膨胀土路基设计
论膨胀土地区公路路基设计论膨胀土地区公路路基设计
论膨胀土地区公路路基设计论膨胀土地区公路路基设计摘要膨胀土地区公路路基设计的重点在于基床处理、坡脚支挡和坡面防护。
对于膨胀土路基所采取防水、排水、防护和加固等措施, 其目的是保湿防渗, 既要使边坡土层中保持一定的含水量, 又要疏干土层中裂隙水和地下水, 减少和消除膨胀土造成的危害。
本文结合工程实例,对膨胀土地区公路路基设计方法及加固防护工程等措施进行探讨,并提出相关措施。
关键词膨胀土;公路路基;工程设计0 引言膨胀土的分布范围很广,世界上有40多个国家存在膨胀土。
在我国存在着广大的膨胀土地区,如广西、云南、河南、湖北、四川、陕西、河北、安徽、江苏等地均有不同范围的分布。
由于膨胀土具有吸水量大、高塑性、快速崩解性,以及剧烈的膨胀性与收缩性等特性,若不对其进行科学的处理,则会公路建设造成极其严重的不良后果。
1 膨胀土的特性及其危害1.1 膨胀土的定义膨胀土( Expansive Soil)是指土中黏粒成分主要由亲水性黏土矿物(蒙脱石、伊利石等) 组成,同时具有显著的吸水膨胀软化和失水急剧收缩硬裂两种往复变形特性的高塑性黏性土。
1.2 膨胀土的特性膨胀土是一种具有特殊性质的黏性土,除具有一般黏性土所共有的物理化学性质外,还具有如下的特性。
1)多裂隙性。
由于反复的干缩湿胀,致使土中的裂隙十分发育。
裂隙不仅破坏土体的连续性和完整性,使土体强度降低,为渐进破坏提供条件,而且也为地表水的侵入形成了通道。
水的侵入加速了土体的软化及裂隙生成并逐渐向周围扩展,造成土的抗剪强度急剧降低,使土体容易沿裂隙面滑动。
因此,裂隙性是影响边坡稳定的关键因素。
2)超固结性。
由于膨胀土大都是在更新世以前沉积的土层,在地质历史上受过超压密的作用,具有较大的结构强度,处于超固结状态。
其初始强度虽高,但风化后强度衰减很快。
随卸载及风化产生应变能量,应力集中于卸载面,引起土体局部或连续破坏。
超固结性促进了裂隙的发展和土体强度的应变软化,不仅使路堑边坡坡脚产生较大的剪应力,而且还会带来强度的应变软化,这对边坡的短期及长期稳定性都极为不利。
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法
膨胀土是由高度吸水、容易膨胀、易干裂、难透水性等特性的土壤所组成。
在公路路基和路面设计中，膨胀土的存在往往会对路面和路基的稳定性产生负面影响，因此需要采取一些处理措施来减少或避免膨胀土的影响。
1. 路基处理
在路基处理中，可以采用以下措施来处理膨胀土：
（1）改善土壤质地：通过加入掺杂物或土壤改良剂来改善土壤质地，例如石灰、水泥、膨润土等。
（2）加强路基排水：通过设置排水设施、提高路基的排水性能等措施来加强路基排水，避免土体吸水膨胀。
（3）改变路基截面形状：采用“梯形”的路基截面形状，缩小路基厚度，减少路基内部土体受水膨胀的影响。
（4）采用防水膜：在路基和路面之间铺设防水膜以防止土体吸水膨胀，一般选用聚乙烯、PVC等材质。
2. 路面设计
（1）采用非膨胀土建立基层：选用非膨胀性强的土石方材料修筑基层，避免膨胀土对路面的影响。
（2）增加路面厚度：通过增加路面厚度来增强路面的承载力，减小路面被膨胀土损坏的可能。
（3）设置抗渗层：在路面表层设置防水层或防水措施，避免水分渗透到膨胀土中引起膨胀反应。
（4）使用透水混凝土：采用透水混凝土或透水铺装，提高路面的透水性能，避免雨水渗透后膨胀土引起的路面损坏。
通过以上处理措施，可以有效地减少或避免膨胀土对公路路基和路面的负面影响，保证公路的安全及稳定性。
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法
膨胀土又称为膨胀岩土或膨胀性土壤，是一种具有膨胀性的土壤类型。
膨胀土在含水状态下吸水膨胀，在失水状态下干缩收缩，这种特性给公路路基和路面的设计和施工带来了一定的挑战。
为了解决膨胀土对公路工程的不利影响，需要采取一系列的处理方法。
在公路路基路面设计中，对膨胀土需要进行详细的地质勘察和实验室测试，以确定膨胀土的性质和膨胀系数。
根据测试结果，可以合理地确定路基路面的结构设计参数，如填方高度、面宽和路基宽度等，以减少膨胀土的变形和破坏。
对于膨胀土的处理方法之一是加快膨胀土的水分排泄速度，以减少土壤膨胀和干缩的影响。
可以采取的方法包括加强路基路面的排水设计，设置合理的排水系统，确保路基路面中的水分能够迅速排出。
可以采用排水带、护坡、排水壕等措施，加速雨水的渗透和排泄。
对于膨胀土的处理方法之二是加固和稳定路基路面，以增强其抗膨胀性能。
可采取的方式包括使用加筋土工格栅或加筋土工布等增强材料，加固路基底部，增加路基的承载能力和变形抗力。
还可以采用浇筑混凝土路面或设置加筋砼路面，以增加路面的抗压强度和稳定性。
针对膨胀土的处理方法之三是控制土体的含水量。
可以通过适当的排水措施，降低膨胀土的含水量，减少土体的膨胀和干缩。
也可以在路基路面施工过程中，合理控制土体的含水量，避免过度湿润和干燥，减少膨胀土的变形和破坏。
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法包括确定路基路面的结构设计参数，加快膨胀土的水分排泄速度，加固和稳定路基路面，以及控制土体的含水量。
