石灰改良膨胀土路基施工技术

石灰改良膨胀土路基施工技术

屈丽娟

湖南路桥建设集团有限责任公司 湖南长沙 410004

摘要：为研究膨胀土路基施工技术，简要介绍了石灰改良膨胀土改良方式，并结合具体工程，从石灰改良膨胀土作用机理、施工工艺和质量控制作了阐述。结果表明：对膨胀土采用石灰进行改良处理后，将其作为路基填筑材料，可有效满足路基施工规范要求，进一步提高石灰改良膨胀土路基的稳定性。

关键词：高速公路；石灰改良膨胀土；路基施工；工程特性

针对膨胀土路基，当前主要采用换填法处理，但很多高速公路面临无土可换的局面。对此，还可采用改性法来处理膨胀土路基，在膨胀土中加入固化材料，促使膨胀土的各项物理、化学性质发生变化，使膨胀土变成非膨胀土，减小膨胀的潜势，提高其强度与水稳性，避免边坡发生变形及滑塌，使路基始终保持在稳定状态。

1石灰改良膨胀土机理

1.1自由膨胀率和矿物成分的关系

不同的地质情况，膨胀土的矿物成分大不相同，但所有膨胀土的相同点是主要成分都含有黏土和碎屑矿物。这两种主要成分中的蒙脱石矿物对水分较为敏感，在受到水分影响后体积膨胀十分明显。相比蒙脱石，其他细粒如伊利石、高岭石结构稳定，缺乏或没有膨胀性，因此，要改变膨胀土的性质，需要根据现场采集膨胀土进行矿物分析和物理力学性能检验，控制蒙脱石矿物含量。

1.2膨胀土与石灰的相互作用

石灰改良膨胀土的机理主要包括三个化学作用，一是置换作用，通过石灰中钙离子交换的方式置换其他低价阳离子。二是通过絮凝作用，将膨胀土中的小团粒进行聚集，使其形成团块，同时在击实后，该种结构能形成较为坚固的骨架结构。通过上述两个化学作用能够大幅度降低膨胀土的塑性指数，但在强度方面无提升效果。三是胶结作用，石灰是一种胶凝材料，在与膨胀土作用时，可与土壤中的硅、铝等元素在水的作用下生成氢氧化钙，从而提升膨胀土路基的强度。

2石灰改良膨胀土施工工艺

2.1 施工准备

膨胀土路基施工前设置完善的排水设施，及时排出地面淤积的水分。对原路基用土壤破碎机进行碎土工作。同时应提前调配好石灰与土体掺量比例，对石灰质量进行检验。由监理单位组织质量验收后才能投入使用，质量合格的石灰须及时运入料仓，保持干燥。在进行石灰改良时需要避开雨季进行，防止石灰遇到水分影响质量，考虑到膨胀土和石灰的相互作用原理，在选用石灰时，应首选钙质石灰，避免使用镁质石灰。石灰技术标准见表1。

表1  石灰技术标准

2.2 膨胀土与石灰的拌和

采用路拌法进行膨胀土改良首先选定好拌和场地，将场地清理整平后，划分单元网格，然后路拌机在现场施工人员指挥下匀速进入拌和场地拌和，拌和过程一定要缓慢前进，避免出现拌和不均匀现象。当拌和不均引起路面坑洼时，需要用推土机进行整平后方可重新拌和，同时增加拌和遍数，保证拌和达到相应要求。

2.3 改良后膨胀土的分层填筑与压实

运料车将拌和后的膨胀土运输至原施工场地，按照设定的松铺系数进行分层填筑，运料车卸料时要注意间隔一定距离卸料，保证施工过程中推土机在整平时充分找平，推土机整平后振动压路机迅速静压一遍，将填筑的膨胀土进行压实处理，同时人工对缺填部分进行人工填筑，最后进行洒水养护工作。如填筑后路基不符合设计尺寸，应进行路基切割处理。

3石灰改良膨胀土施工质量控制

3.1 石灰消解的质量控制

采用石灰改良膨胀土的方法进行路基填筑，因此石灰的质量是保证工程质量的第一步，同时石灰的消解能够吸收膨胀土中的水分，发生离子交换作用，提高突然强度，降低膨胀率，但施工拌和过程许多单位常常为赶工期，在石灰未完全消解时就将膨胀土填筑碾压，此时，石灰在继续消解的过程中会导致体积膨胀，路面结构出现肿胀，严重的甚至引起路面开裂，因此需要保证石灰完全消解。

3.2 膨胀土的砂化控制

膨胀土在干燥状态下十分密实、坚硬，通过土壤破碎机破碎时可能会产生破碎不均匀现象，影响石灰与土的拌和效果，因此，在破碎前降低膨胀土黏性十分重要，通过砂化手段可以降低土壤的黏性，同时还能在石灰拌和过程中提升石灰改良膨胀土的强度。

3.3 “起皮”的预防措施

起皮是石灰改良膨胀土施工中经常出现的现象，主要是由于碾压时洒水不均和施工水平较低引起。在洒水不均时，振动压路机在分层压实的施工作业情况下，层间会引起分离现象，因此洒水过程中要全方面进行洒水，避免出现局部多洒或少洒现象。施工单位应避免因赶工期等原因进行的快速施工。

3.4雨季路基施工质量控制

根据气象预报情况，做好雨季施工安排。雨季施工工作面需合理控制，可选取分段、分片、分期的方式完成施工。填筑路基时，需完善排水、防水系统，采取行之有效的措施及时排除地面水。填筑路基时，需将横坡 2%~4%设置到各层表面，以此便于排水。在路堤路肩位置完成填筑施工后，需进行纵向临时挡水土埂设置，间隔相应距离需进行出水口、排水槽设置，为雨水排除提供便利。雨季填筑路基时，如路基在降雨前没有完成填筑、碾压施工，在雨后需先翻除，再次进行铺筑、碾压施工。

3.5压实度质量检测

完成各层施工后，需做好检验施工，并严格按照设计要求进行压实度、平整度等检验，随后进行施工。施工时，碾压各层土后，需及时检验其压实度，检验频率需每2000m2 检测点数4点以上，如在2000m2以内同样检测点数定为4个。路基压实检验标准如表2所示。

表2  路基压实检验标准

3结语

对于膨胀土路基，掺入石灰进行改良是现阶段最常用且有效的处理方式，尤其适用于附近无可换填土的情况。选取石灰改良膨胀土，可有效提升工程施工质量、加快施工进度，缩短施工工期，具有良好社会、经济效益。

参考文献:

[1]邢永学．高速公路路基建设中的石灰改良膨胀土路基施工技术[J].工程技术研究，2020，5(10):61-62．

[2] 庄心善，彭伟珂，吴镜泊. 石灰改良膨胀土强度试验研究[J].公路工程，2017（5）：1-5.