(许昌广莅公路工程建设有限责任公司，河南 许昌 461000)
摘 要：在公路工程路基施工中，膨胀土无法直接用于路基填筑施工，需通过相关技术处理才能作为填料使用。目前，选取石灰改良膨胀土技术已经得到了广泛应用及推广。本文选取“二次掺灰”施工方法，能够有效缩短土料由上路到碾压成型的施工周期。
关键词：高速公路； 石灰； 膨胀土
1.1 膨胀土性质
膨胀土是指主要由亲水性较强的粘土矿物构成细粒土内的粘粒成分，且吸水显著膨胀。同时，膨胀土的特征为多裂隙、超固结等，膨胀土的膨胀性与含水量多少密切相关，如其含水量不改变，则体积不会发生任何改变。但粘土含水量出现变化后，则垂直、水平2个方向将出现体积膨胀问题，含水量即便变化小，也将产生有害性膨胀问题。
1.2 膨胀土的分类
按照膨胀率膨胀土可分为3级，如强、中、弱，蒙脱石、伊利石为其主要粘土矿物成分。具体特性如表1所示。
表1 膨胀土特性
分类大于0.002m粘粒含量/%液限WL/%涨缩总率/%自由膨胀率/%强膨胀土>50>48>4>90中膨胀土30～5040～482～465～90弱膨胀土<><>
要求由取土闷灰开始，合理控制土料含水量、石灰掺加量、摊铺厚度等技术指标。同时，根据湿法击实试验确定土料最大干密度、最佳含水量。也就是由第一次掺灰闷料至完成碾压施工期间，通过室内标准击实试验取样、试样制备进行现场施工过程的模拟，最终利用多种含水量试样进行击实试验，并获取击实曲线、最大干密度、最佳含水量，以此检测现场施工压实度。
先按照“公路工程无机结合料稳定材料试验规程(JTJ057-94)”中的石灰剂量测定方法(EDTA滴定法)进行现场待检灰土的取样和EDTA滴定，得出现场灰土的EDTA消耗量，然后根据“改进的石灰剂量标准曲线”，计算现场待检灰土的灰剂量。现场待检灰土灰剂量的计算公式如下：
P灰土=[(P1-P2)/(V1-V2)]×V灰土
其中，现场待检灰土的石灰剂量可由P灰土表示；
与现场待检灰土EDTA消耗量的标准样相比，EDTA消耗量高出许多的灰剂量用P1表示；
与现场待检灰土EDTA消耗量的标准样相比，EDTA消耗量低出许多的灰剂量用P2表示；
第二次掺灰t天后，含灰量为P1的标准样的EDTA消耗量用V1表示；
第二次掺灰t天后，含灰量为P2的标准样的EDTA消耗量用V2表示。
3.1 施工准备
依照设计规定，施工前有效处理天然原地面、沟塘，检测原材料的质量，选用不同剂量灰土进行标准试验，按照具体施工现状进行作业区段的合理划分，以100～200 m作为各个作业区段。按照填土高度、分层填筑厚度等进行各个区段压实度、灰剂量位置填土层数的划分及确定。
3.2 取土闷灰
选取生石灰作为取土闷灰的材料，要求施工前将土坑内的杂物清理干净，如地表耕直土、腐渣土等，随后推平地表，通过原状土的相关参数对各车生石灰的摊铺面积进行准确计算，随后将方格打在地面上，且利用人工的方式把生石灰均匀地摊铺到各个方格内，并利用挖掘机进行3～4d挖土闷料。为确保土料含水量最佳化及产生土料“砂化”效果，要求通过挖掘机在闷料环节每天都进行1遍土料翻拌。
3.3 上土摊铺
选取水平分层填筑法填筑路基，填筑是路基两侧需多出30～50 cm。按照土的压实厚度、松铺系数等进行各车土松铺面积的确定，且将方格打在地面上，并有效控制方格内土的用量。运土一般都会选取自卸汽车，推土机摊铺施工中应具有均匀性。
3.4 翻晒破碎
土料在第一次掺灰处理且摊铺后，可及时翻晒、破碎土料。按照当天天气情况进行翻晒，定时选取铧犁翻耕土料，并进行土块破碎施工。翻晒土料环节，要求对土料含水量进行定期测量，并对土块破碎具体情况进行检查及进行第二次掺灰时间的确定。
3.5 二次掺灰