只有采取科学合理的处理方法，才能有效地解决膨胀土对公路工程的不利影响，确保公路的安全运行。
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法1. 引言1.1 背景介绍公路路基路面设计中膨胀土的处理方法是公路工程设计中一个重要的问题，膨胀土的存在会对路基和路面的稳定性造成影响，需要采取相应的处理措施。
膨胀土的特性和处理方法直接关系到公路工程的施工质量和使用寿命，因此对于如何有效处理膨胀土问题，一直是公路工程领域的研究重点。
为了解决公路路基路面设计中膨胀土的处理方法，本文将围绕膨胀土的特性、处理方法、处理效果评价、案例分析以及常见问题与应对措施展开讨论，旨在为公路工程设计提供一定的参考和指导。
1.2 问题意义路基路面设计中膨胀土的处理方法至关重要，其问题意义主要体现在以下几个方面：膨胀土在公路路基路面工程中常常会导致路基沉陷、路面裂缝等严重问题，影响道路的使用寿命和安全性。
有效处理膨胀土是确保公路工程质量和安全的关键环节。
膨胀土的处理方法直接影响到公路工程的施工周期和成本。
选择合适的处理方法可以有效减少施工时间和成本，提高工程效益。
随着交通流量和车辆载重的增加，公路路基路面所受到的荷载也在不断增加，对膨胀土处理方法提出了更高的要求。
深入研究膨胀土处理方法的问题意义在于为解决实际工程中遇到的困难提供参考和指导。
研究公路路基路面设计中膨胀土的处理方法具有重要意义，不仅可以提高公路工程的质量和安全性，还可以提高工程效益，满足日益增长的交通需求。
2. 正文2.1 膨胀土的特性膨胀土是指在含水环境下，土体体积会发生膨胀变形的土壤。
膨胀土的主要特性包括：吸水膨胀性强、干湿变形差异大、抗压抗剪性能低、易产生龟裂、容重低、含水率变化大等。
膨胀土的吸水膨胀性强是其最显著的特征之一。
当膨胀土吸水时，土壤颗粒之间的间隙会逐渐充满水分，从而导致土壤体积的急剧增大，引起土体的膨胀。
这种膨胀性使得膨胀土在工程中容易引起路基变形、沉降等问题。
膨胀土的干湿变形差异大也是其特性之一。
膨胀土在干燥状态下会收缩，而在吸水后会膨胀，这种干湿变形的差异会导致土体体积的不稳定性，容易引起路基沉降等问题。
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法公路路基路面设计中，如果遇到膨胀土地质条件，需要采取一系列的措施来处理。
一、土壤改良措施膨胀土的最关键问题就是其含水量的变化会引起土体体积的变化，因此需要采取土壤改良措施来稳定土壤的含水量。
常用的土壤改良方法有以下几种：1. 混凝土道面：在膨胀土道基表面加设一层混凝土道面，可以有效避免水分的渗透和土壤膨胀。
混凝土道面施工时应注意与土壤层之间要设置一层防水隔离层，防止水分渗透到道基土中。
2. 分层法：将膨胀土分成面积较小的块状或条状土坯，再覆以合适的填料并经过压实处理。
3. 增加外荷载：通过向膨胀土上施加一定的外部荷载，利用外力作用使土体压实，从而减小土体的膨胀变形。
4. 路基加宽：通过加宽路基的方法，增加路基稳定性，减小土体的变形。
5. 加固桩：在膨胀土地基中打入加固桩，用于增加土体的稳定性，减小路基的变形。
以上土壤改良措施可以单独应用，也可以组合使用，具体选择哪种措施，需要根据膨胀土地质情况的具体要求来决定。
二、排水措施排水是膨胀土处理中的重要环节，通过科学的排水措施，可有效减少土壤中的水分含量，从而减缓土体的膨胀变形。
常见的土壤排水措施有以下几种：1. 排水沟：沿路基设置排水沟，通过排水沟将水分引到指定地点进行排泄。
2. 排水管网：在路基中设置排水管网，通过排水管将路基中的水分引到沟渠或汇集地点进行排泄。
3. 排水井：设置一定数量的排水井，用于路基内部的排水处理。
排水井应合理布置，并与排水管道相连，利用重力作用将水分引导到指定地点。
4. 压实排水法：采用较重的均质料进行路基的压实，形成一个基本不渗水或渗水较小的路基结构，从而减少土体中的水分含量。
5. 土工格栅：在路基中设置土工格栅，通过土工格栅的渗水性能，实现土壤中水分的排泄。
三、监测和维护在公路路基路面设计中，对于膨胀土地质条件，需要进行持续的监测和维护工作。
定期进行路基的检查，如发现异常情况及时处理，保持路基的稳定性。
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法随着交通网络的不断发展和改善，公路建设在我国已经成为一项不可或缺的基础设施项目。
在公路建设中，路基和路面的设计至关重要，其中膨胀土的处理就是一个需要高度重视的问题。
膨胀土是一种在水分含量发生变化时会发生明显体积变化的土壤，其存在对公路工程的稳定性和耐久性都会造成不利影响。
在公路路基路面设计过程中，对膨胀土的处理显得尤为重要。
本文将从膨胀土的特点入手，阐述膨胀土的处理方法，以期为公路路基路面设计提供一些参考。
一、膨胀土的特点膨胀土是一种水分敏感土壤，其含水量的变化会导致土壤的体积发生变化，进而引起地基变形和路面沉陷等问题。
通常情况下，膨胀土的含水量较低时，土壤体积会收缩，而当含水量增加时，土壤会膨胀。
