摘要：为研究特殊路基的设计方法，以膨胀土地区特殊路基为例，总结了膨胀土填芯路基设计与处治方法，依托膨胀土地区高速公路工程，对特殊路堤、路堑结构形式设计进行调整，并对修筑的膨胀土填芯路堤不同深度的摊铺层压实度、路基顶面弯沉及沉降量进行跟踪检测。结果表明：所修筑的特殊路基具有良好的压实度与整体稳定性，符合规范和设计要求。实践证明，应针对不同特殊路基类型，结合现场实际情况，提出相应的设计处治方案和施工控制方法。
关键词：高速公路；特殊路基；路堤设计；边坡设计；沉降
引言 随着我国路网的不断完善，建设重心开始由平原低洼地区向山岭重丘地区转移，无法避免在特殊地质水文条件下进行施工。特殊路基是指不良地质段路基、特殊岩土路基及受气候、水分等因素影响较大、需进行特殊设计的路基，包括膨胀土、多年冻土、盐渍土、季节性冻土路基等。在特殊地质条件下进行路基修筑，若设计或施工不 当，将直接影响道路使用寿命[1]，例如：多年冻土路基在温 度和水的共同作用下易产生冻胀、翻浆，形成严重的开裂 现象，并且在气温回升时，路基极易发生热融沉降，从而导致路基大面积沉陷，严重影响行车安全；膨胀土路基在水分的作用下，极易发生反复胀缩，破坏土体的整体性，致使路基局部隆起、崩解与垮塌。为研究高速公路特殊路基设计方法，本文以膨胀土路基为例，总结特殊路基的设计与处治方法，并应用在高速公路膨胀土路基设计与施工实践中，以检验其应用效果。
1 工程概况
某高速公路全长 79.16km，设计速度为100km/h，全线 采用双向六车道高速公路标准进行设计，路基宽度为33.5m，沿线广泛分布有膨胀土地质段。高塑性、高液限、低强度的膨胀土无法直接用于路基填筑。经研究决定，在高速公路试验段（K51+370—K52+470）对膨胀土路基进行设计，为后期全线推广奠定基础。
2 膨胀土的分类与判别
2.1 膨胀土的分类膨胀土是一种具有较强的亲水性、持水性、可塑性以及黏聚性等特性的黏土，目前国内通常根据土样膨胀性指 标、压实指标、自由膨胀率等指标对其进行判定与分类。
2.2 路基填料土样检测 对膨胀土路段路基开展设计、施工之前，应对填料土 进行检验，判别土体的类别与特性，为后续路基形式设计 与施工方法的选择提供依据[2]。
3·膨胀土特殊路基设计
为提高膨胀土地区高速公路路基的稳定性，一般对膨胀土地区路基采用石灰、粉煤灰、水泥等材料进行改性或换填处治。对路堤多采取改良土质、包边封闭、换填等处治方法，对边坡工程多采用护坡挡墙、菱形骨架、抗滑桩等进行处治。结合该高速公路的实际情况，采用膨胀土填芯路基的设计及施工技术，边坡则采用拱形骨架、浆砌片石等综合处治技术。
3.1 膨胀土特殊路堤设计（1）膨胀土特殊路堤设计考虑到试验段的石灰储量较少，且其对环境具有较大污染，采用水泥进行膨胀土改性处理。特殊路堤结构形式为膨胀土填芯路堤，上封层为1.5m 厚的4%水泥改性膨胀土，下封层为 0.5m 厚的3%水泥改性膨胀土，采用3.5m 厚的水泥改良土进行包边，填芯土为素膨胀土。（2）膨胀土特殊路堤边坡设计考虑到膨胀土填料的胀缩性易导致路堤产生病害，对行车安全危害性较大，应结合膨胀土的性质、类型以及具体施工条件、环境等因素进行设计[3]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆膨胀土特殊路堤稳定性验算过程中，应考虑膨胀土在不同含水率下的强度变化特性，采用浸水条件下的折减抗剪强度值进行特殊路堤整 体稳定性验算，采用干缩湿胀条件下的衰减强度值作为特 殊路堤边坡表面层稳定性验算指标。鉴于该高速公路路堤 高度均低于8m，采用坡率为1∶1.5的单级坡。 （3）膨胀土特殊路堤边坡防护由于膨胀土稳定性较差，在路堤边坡使用支撑渗沟的 形式，将长大填土坡面划分为短小的坡面，以加固坡面土 体、支撑路堤边坡、改善坡面排水。结合现场情况，坡面防护采用拱形骨架植草防护，用于砌筑的片石强度不低于 30MPa，使用 M7.5 水泥砂浆进行砌筑，抹面与勾缝使用 M10水泥砂浆。
