公路工程路基换填技术应用研究

公路工程路基换填技术应用研究

朱鸣静

河南省第二公路工程有限公司  河南  郑州  450000

摘要：公路工程作为国家基础设施的重要组成部分，对于经济发展、社会进步和国防建设具有重要意义。然而，随着公路建设的不断推进，也面临着诸多挑战，特别是在复杂地质条件下的路基建设问题。湿陷性黄土是一种常见的复杂地质条件，其具有较高的压缩性和不稳定性，给路基建设带来了很大的困难。为了解决湿陷性黄土路基建设的问题，灰土换填法被广泛采用。本文旨在深入探讨灰土换填法在湿陷性黄土路基处理中的作用和技术要点，以期为公路工程建设提供理论支持和实践指导。

关键词：公路工程；路基换填；灰土换填法；湿陷性黄土

引言

湿陷性黄土是一种常见的地质现象，由于其具有较高的压缩性和不稳定性，因此在工程建设中经常成为难题。湿陷性黄土路基问题是指在这种地质条件下，路基因受到水分的渗透作用而发生沉降、变形等问题，对道路的安全性和稳定性产生严重影响。这些问题主要产生于湿陷性黄土的特殊性质，包括其高压缩性、低承载能力、易变形等。灰土换填法是一种常用的地基处理方法，其基本原理是利用石灰与土的混合物进行地基填筑，从而改善地基的物理力学性质。石灰是一种良好的气硬性胶凝材料，与土混合后，经过机械搅拌、压实和养护，形成一种具有较高强度和稳定性的灰土垫层。这种垫层能够有效地提高地基的承载能力，减少沉降量，防止路基变形。

一、灰土换填法的作用

目前，常用的路基处理方法主要包括：换填法、强夯法、预浸水法、挤密法等。不同技术的优缺点如表1所示。

表1  路基常用处理方法优缺点

路基换填是指将不符合设计要求的软弱土层挖除，代以人工材料进行加固处理的过程。该技术的目的是提高路基的强度、稳定性和耐久性。常用的路基换填材料包括灰土、砂砾、碎石等。其中，灰土具有较高的强度、良好的水稳定性和耐久性，且具有就地取材、施工简便等优点，因此在湿陷性黄土地区得到广泛应用。灰土换填法在处理湿陷性黄土路基中扮演着重要的角色。这种工艺方法显著提升了路基的承载能力，显示了灰土具有较高的强度与稳定性。

第一，灰土换填法可有效提升路基强度。灰土的强度主要来源于其胶结作用，这种胶结作用使得灰土颗粒间形成了稳定的结构，从而提高了整体的强度。同时，灰土的稳定性也表现在其对于水和各种物理侵蚀的抵抗能力上，这使得路基在各种环境条件下都能保持稳定。

第二，灰土换填法可有效提升路基的水稳定性。在雨季时，如果路基被水浸泡，灰土能够有效地防止水对路基的破坏，减少水毁现象的发生。这种水稳定性不仅保证了路基的使用寿命，也极大地增强了道路的安全性。

第三，灰土换填法在施工中，还具有就地取材、施工简便等优点。在湿陷性黄土地区，利用当地的黄土和石灰等材料进行换填，可以大大降低施工成本。同时，灰土的施工过程相对简便，无需复杂的设备和步骤，这不仅能提高施工效率，也降低了施工难度。

总的来说，在湿陷性黄土地区采用灰土换填法进行路基处理，不仅具有重要的工程意义，也具有明显的经济价值。这种方法能够显著提高路基的承载能力、水稳定性和使用寿命，同时还能降低施工成本和提高施工效率。因此，在未来的道路工程建设中，灰土换填法有望得到更广泛的应用和发展。

二、工程概况

某公路工程位于山岭重丘区域，高路堤段偏多，且具有较高填挖量，据勘查结果显示，本路段路基地基底部位置存在大量湿陷性黄土，为了防止影响路基施工质量，经多方商议，最终决定采用灰土换填法进行湿陷性黄土路基处理。

三、灰土换填施工工艺流程

1、灰土换填材料选择

石灰：选择使用新鲜的消石灰，其优点是活性高，能更好地与土壤中的活性物质发生反应，提高灰土的强度和稳定性。同时，要避免使用陈年石灰，因为其活性较低，效果不如新鲜石灰。