对于公路路基路面设计来说，膨胀土的处理至关重要，如果不加以妥善处理，可能会导致路面破裂、路基沉陷等问题，严重影响公路的使用寿命和安全性。
二、膨胀土的处理方法在公路路基路面设计中，针对膨胀土的处理方法主要包括以下几个方面：1. 土壤改良土壤改良是处理膨胀土的常见方法之一。
通过在膨胀土中加入适量的改良剂，如石灰、水泥、煤矸石等，可以有效改善土壤的工程性质，降低土壤的膨胀性。
石灰可与土壤中的粘粒发生化学反应，形成水化硬石和水化钙镁石等胶结材料，从而改善土壤的工程性质；水泥能与土壤颗粒发生胶结作用，增加土壤的强度和稳定性；煤矸石可填充土壤间隙，减少土壤的膨胀性。
土壤改良的方法可以根据不同的膨胀土性质和工程要求选择合适的改良方法和材料，以达到提高土壤抗膨胀性能的目的。
2. 增加排水设施膨胀土的体积变化主要是由于土壤含水量的变化引起的，因此增加排水设施是处理膨胀土的有效方法之一。
通过在路基和路面中设置排水沟、排水管道、渗滤层等排水设施，可以及时将土壤中的水分排除，避免土壤膨胀引起的地基变形和路面沉陷等问题。
在路基和路面设计中，还可以采取适当的坡度和横坡设计，使雨水能够迅速排走，减少土壤中的水分含量，从而减轻土壤的膨胀变形。
膨胀土路基设计说明
膨胀土路基设计说明4.2.1不良地质概况膨胀土主要分布于K37+000～K86+300段，自由膨胀率40～81%，液限31.0～48.5%，塑性指数15.0～31.4，属弱～中膨胀土。
4.2.2设计原则（1）一般填方路段对于路基填土高度小于路面与路床总厚度的低填地段，膨胀土换填应挖除至设计路床底部；其他填土路段应挖出地表0.3～0.6m膨胀土。
换填材料为非膨胀土材料或者掺3%～6%处理。
对于强膨胀土，挖除深度应达到大气影响深度，（钟祥地区湿度影响系数为0.90387，大气影响深度约为3.0m）。
原则上中膨胀土不应作为路堤填料，当路堤材料缺乏可掺3%～6%石灰处理填筑。
弱膨胀土膨胀总率不超过0.7%可直接填筑。
膨胀土路堤边坡小于6m时，弱膨胀土坡率采用1：1.5并采用植被防护；中膨胀土坡率采用1:1.75，并采用骨架植被防护。
膨胀土路堤边坡6m～10m时，弱膨胀土坡率采用1：1.75，采用骨架植被防护；中膨胀土坡率采用1:2采用支撑渗沟加拱形骨架防护。
并设2m平台。
上路床设置30cm厚路床精铺层（2）一般挖方路段路床0.8m范围内挖除换填非膨胀土或者掺3%～6%石灰处理。
对于强膨胀土、地下水发育地段换填深度加深至1.0～1.5m。
路面结构下设防渗土工布，上路床设置30cm厚路床精铺层边坡遵循“缓坡率，宽平台，固坡脚”的原则进行设计，其中当边坡大于10m时进行个别设计2）路堑边坡支挡防护当边坡不超过6m时，弱膨胀路段采用植被护坡；中等膨胀土路段采用骨架植被护坡采支挡措施采用护脚墙；强膨胀土路段支挡措施采用护墙、挡土墙。
当边坡大于6m时，弱膨胀路段采用骨架植被护坡，支挡措施采用护墙、挡土墙；中等膨胀土路段采用支撑渗沟加骨架植被护坡，支挡措施采用挡土墙、抗滑桩。
强膨胀土支挡措施采用抗滑桩、边坡锚固。
4.2.2膨胀土处理施工要求（1）一般填方路段膨胀土路基施工应避免在雨季施工，并同时加强现场排水，以保证地基和填筑的土方工程不被水浸泡膨胀土路基开挖后，各道工序必须紧密衔接，连续作业，分段完成，路基填筑后，其边坡防护等不能间隔时间过久以免边坡长期暴露，或越冬再做路面，做好膨胀土路基的防水、保湿、防风化工作应将路堤范围内的树根、灌木全部挖除，把坑穴填平夯实，排除积水，挖除淤泥，切断或降低地下水，清除草皮，清除深度一般不小于30cm，彻底清理后，对基底进行压实。
膨胀土地区路基施工
膨胀土地区路基施工膨胀土一般指黏粒成分主要由亲水性的蒙脱石和伊利石矿物组成，同时吸水后具有显著的膨胀和失水后具有显著的收缩两种特性的高液限黏土。
一、膨胀土的工程特性膨胀土的工程特性主要包括以下六个方面：（1）胀缩性。
膨胀土吸水后体积膨胀，使其上的建筑物隆起，如果膨胀受阻即产生膨胀力；膨胀土失水体积收缩，造成土体开裂，并使其上的建筑物下沉。
土中蒙脱石含量越多，其膨胀量和膨胀力也越大；土的初始含水率越低，其膨胀量与膨胀力也越大；击实膨胀土的膨胀性比原状膨胀土大，密实度越高，膨胀性也越大。
膨胀土产生膨胀的强弱与黏土颗粒含量、黏粒的矿物成分以及晶体结构的差异有关。
膨胀土黏性成分含量很高，其中粒径小于0.002 mm的胶体颗粒一般超过20%，黏粒成分主要由亲水矿物组成。
我国膨胀土的主要成分为蒙脱石、伊利石和高岭石等。
蒙脱石是一种鳞状矿物，具有强烈的结构膨胀性；伊利石的晶格结构和蒙脱石类似，但是活动能力较低，仅有中等膨胀性；高岭石晶体结构比较稳定，属于低膨胀性土。
（2）多裂隙性。
普遍发育各种形态的裂隙是膨胀土的另一个显著特征。
膨胀土的形成与其成土过程、胀缩效应、风化作用等相关。
裂隙分为两类，即原生裂隙和次生裂隙。
地表以下3 m的土体很少受气候变化的影响，称为原生裂隙；分布在3 m以内，用肉眼就能很容易观察到的，称为次生裂隙。
（3）超固结性。
由于膨胀土大都是在更新世以前沉积的土层，在历史上曾经受过超压密作用，因此膨胀土大多具有超固结性，其天然孔隙率小，密实度大，初始强度高。
膨胀土随着土体开挖，将产生明显的卸载膨胀，使土体内聚集的能量逐渐释放。
