膨胀土在高速公路路基填筑中的利用

1、膨胀土在高速公路路基填筑中的利用摘要：在膨胀土地区的高速公路建设中，膨胀土的科学、合理判别是工程建设中的一个关键技术难点，其判别的结果将影响工程的投资、进度、质量和环境保护等一系列问题。在现有规范的基础上，应建立膨胀土路基填料的判别和分类标准，针对膨胀性不同的土分别采取相应的工程技术措施和施工工艺，以确保高速公路施工质量。关键词：膨胀土 膨胀性判别 路基填筑1. 概述 高速公路是一巨型带状工程，要跨越不同的地质单元，在有膨胀土地区的道路勘察设计和施工中不能判别和区分膨胀土和非膨胀土，会给生命线工程带来巨大的浪费或工程质量隐患。 目前，国内外判定膨胀土的方法和指标较多，总体上说有以土的颗粒组成与

2、粒度性质、土的矿物成份或化学性质、膨胀力以及各指标综合评定。膨胀土的判别与分类，不同的研究者从不同的工作目的出发，采取不同特性指标建立的判别与分类系统，各标准之间彼此有一定的差别是正常现象。结合具体的工程特点进行膨胀土的判别和分类是有利于工程建设的。 在工程实际中，相关的规范和标准是勘察、设计、施工和管理的重要依据。目前，涉及到膨胀土的主要规范和规程有：国家建委颁布的膨胀土地区建筑技术规范（GBJ112-87）、铁道部制定的铁路工程地质膨胀土勘测规则（TB10042-95）、交通部发布的公路路基设计规范（JTJ013-95）、中华人民共和国军用标准膨胀土地区营房建筑技术规范（GJB2129-1

3、994）以及云南、广西等地方行政部门制定的有关技术和维护条例。 膨胀土填筑的路堤、膨胀土地基、膨胀土路段的边坡在外部条件发生变化的条件下，膨胀土的工程性质的变化，可能会对高速公路的建设和安全运营带来危害。因此，应根据膨胀土在实际工程中的工作性状，对其进行工程分类，这样，有利于工程建设。 2. 路基填料的要求 在路基压实中，填料的质量是路基质量的最基本保证，为使路基具有足够的强度、水稳性和较小的压缩性，对填料作了严格规定。岩块及砾石容易压实，粗粒土次之，最难压实的是细粒土。因此，在填筑细粒土施工前，必须进行室内击实试验，为施工提供最大干密度和最佳含水量。对粗粒填料，颗粒级配对压实影响很大，级配均

4、匀的土压实难，级配不均匀的土可得到较高的密实度。此外，压实方法、压实机械性能也影响压实效果：粘性土宜用辗压或夯击方法，而砂性土则以振动压实为主。 膨胀土是公路路基填筑中经常遇到的一种特殊的细粒土，合理利用这种土是作为路基填筑材料一直是人们所关心的问题。膨胀土总体说是一种非理想的路堤填筑材料，路基设计规范规定，高膨胀土一般不能作为高等级公路路基填料。然而在部分地区土地珍贵、土源紧张的情况下或从保护土地资源角度出发，必须采用这种具有膨胀性的土填筑路基时，对其膨胀性的判别就显得异常重要了。哪些膨胀土可以利用，哪些通过改良后可以采用，以及如何合理利用膨胀土是值得深入研究的问题。要想回答这些公路工程中最

5、基本的问题，路堤用膨胀土填料的分类和判别是一个必须首先明确回答的问题。 沂淮江、宁宿徐、宁淮等高速公路通过膨胀土地区，其膨胀土的成因类型多、挖方段呈零星分布等特征，膨胀土的合理、科学判别成为沂淮江、宁宿徐、宁淮等高速公路建设中的一个关键技术问题。 3. 路基填料土的膨胀性判别 针对沂淮江、宁宿徐、宁淮等高速公路膨胀土发育和发布特点，在综合前人经验研究成果的基础上，建议采用土的物质组成（粘土矿物组成、粒度组成等）、土的物理性质判断指标并结合膨胀土的工程地质条件进行综合判别。 3.1膨胀土的初步判定 3.1.1裂隙发育，常有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填着灰白、灰绿色粘土。无论何种成因类型的膨胀土，

