密度等進行測定。推平布灰面，呈網格狀進行分布，根據厚度大小的不同進行攤鋪，保證其均勻性。預拌過程中，在預定的范圍內，使挖掘機能夠快速取土，安排專業的人員，對整個測量過程進行監控，采取橫向與縱向相互結合的方式一次取齊。如果土塊較大，需要及時進行粉碎，使其大小能夠符合施工要求。在卸料的過程中，需要從頂部進行灑落，使其能夠自然進行，避免對環境造成較大的影響。按照分層填筑的方式，將拌制好的混合料運輸到施工現場，利用路拌機進行拌和，安排專人進行監督和控制，使石灰量、顆粒大小、密實性等能夠滿足規定的標準，及時調整拌和的遍數和力度。

（三）二次摻灰預拌路拌法

利用這種方法，需要按照預拌的工藝，將部分劑量的石灰摻入到混合料中，使剩余劑量的石灰也能夠得到充分利用。首先進行取土運輸，攤鋪填料之后對其含水量進行檢測，然后才去快速靜壓的方式，使路面的平整度得到提高。然后對密度進行確定，計算出相應的數值，然后對施工的摻灰比等進行確定，劃分出相應的網格，使布灰的計量工作能夠順利完成。再次檢測混合料的顆粒大小，符合要求之后集中堆放，之后進行碾壓夯實工作，完成第一層的攤鋪和碾壓工作之后進行下一層的施工。

（四）廠拌法

（1）備土。在取土場對取土的范圍和深度進行測定，在篩選之后，對石灰的含水量進行詳細測定，當達到2%指標的時候，對施工的摻灰比進行計算，整平表面，使用挖掘機進行3-5遍的拌和。將混合料運輸到施工現場，使用機械進行粉碎，將土砂礫的顆粒大小控制在15mm以內。（2）備灰。在裝生石灰的時候，需要采用袋裝的方式，將塊灰完全消解并過篩，裝運到布灰面和廠拌骨料倉。（3）在拌和的時候，需要對破碎土的含水量進行測試，同時將廠拌摻灰比進行換算，將配料系統進行合理調試，使拌和試生產能夠順利進行，持續進行供土和供灰工作。（4）選擇車輛將不合格的填料及時運輸至填筑區以外的路段。

四、石灰改良膨脹土施工質量控制

（一）土體含水量的控制

在摻灰量相同的情況下，改良土的凝聚力和內摩擦角受初始含水率的影響，進而影響改良土的強度。如果初始含水量的范圍未能確定，在摻灰量達到最佳數值的時候，很難實現含水率的科學準確。需要對拌和法、摻灰、路拌、養護等施工工藝進行控制，根據不同的初始含水率，對土樣進行配置，隨著時間的變化，對不同時刻的數值進行記錄，使含水率達到規定的數值。

（二）原材料的質量控制

一般來說，在施工中的同一路段，應保持膨脹土土源的一致性，不能將不同的土源進行混用，避免填筑時候出現水囊或者表面破裂的現象。需要詳細分析土源的物理性質，對土源與試驗土的相似性進行對比，分析膨脹土改良的可能性。對于生石灰，需要詳細考察生產廠家的規格，存放期間要做好相應的覆蓋措施，保證原材料質量符合規定的要求。

（三）路基壓實度的控制

如果最佳含水率與最佳摻灰量一定，壓實遍數在很大程度上決定著路基的壓實度。根據現場路基壓實度的變化趨勢，詳細控制壓實遍數，使其能夠科學合理。前期的壓實速度較快，中期速度出現放緩趨勢，到后期的時候，改良土的性質已經達到比較高的性能。必須充分考慮經濟、質量、環境、人工、機械等綜合因素，使膨脹土的地區壓實度達到設計的要求。

五、結束語

膨脹土在公路施工中是一種特殊并且常用的材料，在使用的過程中，需要對膨脹土進行一定的改良，使膨脹土的性質充分發揮。需要結合施工現場的實際情況，做好相關的試驗工作，選擇合適的方法，嚴格控制含水率，加大路基的壓實度，使路基的壓實效果得到有效保障，增強路基的穩定性與堅固性，實現理想的效果，促進公路事業的進一步發展。

參考文獻：

[1]蘇偉，曾娟娟，白銀涌.益婁高速公路膨脹土石灰摻量的試驗確定[J].湖南文理學院學報（自然科學版）.2017（03）：22-23.