（4）崩解性。
膨胀土浸水后体积膨胀，发生崩解。
强膨胀土浸水后几分钟即完全崩解。
（5）风化特性。
膨胀土受气候的影响很敏感，极易产生风化破坏。
路基开挖后，在风化作用下，土体很快会产生破裂、剥落，从而造成土体结构破坏，强度降低。
（6）强度衰减快。
膨胀土的抗剪强度为典型的变动强度，具有峰值强度极高而残余强度极低的特性。
膨胀土的路基加固设计和施工处理
［ 关键 词］ 软土地 基 路基 中图 分类号 ：Ｕ ７ ． Ｔ ４ １８
加 固设计 文献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ：０ ９ ９ ４ ２ １ ） ３ ０ ０ — １ １ ０ — １Ｘ（０ ０ ０ — １ ８ ０
膨 胀土是指粘 粒成份主 要由强条水 性矿物质组 成， 并且具 有显著胀 缩性 的 粘性 土 。合肥地 区是 我 国膨胀土 覆 盖的典 型 区域之 一， 层主 要 由第 四系上 土 更新 统粘性 土构成 。膨胀 土 的不 良工程 特性 使得合肥 地 区 已建道 路部 分 出现 纵裂 、塌肩 、滑 坡等病 害， 不仅 严重 影响 了道路 的行车 速度和 行车 安全， 还提 高了管养成本 。 １工程 概况 金龙路 位于 江淮分 水岭波状 平原 区，属于我 国膨胀 土分 布 比较 典型 的地 区之一 。在二级 及二级 以上 阶地或 岗地 上广泛 分布着 具有裂 隙 、胀 缩性和 超 固结性 的硬塑至 坚硬状 态 的晚更新 世冲 洪积粘 土，属 于弱 中等膨胀 性 。 大 量 工程 实践表 明，膨胀 土路 基病 害十分 严重， 如 常常 出现 路面 开裂 、隆起 或 沉 陷、路堤 和路 堑滑塌 、边坡 失稳等病 害， 且其 病害往 往具 有多发 性 、反 复 性和长期潜在性。
理特 性改变 明显， 且随着 掺灰 比的增加其 效果越显 著， 胀缩 特性 明显 降低，ＢＲ ｃ 值 均大 于 ８ ， ％ 胀缩 总率 小于 ０ ７ ， 满足 路用 要求 。由于全 线全 断面 改性 ．％ 可 的经济 成本较 高， 以根据填 筑高度 确定 了 ３种断面 形式 ： 断面改性 、一般 所 全 包 边和三 明治 结构 。全断面 改性 的断面 形式 主要用 于填方 高度 小于 ２ 的情 ｍ 况， 工便捷 ， 施 但成 本较高 ： 普通包 边形 式用于 填方 高度在 ２ 的情况 ： ～５ｍ 夹 层包 边形 式主要 用于填 方高度 超过 ５ ｍ 的情况 。对包边 路堤， 般设置 厚 ４ 一 ０ ｃ 的底封层 ， ｌ ｎ 以阻断毛 细水 或减 小其 上升高 度 ： 边路堤 中设 水平夹层 同样 包 也是 为 了达到 阻 断毛细 水 的 目的 。顶封层 （ 床部 分） 采 用 ６ 路 ％的改 性土 。 ３ ２ 弱膨胀 土填方 路基 的处治 对策 弱膨 胀土 如胀缩 总率 小于 ０ ７ 可用于 直接 填筑下 路堤， ．％ 不必采 用包 边形 式， 只需 设底封层 。弱膨 胀土 路堤 的断面形 式主 要有 两种， 底封 层采用 ４％的 改性土 或砂 石垫层 ， 封层 （ 顶 路床部 分） 采 用 ６ ％的改性 土 。
膨胀土路基施工方案
膨胀土路基施工方案1. 背景膨胀土是一种含有高含水量的土壤，其具有较大的膨胀性和收缩性，容易在潮湿条件下膨胀，干燥条件下收缩。
由于膨胀土的特性，对路基工程的设计和施工提出了特殊要求。
本文将介绍膨胀土路基施工的一般方案。
2. 施工前准备在进行膨胀土路基施工之前，需要进行一系列的准备工作，包括土壤采样和测试、工程设计和实地勘测。
2.1 土壤采样和测试首先，需要对膨胀土进行采样和测试，以确定其物理和工程特性，如含水量、膨胀系数、塑性指数等。
这些测试可以通过实验室试验来完成，确保施工方案的可行性。
2.2 工程设计基于土壤采样和测试的结果，进行膨胀土路基的工程设计。
设计应包括路基的布置和尺寸、路基的排水系统和加固措施等。
路基的布置和尺寸应根据实际情况确定，以确保路基的稳定性和安全性。
2.3 实地勘测在进行施工前，进行实地勘测，了解现场的地形和地貌，确保施工方案的可行性。
实地勘测还可以帮助确定施工过程中的难点和风险，以采取相应的预防措施。
3. 施工步骤膨胀土路基施工的一般步骤如下：3.1 地表开挖根据设计要求，进行地表开挖，清除杂物和不良土壤。
地表开挖的深度应根据实际情况确定，以确保路基的稳定性。
3.2 压实基础在地表开挖后，进行基础的压实工作。
首先，在路基底部铺设一层压实土，然后使用振动压路机对其进行压实，直到达到设计要求的密实度。
3.3 排水系统在压实基础完成后，安装排水系统。
排水系统可以包括排水沟、排水管道等，用于排除路基中的积水，提高路基的稳定性。
3.4 加固措施在路基施工的过程中，可能需要采取一些加固措施，以增加路基的稳定性。
加固措施可以包括土壤改良、加筋土壤等，根据实际情况选择合适的方法。
3.5 路面铺设在基础工作完成后，进行路面的铺设。
路面可以选择沥青混凝土或水泥混凝土，根据实际情况和设计要求进行选择。
3.6 后期维护路基施工完成后，需要进行后期的维护工作。
维护工作包括定期检查路基情况，排除积水和杂草，修补路面的裂缝等，以保持路基的良好状况。
高速公路膨胀土特殊路基设计分析