3.2 膨胀土特殊路堑设计 （1）膨胀土特殊路堑设计根据现场情况，膨胀土特殊路堑施工时，应先清除地基0.8m 厚的膨胀土，并对基底进行压实。地基验收合格后，在路基全宽范围内铺设双层防水土工布，然后分层铺筑水泥改性膨胀土。（2）膨胀土特殊路堑边坡设计 膨胀土路堑边坡设计主要采用工程地质比拟法与力学分析法相结合的方法，对边坡稳定性进行验算。考虑到试验路段路堑深度较小，地基均已采取换填处治，路堑边坡设计为：边坡高度小于 6m 时，采用 1∶1.5 的单级边坡；边坡高度超过 8m 时，采用多级平台性边坡，每级边坡高 6m，第一级边坡坡率为1∶1.15或1∶1，第二级及以上的边坡坡率为1∶1.5。此外，针对部分浅挖路堑，其坡率可放缓至1∶ 1.25~1∶1。（3）膨胀土特殊路堑边坡防护 膨胀土路堑边坡采用浆砌片石护面墙的防护形式，当挖方深度不超过8m时，按单级边坡布置；当挖方深度超过 8m时，设置多级台阶式边坡，每8m布置一个平台，平台宽为2.0m，平台上布设0.4m×0.4m的截水沟。边坡护面墙在纵向每10~15m布置一道伸缩缝，并填充沥青麻筋。当挖方高 度小于3m 时不设置耳墙，小于 6m 时布置一道耳墙，大于 6m时设置两道耳墙。
4·工程实践
4.1 压实度与弯沉检验 为检验膨胀土特殊路基处治方案的实施效果，对路基 不同深度摊铺层压实度与路基顶面弯沉进行测试膨胀土特殊路基顶面弯沉小于设计弯沉值，表明试验路段处治方案和施工工艺切实可行，路基填料被有效碾压密实， 特殊路基的整体稳定性、刚度及耐久性均满足规范要求。
4.2 路基沉降观测
为检验膨胀土路基设计方案的合理性，对路基断面沉降量进行跟踪观测试验路段特殊路基竣工一年后最大沉降量为 19.3mm。特殊路基在雨季降水及行车荷载作用下未发生较为严重的沉降变形，表明膨胀土路基设计形式合理，有效隔绝了外界环境对填料的影响，提高了路基的稳定性，降低了维修养护费用。
5 结语 本文总结了膨胀土特殊路基设计方案，依托膨胀土地 区高速公路工程，将其应用于膨胀土特殊路堤、路堑结构 形式设计中，并对所修筑的膨胀土填芯路堤不同摊铺层压 实度、路基顶面弯沉及沉降量进行跟踪检测。检测结果表明：所修筑的特殊路基施工质量良好，可满足规范与设计要求，且具有较好的整体稳定性，减少了道路早期病害的发生，降低了维修养护成本。实践证明，对于特殊路基的 设计，应针对不同特殊路基的类型及现场实际情况，采取 相应的设计及处治方案，并做好施工控制工作。
参考文献：
[1]符进，朱东鹏，张会建. 共玉高速公路多年冻土特殊 路基基底处理方法研究[J]. 公路，2016，61 （1）：36- 42.
[2]吉敏，孙孝臣，强海涛. 路基施工技术分析及特殊路 基处理[J]. 四川水泥，2015（4）：88.
[3] 王娜，罗波. 高速公路特殊路基设计[J]. 交通标准化， 2011（14）：82-85.
论文作者:卢林林
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年18期
论文发表时间:2019/11/7
标签：路基论文; 路堤论文; 土路论文; 高速公路论文; 稳定性论文; 水泥论文; 方法论文; 《工程管理前沿》2019年18期论文;