土料：灰土中的土料应选择符合要求的粘性土，要求土质均匀、含砂量适中，不得含有过多的有机物和杂质。在使用前，应对土料进行筛选和晾晒，确保土料的质量和活性。

灰土：灰土的比例应根据设计要求进行配比，一般采用石灰：土 = 3:7 或 2:8 的比例。在拌合过程中，要确保灰土的均匀性，使灰土中的各成分充分反应。

2、黄土挖除

在施工前，将需要处理的湿陷性黄土进行仔细的挖除，并清理干净。挖除的深度和范围应根据设计要求进行精确操作，以确保工程的准确性和安全性。挖除湿陷性黄土是施工前的一项重要任务，它能够确保工程的顺利进行和施工的质量。在挖除黄土时，需要注意安全和效率，采取适当的工具和方法进行操作，同时要注意对周围环境的影响。挖除后的黄土应及时进行妥善处理，避免对环境造成不良影响。

3、冲击碾压

在挖除黄土后，应对地基进行冲击碾压，以消除地基中的湿陷性和提高地基的承载能力。冲击碾压的次数和力度应根据设计要求进行操作，在本工程当中，应在12-15遍之间控制冲击碾压遍数，并按10-15km/h的速度进行施工。

4、灰土换填

第一，灰土拌和。在拌合灰土时，应将石灰和土料按照比例进行拌合，确保灰土的均匀性和质量。同时，要注意拌合的深度和力度，使灰土中的各成分充分反应。

第二，摊铺。将拌合好的灰土进行摊铺，摊铺的厚度和宽度应根据设计要求进行操作。同时，要注意摊铺的平整度和均匀性。

第三，粗平整形。在摊铺完成后，应进行粗平整形，将灰土表面整平，使其符合设计标高。同时，要注意不得在灰土表面留下过多的水分和杂物。

第四，稳压。稳压施工时，以稳定灰土表面和减少变形为目的。稳压的方式可以采用压路机或静力压实等方法。

第五，碾压密实。将灰土表面压实，提高其承载能力和稳定性。碾压的次数和力度应根据设计要求进行操作，前两边碾压施工时，应按1.5-2.0km/h的速度施工，后期可适当提高速度，按2.0-2.5km/h施工。碾压过程中，先进行1遍静压，随后进行3-5遍振动压实，最后在进行1-2遍静压，直到满足施工要求。

第六，养生。在碾压密实后，应对灰土表面进行养生，以提高其强度和稳定性。养生的方法可以采用覆盖草帘或洒水等方法，根据设计要求进行操作。

四、灰土换填施工质量控制措施

质量控制是确保工程安全、稳定、高效的关键因素之一。对于湿陷性黄土路基处理工程而言，质量控制更是重中之重。因为湿陷性黄土路基处理工程的质量直接关系到道路的安全性能和寿命，一旦处理不当，极有可能导致道路在使用过程中出现塌陷、开裂等严重问题，给交通安全带来极大隐患。因此，在湿陷性黄土路基处理工程中，必须高度重视质量控制工作。

1、施工前的准备工作。在施工前，需要做好充分的准备工作。首先，要组织技术人员进行详细的地质勘察，了解现场地质情况，包括土质、地下水位、气候条件等，以便制定合理的施工方案。其次，要准备好必要的施工设备和材料，并进行充分的检验和测试，确保其质量和性能符合要求。

2、施工过程中的质量控制。在施工过程中，要采取一系列有效的质量控制措施。首先，要严格控制施工工艺流程，确保每一步施工操作都符合规范要求。其次，要加强施工现场的监督和管理，及时发现和解决质量问题。同时，要对施工过程进行详细的记录，以便后期进行质量检查和验收。

3、施工后的质量检测和验收。在施工完成后，要进行严格的质量检测和验收工作。首先，要采用多种检测方法进行质量检测，如外观检查、钻芯取样、渗透试验等。其次，要对检测结果进行详细的分析和处理，对存在问题的部分进行返工或补救。最后，要组织专业的验收团队进行验收，确保工程质量符合要求。

五、结束语

总之，灰土换填法在湿陷性黄土路基处理中扮演着至关重要的角色。通过运用灰土换填法，可以有效地改善湿陷性黄土路基的工程性质，提高路基的承载能力和稳定性，从而确保道路的安全和稳定。在本文的研究中，我们通过理论分析和实际工程案例的验证，进一步证实了灰土换填法在湿陷性黄土路基处理中的有效性。因此，灰土换填法是一种值得推广和应用的路基处理方法。

参考文献：

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