公路路基路面設(shè)計(jì)中膨脹土的處理方法

趙紅星

濟(jì)源市公路管理局 河南濟(jì)源 459000

膨脹土是公路施工時(shí)常見的一種土質(zhì)結(jié)構(gòu)，它是由粘土中親水性物質(zhì)組成。膨脹土有三種主要的特性。分別是多裂隙性，超固緊性和濕脹干縮性，由土的自由膨脹率工程地質(zhì)等綜合判定的。如果在公路路基面設(shè)計(jì)中對(duì)膨脹土的處理方法不當(dāng)，將對(duì)工程造成非常嚴(yán)重的后果和巨大的損失。現(xiàn)在由于膨脹土不良的工程特性導(dǎo)致全國(guó)范圍內(nèi)都會(huì)出現(xiàn)工程問題造成巨大損失。下面是膨脹土的介紹和公路路基設(shè)計(jì)中膨脹土的處理方法。

1 膨脹土特性

1.1 膨脹土的強(qiáng)度特性

膨脹土的強(qiáng)度特性是比較特殊的，在不同的情況下有不同的表現(xiàn)，在普通情況下有很強(qiáng)的坑剪性然而當(dāng)膨脹土失穩(wěn)時(shí)抗剪性又會(huì)變得很低。這一特性讓很多的專家學(xué)者為之爭(zhēng)論。最終有兩個(gè)理論較為成熟。一個(gè)是飽和土強(qiáng)度理論和非飽和土強(qiáng)度理論。這兩種理論各有支持者在一定程度上解釋了膨脹土的特性產(chǎn)生原因[1]。

1.2 膨脹土的吸水膨脹失水收縮的特性

首先膨脹土是由一些吸水性的礦物組成，因此膨脹土有吸水的特性，膨脹土在吸水的同時(shí)它的強(qiáng)度會(huì)變?nèi)酢Ｅ蛎浲猎谑耐瑫r(shí)它的強(qiáng)度就會(huì)變大。因此在膨脹土吸水失水的過程中發(fā)生形變導(dǎo)致公路的損壞。因?yàn)橐芯客笍嘏蛎浲恋呐蛎浱匦圆拍芙鉀Q因膨脹收縮問題損壞公路路基的問題。隨以現(xiàn)在國(guó)內(nèi)為都將膨脹土的特性研究放在首位。不斷地進(jìn)行試驗(yàn)和建立模型希望可以從根本上簡(jiǎn)單快速的解決膨脹土帶來的公路路基損壞的問題。

2 膨脹土的判斷

2.1 直接法

直接法是通過對(duì)膨脹土的膨脹量和礦物含量來判斷的。通過對(duì)膨脹土的采樣，進(jìn)行研究分析測(cè)出樣品膨脹土的膨脹量和礦物含量。從而判斷出膨脹土。膨脹土的外形也有一定的特點(diǎn)，因?yàn)榕蛎浲潦怯捎H水性的礦物質(zhì)組成有顯著的而吸水膨脹失水收縮的特性。所以它的外觀有一定的標(biāo)識(shí)性。膨脹土的外觀表面是光滑的有些許縫隙，縫隙中帶著其他雜土。

2.2 間接法

間接法是通過測(cè)定膨脹土的各個(gè)指標(biāo)來確定膨脹土的。需要測(cè)定膨脹土的膨脹率，膨脹力，標(biāo)準(zhǔn)吸濕含水量，自由膨脹化，比表面積和氧離子交換量。利于這些測(cè)定的數(shù)據(jù)就可以比較準(zhǔn)確的找出膨脹土[2]。

3 膨脹土的危害

膨脹土對(duì)公路的路基有很大的危害，毀損公路的路基。由于膨脹土的吸水膨脹失水收縮的特性，膨脹土的形變導(dǎo)致公路地基的損壞。同時(shí)膨脹土對(duì)高速公路的建設(shè)工作有著很大的阻攔地址作用。因?yàn)榕蛎浲恋淖钄r作用導(dǎo)致施工不能及時(shí)完成造成了資源的浪費(fèi)。吸水膨脹失水收縮會(huì)導(dǎo)致公路的路基開裂，影響駕駛?cè)藛T的駕駛安全和國(guó)家的稅收。地面裂縫和地內(nèi)裂縫都是膨脹土對(duì)公路地面地基的損壞。因?yàn)榕蛎浲炼喟l(fā)于平原和盆地地區(qū)，在進(jìn)行公路路基的建設(shè)工作時(shí)這些地方的膨脹土就會(huì)阻礙施工隊(duì)的施工。膨脹土對(duì)溫度的反應(yīng)很高，溫差變化比較大時(shí)膨脹土的裂紋會(huì)不斷地改變，損壞建造成功的地基。高溫膨脹低溫收縮溫差的變化會(huì)使公路地面損壞[3]。

