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摘要：交通工程的发展，是确保人们高效率生活和生产的首要条件。高速公路作为交通工程中重要的组成部分，与人们的生活有着直接的联系。在实际的施工中常常会遇到膨胀土地段路基，引起具有的胀缩特性，给工程的施工带来更高的难度，因此，本文将对高速公路膨胀土地段路基施工技术进行重点的分析。
关键词：高速公路；膨胀土地段；路基处理；施工技术
前言：
膨胀土是岩土工程建设中关键的问题。因为膨胀土独特的性质，遇水膨胀、失水收缩对民用建筑、工业建筑、水利、铁道、公路等工程的建设造成严重的破坏，进而严重的影响工程的整体质量，不能有效的保证工程完工后正常使用。特别是近几年我国经济水平的快速提升，高速公路的不断发展，使得人们对膨胀土路基的处理越来越重视，随着多年的经验积累也在这一工作方面取得了相应的效果。
一、膨胀土的判别与分类
关于膨胀土的定义，学术界和理论界之间是存在差异的，没有对其进行统一的定义，直至1969年，国际膨胀土会议正式对膨胀土进行第一，称其为一种黏土，其所含的矿物成分对于所处的环境变化，特别是对于湿度状态变化非常敏感，其结果是随着湿度的增加或减少而发生膨胀或收缩，并产生膨胀压力，或收缩裂缝。
在膨胀土地区进行高速公路建设时，应对膨胀土与非膨胀土进行准确的辨别和认知，同时还要对膨胀土膨胀势的强弱和工程性质的特点进行确定，这样才能在工程的设计和施工中采取科学有效的处理方法。
根据以往工程建设的经验可以得知：只有保证对膨胀土判断无误的情况下，才能有效的保证处理方法的合理性，才能确保工程施工的质量。对于膨胀土的判别和分裂，国内外已有了大量的研究，并更具膨胀土使用的不同目的进行不同的方法对其进行判别和分类。例如：
通过膨胀性矿物（蒙脱石及蒙脱石和伊利石、高岭石的混层矿物）的含量、膨胀土的液限和塑性指数、自由膨胀率等等。
目前，对于膨胀土的判别方法，国内国外并没有进行统一，常用的判别方法是将现场定性和室内简易定量指标相结合，也就是根据工程地质的特征以及土的自由膨胀率指标进行综合判定：
1、裂隙发育，常有光滑面与擦痕，有的裂隙中充填灰白色、灰绿色粘土，在自然条件下呈硬塑状态。
2、多出露于二级或二级以上阶地、山前丘陵和盆地边缘，地形平缓，无明显自然陡坎。
3、常见浅层滑坡、地裂、新开挖坑槽壁易发生坍塌等。
4、建筑物裂隙随气候变化而张开或闭合。
5、自由膨胀率大于或等于40%。具备这些条件的土可判定为膨胀土，然后再对其进行粘土矿物、基本指标、力学强度等全面研究。
二、高速公路膨胀土路基处理方法
针对膨胀土的特性，在进行高速公路的修建时，对施工设计方案进行设计时，必须对膨胀土边坡稳定及防护进行考虑，同时还需考虑膨胀土隧道的支护与衬砌问题以及膨胀土路基的处理。目前，我国针对膨胀土路基的处理方法有以下这三种：
1、换土处理法
膨胀土地区路基设计需要进行特别处理的原因就是土质的特性，因此，在设计中最先想到的解决办法就是换土，将原本的膨胀土换成一般的土，就能彻底解决问题。为做好成本控制，在进行施工方案设计时必须根据公路所在地的气候资料精确计算换土深度，既要保证路基发挥自身功能，又要使造价最低。不同地区气候不同，膨胀土的临界深度和临界含水量也就不同。根据工程实践中的经验和资料，地面降水使得土体含水量发生急剧变化的深度范围是1至2 m，具体来说，强膨胀土为2m左右，中或弱膨胀土为1至1.5 m。因此，对该地区临界深度的确定是换土方式解决问题中至关重要的环节。
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2、湿度控制法
该方法的原理是隔断膨胀土与外界环境的联系，主要是要避免与大气的接触和防止地面降水向土体的侵入。在这种指导思想下，工程实践中常采用的方法是预湿法。在水里工程中一般采用用水浸泡地基土或覆盖非膨胀土以达到膨胀土的湿度平衡的方法，起到了良好的效果。另外利用特殊包裹材料将路基进行包封的做法运用较为广泛，通常采用土工布或粘土。