高速公路膨胀土特殊路基设计分析摘要：对高速公路膨胀土特殊路基进行设计，有利于保障高速公路的稳定性，保护行车安全，避免由于高速公路变形造成车毁人亡的事故。
本文针对膨胀土胀缩性强的特点，对高速公路膨胀土特殊路基设计策略提出两点建议：一方面改良膨胀土，另一方面对膨胀土特殊路基使用特殊的设计、施工方法。
关键词：高速公路；膨胀土特殊路基设计；纤维材料引言：膨胀土在我国的分布十分广泛，有效处理膨胀土胀缩性强给高速公路造成的不良影响，有利于我国高速公路的发展，推动经济社会的进一步进步。
我国每年由于滑坡和泥石流问题造成的交通事故数不胜数，有效解决高速公路路基因为自然、地质等灾害造成的毁坏，可以节省道路施工投入，避免损失。
1膨胀土的特点膨胀土是一种遇水膨胀、失去水分收缩的粘土，强度高，如果能够经过妥善处理，可以应用于高速公路路基建设[1]。
膨胀土是由岩石风化形成、颗粒状的粘土，结构细密，一般情况下较为坚硬，但是经过雨水浸润就会变得松软。
膨胀土具有胀缩性，在自然条件下是黄褐色的坚硬的土壤，一旦有雨水降落，吸收了雨水之后，膨胀土会膨胀、变形，而在干旱的情况下，膨胀土会裂开，造成土壤缝隙。
膨胀土还有超固结性，因为它较为细密，堆积在一起孔隙较小，在开挖路基时会造成路基与边坡的卸载膨胀，造成山体滑坡。
膨胀土的抗剪强度会因为外力原因衰减，一旦被挖开，由于风化等原因，会变得不稳定，容易造成滑坡。
2高速公路膨胀土特殊路基设计策略研究2.1改良膨胀土2.1.1加入风化砂因为膨胀土具有很强的胀缩性，其对高速公路路基的影响很大，可以使路基的承载性和稳固性发生较大的变化，在使用膨胀土材料进行高速公路路基的填埋过程中，一定要对膨胀土进行改良。
可以在膨胀土中加入风化砂，风化砂的颗粒大小不均匀，而且棱角分明，可以保证膨胀土中含有更多大颗粒物质，使膨胀土中的吸水物质整体含量减少，活跃性降低。
同时，风化砂还可以扩大膨胀土的空隙，使膨胀土吸水之后有更大的空间进行膨胀。
浅谈膨胀土路基的设计与施工
【 关键词 】 膨胀 土； 路基设计 ； 施工程序
Ｏ 前 言
由于 日照 蒸 发 、 根 吸 水 等 ， 可 使 土 中水 分 减 少 ， 生 土 体 收 树 都 产
缩 收 缩 变形 的 大 小 可 用 收 缩 系 数 表 示 （ 缩 系 数 是 指 当含 水 量 减 少 收 膨 胀 土 是 一 种 非 饱 和 的 、 构 不 稳 定 的 粘 性 土 ， 的 粘 粒 成 分 主 １ 结 它 ％时 ， 样 的竖 向 收缩 变形 量 ）收 缩 系 数 大其 收 缩变 形 也大 。膨 胀 土 土 ， 要 是 由 亲 水 性 矿 物 组 成 ，具 有 明显 的 吸 水 膨 胀 和 失 水 收 缩 干 裂 的 特 具有吸水膨胀 、 水收缩 、 吸水再膨胀 、 失水再 收缩的变形特性 ， 失 再 再 性 ， 胀 缩 变 化 体 积 可 达 原 体 积 的 ４ ％ ， 其 胀 缩 性 是 可 逆 的 。 胀 土 其 Ｏ 且 膨 这 个 特 性 称 之 为 土 的 膨 胀 与 吸 缩 的 可 逆 性 是 膨 胀 土 的 一种 重要 属 性 。 具 有 吸水 膨 胀 、 水 收 缩 并 往 复 变 形 的性 质 ． 路 基 及 人 工 构 造 物 等 失 对 膨 胀 土 地 基 的 变 形 除 了 土 的 膨 胀 与 收 缩 特 性 这 个 内在 因素 外 ， 压 都 有 破 坏 作 用 ， 且 不 易 修 复 。 因 此 ， 路基 位 于 膨 胀 土 带 上 时 ， 并 当 一定 力 与 含 水 量 的 变 化 则 是 两 个 非 常 重 要 的 外 在 因 素 ， 别 是 含 水 量 的变 特 要 经 过 处 理 。 国是 膨 胀 土 分 布 较 为 广 泛 的 国 家 ， 西 、 东 、 我 广 广 云南 、 四 化 还 与 当 地 的 气 候 条 件 、场 地 地 形 复 杂 程 度 以 及 覆 盖 等 密 切相 关 ： 当 川、 庆、 州、 北、 南、 北、 西、 苏、 重 贵 湖 河 河 江 江 安徽 、 东 、 西 、 西 、 弄 清 了 某 一 场 地 的 膨 胀 收缩 性 质 以及 该 地 区 在 四季 循 环 中 土 的含 水 山 山 陕 新 疆 、 南 等 省 区 市 都 有 分 布 ， 布 面积 总 计 在 １ 海 分 Ｏ万 平 方 公 里 以 上 。 量 变 化 情 况 时 ， 有 可 能 预估 建造 在 这个 地 基 上 的 路 基 及 构 造 物 将 会 就 下 面 ， 对 膨 胀 土 路 基 施 工 中 一些 关 键持 术 进 行 探 讨 。 就 出 现 怎样 的 变 形 ， 而 可采 取 相应 的 地基 处 理措 施 。 从
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法随着公路建设的不断发展，公路路基路面的设计也越来越重要。
而在路基路面设计过程中，时常会遇到膨胀土地质问题，膨胀土如何处理是关键所在。
一、膨胀土的特性一般来说，膨胀土是指含有膨胀矿物质的黏性土和粘性土。
这些土壤中的膨胀矿物质，如膨润土、绿泥石等会在吸收水分后膨胀，放干后则会收缩。
这样的特性会导致土壤体积发生变化，对路基、路面等公路建筑物的安全性和稳定性带来很大的影响。