4 公路路面路基設(shè)計(jì)中膨脹土的處理辦法

4.1 用石灰改良膨脹土的方法

石灰可以改良膨脹土的土壤特性，通過向膨脹土中加入生石灰改變土壤的特性以達(dá)到要求的效果，目前用石灰來改良土壤特性是比較常用的方式。通過對(duì)石灰的加入可以改變膨脹土的膨脹能力，膨脹土的強(qiáng)度水穩(wěn)定性和施工壓實(shí)性能等。這種方法的缺點(diǎn)是對(duì)設(shè)備和技術(shù)工藝要求比較高。設(shè)備造價(jià)高所以不舍和在西部的推廣利用。

4.2 土工格柵加筋法

土工格柵有很強(qiáng)的抗拉能力，讓土工格柵相互咬合在一起，是一種非常好的物理方法。土工格柵可以吸收膨脹土因?yàn)槿彼湛s時(shí)產(chǎn)生的收縮力，減少公路路基的受力，防止公路路基受到損壞。同時(shí)可以減小公路地面產(chǎn)生的裂紋。并防止坡面開裂水分的進(jìn)入。當(dāng)水分進(jìn)入膨脹土?xí)r土工格柵加筋可以解決部分膨脹土吸水膨脹后硬度變低容易松散的問題。土工格柵加筋法可以提高公路路面的整體性和抗剪性。防止公路的路面路基因?yàn)閺?qiáng)度變?nèi)醵鴮?dǎo)致的公路問題。

4.3 優(yōu)化提高公路路表排水系統(tǒng)

公路是戶外設(shè)施，會(huì)受到日曬雨淋，膨脹土的特性導(dǎo)致膨脹土吸水后容易損壞公路的路基，所以要做好公路的排水系統(tǒng)，在公路的路堤邊坡設(shè)置路肩排水溝。排水溝的設(shè)計(jì)要根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況而設(shè)計(jì)，防止雨水滲透到公路中。保證公路路面路基的完好。公路是讓車子行駛的地方為了駕駛員和乘客的安全考慮要及時(shí)清除公路上的雨水，防止汽車在雨水中打滑產(chǎn)生交通事故，通過多種多樣的排水設(shè)施來加強(qiáng)排水能力，保護(hù)車輛和公路的安全[4]。

4.4 在膨脹土上換填土

可以通過在膨脹土上換填滲透性的土等方式來解決公路路面路基的問題。通過在膨脹土的表面換填滲透性的土可以緩解膨脹土吸水或失水后引起的形變，保護(hù)公路的路基不受損傷。在換填滲透性土?xí)r要按照標(biāo)準(zhǔn)的換填高度換填，才能達(dá)到應(yīng)有的效果。還可以在膨脹土上覆蓋其他的土質(zhì)，加入其他的土質(zhì)后可以大大提高地基的承載能力。用這種方法可以徹底的解決膨脹土對(duì)公路地面地基的危害。根據(jù)不同的地區(qū)用不同的土換填可以填一些小石子等。因地制宜根據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際情況可以進(jìn)行部分換填，甚至是全部換填根據(jù)換填的高度和大氣的影響，將膨脹土中對(duì)大氣變化敏感的換填成其他普通土質(zhì)。換填是一種比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的保護(hù)公路地面地基的方法。

5 結(jié)語(yǔ)

公路路基路面的設(shè)計(jì)中膨脹土的處理方法有很多種。膨脹土是公路建造中很常見的問題。有很多的學(xué)者都對(duì)膨脹土進(jìn)行了研究，發(fā)明了許多的方法來解決膨脹土的問題。膨脹土這種有特殊性質(zhì)的土，給公路的建造到來很多的麻煩，還導(dǎo)致了很多公路橋梁的損壞。給我國(guó)帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失。不過經(jīng)過研究學(xué)者的不斷努力現(xiàn)在的很多方法都可以解決膨脹土的問題。解決膨脹土的問題需要關(guān)注水的問題，防潮保濕是必不可少的。