公路路基路面设计中膨胀土的处理方法分析

公路路基路面设计中膨胀土的处理方法分析

刘泽鑫

天津市政工程设计研究总院有限公司300392

摘要：膨胀土问题是公路建设中的一个难点，由于膨胀土本身的性质，使其在公路建设中遇到了许多技术上的困难。膨胀土的自由膨胀率、工程地质条件、等众多因素是影响膨胀土主要性能指标的关键因素，膨胀土具有多裂隙、超固结性、湿胀性和干缩性等众多特点。如果处置不当，将会给项目施工带去重大的损失。一旦出现问题，想要挽回，就很困难了。在大量的土体分析中，国内外已有不少学者对膨胀土进行了不同的分析，本文对如何治理膨胀土提出几点意见。通过对膨胀土的类型、判别方法的分析，介绍了在路基工程设计中采用膨胀土作为地基基础的改进措施。

关键词：路面设计；膨胀土性能；处理方法分析

引言

膨胀土是一种由黏土中的亲水成分构成的普通土体，研究膨胀土壤的自然膨胀系数及工程地质条件，对路面施工建设具有重要的意思。近年来，膨胀土的工程性质引起了大量的工程事故，造成了大量的经济损失。目前，膨胀土的工程性能不佳，造成了大量的工程问题，造成了严重的经济损失，因此，在施工过程中，对膨胀土做好施工处理，极大程度上可以避免众多工程事故的发生。

一、膨胀土性质分析

膨胀土的部分性能会随条件的变化而变化，当膨胀土失稳时，其抗剪性能迅速下降，从而使其强度降低。膨胀土是一种吸水、膨胀的矿物，它的强度很低，在脱水和收缩时会增大。由于膨胀土的吸水性、失水收缩等原因，会对路基的结构造成严重的破坏，所以对膨胀土的性质进行研究，可以有效地解决因膨胀土而造成的路基变形与破坏。

1.膨胀土刚强度特性

膨胀土具有很好的强度特性，一般情况下具有很强的抗剪切能力，但一旦发生失稳，其抗剪性能就会下降。这个特点引起了许多专家和学者的讨论。最后，有两种比较成熟的理论。其中一种是饱和土的强度理论，另一种是非饱和土的强度理论。两种学说都有各自的拥护者，从某种意义上解释了膨胀土的性质。

2.膨胀土的吸水膨胀失水收缩的特性

首先，膨胀土中含有一定的吸水矿物，所以膨胀土具有吸水的性质，而在吸收水分的过程中，膨胀土的强度会降低。膨胀土在失去水分的情况下，其强度也随之增大。从而使膨胀土在吸水失水时出现变形，从而造成道路的破坏。必须对膨胀土的膨胀性能进行深入的研究，才能解决膨胀土的膨胀问题。目前我国对膨胀土的研究是重中之重。通过持续的实验和模型的建立，可以从根本上解决因膨胀土引起的路基破坏问题。

二、膨胀土判断方法

在膨胀土区公路建设中，应根据不同的土体结构特点，正确判断其膨胀倾向及工程特性，并在具体的工程设计与施工中选用适当的处理措施。膨胀土的判定应根据表面的观察和膨胀情况，或对各项指标进行综合分析之后得出结论。

1、直接判断法

通过对膨胀土不同指标进行测定，并通过采样，可以对膨胀量及矿物成分进行分析。由分析结果可知膨胀土的特点性能比较显著，其主要成分是亲水矿物，吸水膨胀，失水收缩。从外表可以看出。膨胀土的外表面要平滑，有一定的间隙。

2、间接判断法

使用直接测试判断法不能测定膨胀土的膨胀系数时、可以通过膨胀土样的膨胀力、标准稀释、自由膨胀系数和比表面积的测定，可以准确地判定膨胀土的质量。

三、膨胀土在道路工程中的危害

膨胀土地区因其本身存在着水胀水缩的变形特征，其浸润强度出现衰减，这种情况就会对路基道路的施工带去一些不良的影响，在岩土工程中，应加强对膨胀土的显微组织及工程特性的研究。

由于膨胀土体的吸水性、失重等特点，导致路基变形、开裂等问题的发生。由于膨胀土的堵塞，不但会严重影响项目施工的正常进行，而且会导致很多施工过程中的资源浪费，导致路面裂缝等质量问题，对公路的安全产生了很大的影响。膨胀土主要是平原，主要是盆地。在这样的地区进行公路基础建设，会对工程质量造成一定的影响，膨胀土在外部环境温度的改变下，会出现开裂，对现有的地基造成严重的损坏，从而导致道路的损坏。