第二次掺灰时间，以土料内土料粒径在8 cm以下且土料含水量为最佳值范围内时进行施工。选取消石灰作为第二次掺灰材料，施工前土层表面需选取轻型压路机进行压实，随后通过平地机做好整平工作，且根据压实土层的实际干密度、厚度等技术指标对二次掺灰量、每车摊铺面积加以准确确定，同第一次掺灰一样，要求将方格打在地面上，且控制每车石灰摊铺量，随后通过人工结合平地机的方式均匀摊铺石灰，确保平整度。
3.6 粉碎拌和
均匀摊铺、整平石灰材料后，需及时进行土料粉碎施工，选取的机械为稳定土拌和机。粉碎施工阶段，要求指派专人对拌和机的拌和深度进行详细检测，防止素土夹层问题产生。除此之外，要求进行一次粉碎施工，就必须对土料的含水量、土颗粒分布情况进行一次检测，直到土颗粒在5 cm以上的材料含量在5%以下，及土颗粒在2 cm以上的含量在20%以下即可。
与此同时，土料粉碎后在对其石灰剂量、含水量进行测试时，相比设计石灰剂量，各个测点石灰剂量应多出-1%左右，且相比最佳含水量，含水量在其+3%范围内，就可以实施整平、碾压施工。当具有较低灰剂量，需进行石灰快速补充及拌和施工，当具有较高含水量时，可通过铧犁不间断地进行翻拌施工，以此达到含水量减小的目的。
3.7 稳压整平
粉碎土料后，可选取光轮压路机进行1遍稳压施工，随后按照相关规定通过平地机进行整平施工，其施工顺序为从边侧到中间。整平施工中，需及时测量土层厚度，且按照此时土料松铺系数调整土层厚度。进行顶层施工时，在稳压、整平土层后需进行高程测量，且根据设计高程、土料松铺系数等再次整平土料，直到土层各项条件与设计规定相符。
3.8 碾压
完成土料整平作业后，需及时碾压，操作过程具有连续性，直到其能够满足规定压实度、外观质量。通过试验段确定碾压机械组合、遍数，各层土碾压时间必须控制在12 h以内。具体碾压组合方案如表2所示。碾压施工中，如表层含水量不足，出现松散问题，需及时进行水分补充，并保证材料与轮胎不产生粘结现象，随后进行碾压施工。如局部位置出现弹簧问题，应及时将弹簧土挖除，且回填质量合格的土料，并做好压实施工。碾压施工顺序为从边侧逐步碾压到中间位置，压路机需进行40～50 cm重叠，与其他位置相比，路基边侧位置应多进行2遍碾压。
表2 碾压组合方案
结构层具体施工方法下路堤YZ18型振动压路机(2遍振压)3Y18/21型三轮压路机空载(2遍静压)YZ18型振动压路机(静压光面)上路堤YZ18型振动压路机(2遍振压)3Y18/21型三轮压路机满载(3遍静压)YZ18型振动压路机(静压光面)路床YZ18型振动压路机(2遍振压)3Y18/21型三轮压路机满载(6遍静压)YZ18型振动压路机(静压光面)
3.9 台后填土
各层填土碾压成型后，需组织相关人员进行及时验收，具体内容涵盖压实度、灰剂量、高程等，弯沉验收作业需用于上路床顶层。随后选取薄层填筑桥台背后、涵洞等位置的土层，且在20 cm以内控制其松铺厚度，因施工作业面相关因素制约，此位置土料需在相近路段完成各项施工流程后，通过推土机向所填位置放置，且做好整平、碾压作业。如边角位置压路机碾压难度大时，可选取小型夯实机械进行施工，以此确保其压实度满足施工规定。
伴随社会经济发展速度的快速提升，我国高速公路事业也得到了极大的发展。石灰改良膨胀土技术的合理应用，可全面提升工程建设的质量，为此得到了广泛的应用。本文在全面分析膨胀土性质的基础上，对施工要求及施工工艺进行了探究，以期提高路基稳定性、延长公路使用年限。
参考文献：
[1] 佟 辉. 高速公路路基膨胀土填筑技术研究[D]. 西安：长安大学，2012.
[2] 胡拔香. 随岳高速公路膨胀土路基施工技术研究[D]. 西安：长安大学，2011.
[3] 阮志新，蓝日彦，陈宏飞. 石灰改良膨胀土填筑路基的施工工艺及质量控制[J]. 中外公路，2012(2)：1-4.
联系客服