3、改性处理法
顾名思义，改性就是改变土体的性质，基本原理就是通过向土基中加入一些化学物质使其与土基中的某些成分发生化学反应形成新的稳定性物质。经过处理的土体性质发生明显改变，表现为强度增强、潜势降低、水稳性增加，事实上已经将膨胀土转化为非膨胀土。在工程实践中通常采用水泥、石灰或其他固化材料。他们的原理分别如下：水泥中的钙酸盐与铝的水化物和颗粒间的胶结作用，胶结物逐渐脱水和新生矿物的结晶作用，从而降低膨胀土的液限，增大了膨胀土的塑限和抗剪强度；石灰的固化作用是由于盐基交换、次生碳酸钙胶结性、粘土颗粒与石灰相互作用形成新的含水硅酸钙、铝酸钙等新矿物而显现出来；NCS固化材料除具有石灰、水泥的优点消除土的胀缩性外，还有吸水增强作用，改善土的压实性并生成微型加筋结构，提高土的强度。已有不少的成功案例证明这些方法的有效性，但经过总结，这些方法成功的关键在于施工的工艺水平和技术水平。
三、膨胀土改性处理的施工工艺
首先，对路基地表上存在的杂物进行彻底的清除，并进行路拱的设置，将地表上的水分清除干净，保持表变干爽。如果遇到路基下表层的土为膨胀土时，应掺入生石灰粉，并翻拌25至30厘米，严格按照规定的要求对其进行整平和碾压直至密实度达标之后在进行填筑路堤工作。
其次，根据压实机具试验确定的松铺厚度对其进行摊铺工作，通常情况下，采用重型压路机时，将其松铺25至30厘米为一层，然后再采用推土机对其进行推运摊铺，完成初步推平的工作。
其三，根据掺拌剂量对每一个断面所用灰量进行有效的计算，同时采用方框标线对其进行明确的标注，与此同时，将袋装生石灰粉摆放好，然后进行撒铺工作。
其四，用旋耕机翻拌2至4遍，闷料24小时，利用生石灰粉吸水的性质将土壤中的水分充分的吸收，水化消解。接着根据土团粒径的大小采用旋耕犁打碎1到3遍。针对利用改性剂改性的膨胀土，按照土的2%的重量比进行石灰的掺加，与此同时将其搅拌匀净，另外也可以对其进行改性剂水溶液的喷洒工作，确保土壤的含水量达到最佳状态，然后采用平地机对其整平，无须再进行闷料工作。
其五，对现场的土进行取样，并测定其含水量，在接近最佳含水量范围时，利用平土机或是推土机对其进行推平，然后采用先轻后重、先静压后振压、最后静压的原则对其进行碾压，且碾压的密实度达到标准规范即可，针对一些特殊的部位，例如：路肩等，应多压1至2 遍，以此有效的保证边缘有足够的密实度。其后，每一层的填压工作按照此工艺流程循环进行，直到路基高度到设计的高度。工程界对用膨胀土填筑场地已取得一定的共识，一般是将强膨胀土废弃，采用弱、中等膨胀土改性处理后进行分层填筑。但需要注意的是在现场施工中，同一取土场地或开挖断面，不同的深度，膨胀土的性质可能产生较大的差异，这就要求施工中对要作为路堤填料的膨胀土土性进行充分跟踪检验和改性试验，确定满足工程要求的最佳配合比和采用最佳的施工方案。
结束语：
综上所述，对膨胀土的固有特性进行综合的分析，以及对外界的影响因素进行全面的掌握，并通过以往的工作经验，对膨胀土的强度衰减变化规律进行有效的掌握和了解，这样能有效的对膨胀土进行处理，同时伴随着经验的积累，会不断的完善和改进处理方案，为今后高速公路在膨胀土地段建设提供有效的依据，促进高速公路的发展，加快我国交通行业发展的速度。
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[3]史慧敏；郑少；高速公路膨胀土路基处理[J]；中国西部科技；2004（05）
[4]邓勇；公路膨胀土路基处理浅析[J]；科技风；2010（24）
论文作者:吴秋英
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/22
标签：对其论文; 路基论文; 土路论文; 工程论文; 方法论文; 高速公路论文; 含水量论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;