二、膨胀土的处理方法1.加固处理很多时候，公路建设者无法避免在膨胀土上修建路基与路面。
这时候就需要采取加固处理的方法，增强膨胀土的稳定性。
加固的方法包括混凝土刚性道路、钢筋网格加固和碎石垫层等。
这些加固处理方式都能使膨胀土的承载力得到增强，从而提高路基路面的稳定性和安全性。
2.提高土壤稳定性提高土壤稳定性也是处理膨胀土的重要方法之一。
常见方法包括增加支撑面积、改善排水条件、减轻交通负荷、避免路基周边沉降等。
这些方法能够有效地改善膨胀土的性质，从而降低膨胀形变的发生率，减少事故的发生。
3.选择合适的路基及路面材料在选材上要特别注意选择对膨胀土不敏感的材料，如石料、碎石、砖块等。
这些材料能够在一定程度上减少膨胀土对路基路面的负面影响。
此外，在路面设计中也需要注意降低路基路面与空气、水分接触的频率，从而有效地减少膨胀土的吸收率，确保公路建筑物的安全性和稳定性。
4.进行更好的设计在公路建设中，需要根据实际情况进行更好的设计，尽量减少工程对膨胀土的影响。
例如，在设计路线时，应选择膨胀土较少的区域进行修建；在设计路基路面时，应合理计算路面厚度、深度，并采用符合要求的施工方法等。
只有这样，才能较大程度地避免膨胀土对公路建筑物的危害。
总的来说，对于公路路基路面设计中膨胀土的处理，需要灵活应对，尽可能采取多种综合处理方式，提高路基路面的稳定性和安全性。
此外，还需要注意全过程的质量控制和监管，确保建设出高品质的公路建筑物。
交通运输部关于发布《公路膨胀土路基设计与施工技术规范》的公告
交通运输部关于发布《公路膨胀土路基设计与施工技
术规范》的公告
文章属性
•【制定机关】交通运输部
•【公布日期】2024.03.04
•【文号】交通运输部公告2024年第17号
•【施行日期】2024.06.01
•【效力等级】部门规范性文件
•【时效性】尚未生效
•【主题分类】公路
正文
交通运输部公告
2024年第17号
关于发布《公路膨胀土路基设计与施工技术规范》的公告现发布《公路膨胀土路基设计与施工技术规范》（JTG/T 3331-07—2024），作为公路工程推荐性行业标准，自2024年6月1日起施行。
《公路膨胀土路基设计与施工技术规范》（JTG/T 3331-07—2024）的管理权和解释权归交通运输部，日常管理工作由主编单位长沙理工大学负责。
请各有关单位注意在实践中总结经验，及时将发现的问题和修改建议函告长沙理工大学交通运输工程学院（地址：湖南省长沙市天心区万家丽南路2段960号，邮政编码：410114）。
特此公告。
交通运输部
2024年3月4日。
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法
公路路基路面设计中膨胀土的处理方法首先是膨胀土的加固处理方法。
膨胀土通常是由于其含有较高的水分含量，导致土粒膨胀而引起的，因此加固处理应以减少土中的水分含量为主要方法。
可以采取以下措施来降低土中的水分含量：1.控制地下水位：将井深抽水、排水沟、排水井等措施用于降低地下水位，避免水分对土体的渗透与淋溶。
2.增加排水措施：采用排水沟、排水管等输水装置，把泥水的粘滞性降到较低水平。
3.加温：采用暖气片、电热丝管等加热装置进行加热，提高土体中的温度，加速水分的蒸发。
4.加速脱水：采用机械法、化学药剂、纤维素材料等方法进行脱水处理，将过多的水分从土体中排除。
此外，还可以采用改良土法处理膨胀土。
改良土法一般分为物理法和化学法两种。
物理法包括挖泥填砂法、局部改良法等，通过改变土的性质来降低膨胀土的膨胀性。
化学法则是利用添加化学药剂改变膨胀土的离子组成和结构，从而降低土体的膨胀性。
除了加固处理外，还可以采取避免膨胀土的措施。
对于较为严重的膨胀土地区，可以避免在该区域开展道路工程，从而避免膨胀土对路基的不利影响。
如果确实需要在该区域修建道路，可以选择其他适合的路基材料，避免使用膨胀土作为路基材料。
此外，还可以采取保护性措施来减缓膨胀土的影响。
如在路基上设置排水系统，及时排除土中水分，减少土体膨胀的程度；在路基表面设置防渗层，防止水分进入土体；在路基和路面之间设置隔离层，避免膨胀土的影响传递到路面。
总之，膨胀土在公路路基路面设计中是一个常见的问题，需要根据实际情况采取相应的处理方法。
通过加固处理、避免使用膨胀土作为路基材料、加强排水系统、设置隔离层等措施，可以有效减少膨胀土对路基的不利影响，保证路基的稳定性和安全性。
膨胀土路基设计说明
膨胀土路基设计说明4.2.1不良地质概况膨胀土主要分布于K37+000～K86+300段，自由膨胀率40～81%，液限31.0～48.5%，塑性指数15.0～31.4，属弱～中膨胀土。
4.2.2设计原则（1）一般填方路段对于路基填土高度小于路面与路床总厚度的低填地段，膨胀土换填应挖除至设计路床底部；其他填土路段应挖出地表0.3～0.6m膨胀土。
换填材料为非膨胀土材料或者掺3%～6%处理。
对于强膨胀土，挖除深度应达到大气影响深度，（钟祥地区湿度影响系数为0.90387，大气影响深度约为3.0m）。
原则上中膨胀土不应作为路堤填料，当路堤材料缺乏可掺3%～6%石灰处理填筑。
弱膨胀土膨胀总率不超过0.7%可直接填筑。