四、公路路基路面设计中对膨胀土的处理

1.用其他材料对膨胀土进行改良

膨胀土的性能提高有利于路基工程的建设，在路基工程的建设中，对膨胀土的性能进行改良，进行这些操作之后，虽然膨胀土的性能得到改善，但由于其施工工艺、设备费用较高，影响了其在国内的应用。水泥等固体物质能与膨胀土发生物理、化学反应，从而使其力学性能得到改善，从而使其膨胀性减小，提高膨胀土的稳定性，等到水泥凝固之后，膨胀土通过与氢氧化铝及微粒的粘附作用，形成一些新的矿物质结晶体，从而改善膨胀土的性能。

2.土工格栅加固方法

土工布的抗拉强度较高。由于土工格栅是一种互相咬合的组合，它能有效地吸收由于水分而产生的收缩变形，从而避免了道路路基的损坏，减少了路面开裂的可能性，并能有效地阻止水分渗入裂缝，从而影响整个结构的稳定。通过对一些膨胀土进行加固处理，可以有效地解决由于膨胀土的硬度降低、易松动等问题，从而改善道路的抗剪强度，从而防止由于强度的改变而造成的路基及道路的质量问题。

3.优化路面排水系统

这条公路在很长一段时间里都在很坏的条件下行驶。膨胀土在太阳和雨水的双重作用下，膨胀后，会对道路和地基产生损害。工人们要把道路的排水工作做好。可在道路路面上安装排水系统。比如，为了避免雨水渗透到路堤的地基，可以在路堤的边坡上修建排水沟，以保证道路路基的完整性。及时排水能够有效地改善汽车的安全性，降低车祸的发生。在膨胀土基础上，除了排水渠等排水设备外，还可以使用土工织物进行封闭，以避免膨胀土与外界空气的接触，增加湿度，减少土壤湿度，维持膨胀土的湿度，避免因水分变化而产生的膨胀、收缩变形。

4.换填土

采用换填法对膨胀土进行了简单的处理。采用透水率较高的土壤取代膨胀土，能有效地解决膨胀土的吸水率、失水收缩等问题，从而确保地基安全。在工程实践中，不能完全的去掉膨胀土，可以使用一些性能更好的土质来替代膨胀土，从而减轻道路的变形。更换充填时，应严格按有关规范进行更换，并按技术规范进行更换。在地基上加入其他土壤可以改善地基的承载力。在工程实践中，建筑工人要结合不同地区和不同工程的具体条件。他们可以利用本地的原料把砂砾和淤泥掺入替代的填充剂。该工艺具有较高的经济性和实用性。

5.保湿方法

从水的稳定性角度来说，这是一种处理膨胀土问题的有效途径。在保证膨胀土水分含量的前提下，膨胀土的水稳定性得到了有效地控制。沟渠保湿、预湿、窗帘保湿是当前普遍采用的保湿方式。它还可以对路基的边坡路肩进行封闭，对挡墙进行防护，采用土钉、锚索等方法进行防护，并在路堤的两边增加隔离墙。

总结

膨胀土是一种对公路、桥梁等工程产生重大影响的特殊土壤。在膨胀土区域，主要表现为沉降变形、滑坡、崩塌、纵向裂缝等。膨胀土若不能得到及时的检测和处置，将会对工程和财产造成严重的损害。结果表明，只要采取正确的措施，就能降低或消除膨胀土的危险。比如，在膨胀土地基的填筑中，必须重视压实度和某些施工技术。膨胀土的稳定性取决于水分的多少，所以要注意防水。同时，还可以采取植物保护和边坡保护措施。路基的设计要防止风化和水蚀，保证水分的稳定性，从护坡角度出发，适当地减小斜坡的高度，采取分段、连续的措施，并适时地封闭场地。

参考文献：

[1]王林.公路路基路面设计中膨胀土的处理方法[J].人民交通，2019(04):77-78.

[2]赵建军.公路路基路面设计中膨胀土的处理方法[J].北方交通，2017(06):85-87.

[3]罗钊.公路路基路面设计中膨胀土处理方法[J].智能城市，2021,7(10):43-44.