6、都是由两组以上的裂隙组合而成的裂隙结构体。 3.1.2在自然条件下土体呈坚硬或硬塑状态。 3.1.3多出露于二级和或二级以上阶地、山前和盆地边缘丘陵地带，地形平缓，无明显自然陡坎。 3.1.4常见浅层塑性滑坡、地裂，新开挖坑（槽）壁易发生坍塌等。 3.1.5土的自由膨胀率40%。 3.1.6工程场地附近有膨胀土破坏的实例和现象。 膨胀土的初步判定在高速公路建设中，应易粗不易细，不应将可能具有膨胀土的土判为非膨胀土，直接用于路基的填筑，以免给工程建设带来危害和被动。膨胀土的工程地质调查是发现最直接的方法，在公路工程中有十分重要的意义，应首先从了解和定性判断挖方土体的工程性质，这将为以后的综合判定

7、膨胀土提供基础。 3.2膨胀土特性的判别 3.2.1土的物质组成(粘土矿物组成、粒度组成等)判断指标：胶粒含量(15%或粘粒含量(30%；土体中蒙脱石(等效蒙脱石)的含量7%。 3.2.2土的主要膨胀性性质判断指标 a 胀缩总率0.7%；b 土的塑性指标(Ip)18；c 液限40%； 3.3膨胀土路用填料的工程特征 用CBR试验的膨胀量来控制膨胀土的胀缩性； 应进行膨胀土的剪切试验，获得峰值强度和残余强度； 当采用CBR试验的膨胀量控制时，采用湿法重型击实标准，在最佳含水量和90%压实度下，按膨胀量大小分为三个等级：8%时为强膨胀土； 为保证填土的强度，同时降低膨胀性，宜采用湿法重型标准进行压

8、实控制，不同含水量情况下CBR值必须3%； 用膨胀土做为路堤填料，应考虑的填筑施工时的含水状态和压实标准。 4. 膨胀性土在高速公路路基填筑中的应用 当采用膨胀性土填筑路基时，首先应对其膨胀特性进行判断，根据其膨胀性的强弱采取不同的工程措施。 弱膨胀土可直接用于路堤填筑，宜主要用于填筑上、下路堤。在填筑路堤施工中，宜采用稍大于最佳含水量的填筑标准，弱膨胀土的CBR值主要受控于含水量和干密度，将压实功控制好，这样，可获得较高的压实度和比较高的初期强度，且浸水后的膨胀量和CBR值衰减比较小，有较好的水稳定性的路基。 中等膨胀土不宜直接用于填筑路堤。中等膨胀土CBR值主要受控于含水量和干密度，碾压时

9、土层含水量采用最佳含水量时，虽可获得较高的压实度，但其一般膨胀量较大，CBR较小，当采用碾压时土层含水量大于最佳含水量较多时，虽然土的CBR值有所提高，但路基的压实度较难以达到90%以上，同时，存在路基收缩变形的隐患。在实际施工过程中常常出现“橡皮土”现象。因此，如用中等膨胀土作为路堤填料，一般需要采用处理措施，如采用石灰改性或进行路堤包边处理等。在采用非膨胀土粘性土包边处理的情况下，下列膨胀土可不通过改良直接用于路堤的填筑，其填筑要求除满足路基施工规范和设计文件要求外，应满足下列的条件： 只用于路堤90区填筑； 不同含水量下的CBR值3%； 胀缩总率1.7； 在可能被水淹没的路段不得采用；

10、所填路堤在地下水位以上。 在直包边处理措施后，可直接利用中等膨胀土填筑路基。填筑时必须严格控制碾压时土层的含水量，一般宜略低于塑限的含水量，以期获得压实度满足要求，且有较高的初期强度，其胀缩变化不会给路基带来不利的影响。只要包边处理到位，路基中的含水量不出现很大改变，用中等膨胀土填筑的非浸水包边路堤是稳定的。 5. 结论 5.1膨胀土粘粒含量高，含有膨胀性矿物，表现出的胀缩特性十分明显，工程性质差，且膨胀性矿物愈多，粘粒含量愈多，这种特性愈明显。同时，膨胀土具有天然含水量大、粘性大、亲水性和持水性强、透水性差的特性。施工时晾晒困难且不易粉碎，施工难度大。因此，在高等级公路建设中，在没有充分研究和试验的基础上，对这类不良土要认真、慎重对待。 5.2针对高速公路建设的特点，应区分膨胀土的不同工程性质和工程处理的目的，对其膨胀性进行科学、合理的分类，在此基础上方可作出科学的决策。 5.3对不同类型的膨胀土，应采用不同的工程措施。弱膨胀土采用相应的施工工艺的情况下，一般可直接用于填筑路基，中等膨胀土在采用了如改性或包边等工程措施后，并在严格控制施工工艺的情况下，可用于填筑路堤。这样，不仅节约投资，而且能保护环境。 5.4在进行膨胀土路基施工前，首先必须进行室内相关试验，确定施工控制指标，并进行铺筑试验路，研究施工工艺，提出指导意见