膨胀土路堤边坡小于6m时，弱膨胀土坡率采用1：1.5并采用植被防护；中膨胀土坡率采用1:1.75，并采用骨架植被防护。
膨胀土路堤边坡6m～10m时，弱膨胀土坡率采用1：1.75，采用骨架植被防护；中膨胀土坡率采用1:2采用支撑渗沟加拱形骨架防护。
并设2m平台。
上路床设置30cm厚路床精铺层（2）一般挖方路段路床0.8m范围内挖除换填非膨胀土或者掺3%～6%石灰处理。
对于强膨胀土、地下水发育地段换填深度加深至1.0～1.5m。
路面结构下设防渗土工布，上路床设置30cm厚路床精铺层边坡遵循“缓坡率，宽平台，固坡脚”的原则进行设计，其中当边坡大于10m时进行个别设计2）路堑边坡支挡防护当边坡不超过6m时，弱膨胀路段采用植被护坡；中等膨胀土路段采用骨架植被护坡采支挡措施采用护脚墙；强膨胀土路段支挡措施采用护墙、挡土墙。
当边坡大于6m时，弱膨胀路段采用骨架植被护坡，支挡措施采用护墙、挡土墙；中等膨胀土路段采用支撑渗沟加骨架植被护坡，支挡措施采用挡土墙、抗滑桩。
强膨胀土支挡措施采用抗滑桩、边坡锚固。
4.2.2膨胀土处理施工要求（1）一般填方路段膨胀土路基施工应避免在雨季施工，并同时加强现场排水，以保证地基和填筑的土方工程不被水浸泡膨胀土路基开挖后，各道工序必须紧密衔接，连续作业，分段完成，路基填筑后，其边坡防护等不能间隔时间过久以免边坡长期暴露，或越冬再做路面，做好膨胀土路基的防水、保湿、防风化工作应将路堤范围内的树根、灌木全部挖除，把坑穴填平夯实，排除积水，挖除淤泥，切断或降低地下水，清除草皮，清除深度一般不小于30cm，彻底清理后，对基底进行压实。
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西部交通建设科技项目合同号：2002 318 000 15膨胀土路基设计、加固与施工技术研究研究报告简本长沙理工大学2007年6月膨胀土路基设计、加固与施工技术研究报告简本长沙理工大学摘要：依托广西、云南、湖南三省、区多条高速公路，通过广泛、深入的调研和系统的土性试验，认识了膨胀土公路路基病害的发生机理及破坏特点和规律。
创造性地提出改进CBR试验方法并建立新的膨胀土填料分类指标体系，按照保湿防渗的基本原则，科学合理地运用封闭包盖技术，在三个省、区四条高速公路上成功修筑多段路堤实体工程，系统提出膨胀土路堤物理处治新技术。
抓住干湿循环作用导致膨胀土路堑边坡破坏的本质特征，采用柔性支护结构，直接用膨胀土作加筋体填料，成功治理了膨胀土路堑边坡滑坍地质灾害。
以非饱和土理论原理为基础，考虑干湿循环对膨胀土工程性质与力学参数的影响，建立工程实用型非饱和膨胀土本构模型、路基设计与稳定性分析方法。
最终形成膨胀土地区公路路基设计、加固与施工的成套技术。
1引言膨胀土是一种多裂隙并具显著胀缩性的地质体，分布十分广泛。
修筑在典型膨胀土分布区的路基常常是“逢堑必滑，有堤必坍”，其破坏还具有反复性和长期潜在危害性，被称之为“工程中的癌症”。
中国是世界上膨胀性岩土分布最广的国家之一，据专家分析，膨胀土地质灾害为西部公路建设中最突出的工程问题之一。
2002年6月交通部专门立项，开展“膨胀土地区公路修筑成套技术研究”，目的是要解决好长期困扰我国公路建设尤其西部高速公路建设即将面临的更为严重的膨胀土地质灾害问题。
长沙理工大学为该项目的牵头单位并承担第二分题“膨胀土路基设计、加固与施工技术研究”。
2项目研究目标与内容2.1研究目标（1）通过系统的室内试验、模型试验和现场试验，建立膨胀土直接用作路堤填料的分类分级标准以及压实控制方法，形成系统的膨胀土路堤处治技术及其设计和施工方法；（2）深刻认识膨胀土路堑边坡破坏规律和机理，研究提出干湿循环显著影响区及其快速测定方法，按照保湿防渗原理，研究开发新型柔性支护综合处治技术，并建立相应的设计及稳定性验算方法。
（3）按照非饱和土理论，在系统试验的基础上，建立工程实用型非饱和膨胀土力学模型，并应用于膨胀土路基工程数值模拟分析，为有效处治膨胀土路基提供参考和依据；（4）总结提出膨胀土路基设计、加固与施工技术，建立配套的设计和施工指南，指导膨胀土地区新建公路建设，确保工程质量和公路交通的畅通与安全。
2.2主要研究内容（1）膨胀土土性及物理力学特性试验研究（2）干湿循环显著影响层深度快速测定方法研究（3）膨胀土路堤设计与施工技术研究（4）膨胀土路堑设计与施工技术研究（5）膨胀土路基防排水设计技术研究 （6）膨胀土地区路基和路面结构协调设计3 主要研究成果项目以典型膨胀土分布区广西、云南、河南和湖南的多条在建高速公路为依托，历时5年，通过现场调研、系统的大规模室内外试验、理论计算分析、实体工程修筑、检测和长期跟踪监测，取得极具工程实用价值的突破性成果，不仅解决了长期困扰公路建设的膨胀土工程问题，而且在工程应用和推广中已产生巨大经济和环保效益。
3.1 针对路基破坏的显著特点和非饱和土本质特性，创造性地设计并开展了系列室内试验并进行理论分析，提出工程实用型非饱和膨胀土本构模型，为膨胀土路基设计、施工与数值分析提供了实用参数和理论依据。
因吸力这一应力状态变量的引入使得非饱和土本构模型更加复杂，获取其渗透、变形、强度等参数难度大耗资费时，造成非饱和土理论难于在工程中应用。
为搭建非饱和土理论与工程应用间的桥梁，以非饱和土基本原理为基础，抓住基质吸力与含水率之间由土水特征曲线表征的相关性，将各参数受吸力影响转化为受含水率的影响，利用常规仪器和试验方法确定其渗透、强度和变形参数，进而提出工程实用型非饱和膨胀土本构模型。
（1）膨胀土饱和－非饱和渗透特性及其参数由压力板和收缩试验，运用VG 模型拟合以及非饱和渗透系数分析技术，获得非饱和膨胀土渗透系数随含水率的变化规律。
得到重塑土渗透系数k 和孔隙率n 的关系：n =a1g k +b ；非饱和渗透系数与含水率的关系：θθb w ae k -=)(。
（2）膨胀土变形特性和膨胀量预估数学模型膨胀土遇水膨胀失水收缩，膨胀受限时产生膨胀力，造成路基工程破坏。
针对广西宁明膨胀土，用常规固结仪和收缩仪开展有荷膨胀量、膨胀力和收缩试验，得到含水率、干密度和上覆荷载等因素影响下膨胀土膨胀量、膨胀力和收缩变形的变化规律，建立预估模型（式1～式3）；膨胀量预估模型：()000000.3431ln 0.1044ln 2.25880.66290.1422ln 0.0512ln 2.13750.5915spw w p p w w p p w w w ε=--+--+- （1）胀限含水率预估模型：'000.1422ln 0.0512ln 1.13750.5915w w w p p =--+（2）膨胀系数预估模型：7937.10062.0)432.50623.0+⨯-∆⨯-⨯-=P W P （β （3）（3）膨胀土强度特性及其参数影响膨胀土抗剪强度的因素多且非常复杂。
用常规直剪和三轴试验得到其饱和抗剪强度和残余抗剪强度指标；用GDS 非饱和三轴试验系统研究吸附强度随吸力变化规律，开展不同含水率状态下膨胀土直剪试验，获得抗剪强度随含水率的变化规律（见图1）：ωωb ae C -=)(；ωωϕd ce -=)(。
1.71.81.92.02.12.22.320%22%24%26%28%30%wl gC0.91.01.11.21.31.41.520%22%24%26%28%30%w l g φ图1 膨胀土抗剪强度指标随含水率的变化（4）非饱和膨胀土本构模型对膨胀土复杂性质面面俱到的表述必导致模型形式的复杂而失去实用价值。
基于经典饱和土弹塑性本构模型，考虑湿度场的变化，提出工程实用型本构模型，其本构关系为：ωωβεεε∆++=),(P d d d pij e ij ij（4）式中：ij ij m ij ij eij dS Ed E dS G K dI d μδσμδε++-=+=1212191为弹性应变项，参数E 、μ为体积应力和含水率的函数，由不同含水率和围压下常规三轴K 0固结和弹性模量试验获得（图2和图3）：0.100.150.200.250.300.350.400.45100200300400体积应力P （kPa ）泊松比0.150.200.250.300.350.400.458%12%16%20%24%28%含水率泊松比图2 泊松比随体积应力和含水率的变化曲线20406080100120050100150200250体积应力P （kPa ）弹性模量（m P a ）0204060801001208%12%16%20%24%28%含水率弹性模量（m P a ）图3 弹性模量随体积应力和含水率的变化曲线4231022*******.050050000020),(.).(w- +e..p+ .= w p μ--⋅121.9) + (-447.48 0.1959) - 4.7889 + (-15.206),(2w p+w w =w p E ⋅()ωωβ∆,P 为膨胀土湿胀变形项，系数()ωβ,P 由有荷膨胀量试验测得。
（5）膨胀土承载力及水稳性为确定膨胀土填筑路堤的合适状态和控制指标，进行了不同击实功下干法和湿法击实试验，浸水和不浸水条件下CBR 和回弹模量试验，共计216组，获得有价值的结论：湿法重型击实试验的最佳含水率接近膨胀土天然含水率，其CBR 及回弹模量最大，水稳性最好，工程中宜用湿法重型标准进行压实控制。
（6）膨胀土与筋材界面间的相互作用项目研究并实施的路基处治方案多采用土工加筋技术，有必要研究土与隔栅相互作用，为此开发了先进的大型数控拉拔试验系统（见照片1，试验箱内腔长120cm，宽50cm，高50cm），通过大量不同条件下试验，获得筋土界面摩擦强度、作用系数、似摩擦系数（图4）等设计和计算参数。
照片1 大型数控拉拔试验系统图4 似摩擦系数随上覆压力变化曲线3.2系统研究了大气作用下膨胀土的胀缩活动规律，首次提出干湿循环显著影响区概念及其快速测定方法，为膨胀土工程的处治设计奠定了基础。
大气环境下，膨胀土的活动层深度是决定路基边坡稳定与有效支护的关键。
在分析研究传统地质理论确定膨胀土风化层深度的基础上，以宁明膨胀土为对象，分别于干湿两季对6处路堑边坡进行3次标准贯入试验，得到水分变化显著影响的深度范围，据此提出膨胀土干湿循环显著影响区的概念并建立以标准贯入击数为指标的快速测定方法。
通过对相邻路堤试验段含水率和变形长期跟踪观测，验证了其有效性。
该方法可为合理确定“保湿防渗”有效封闭厚度提供依据。
3.3通过改进CBR试验方法，重新认识了膨胀土路用性能，建立新的填料分类指标体系。
针对路堤的破坏规律和特点，坚持保湿防渗原则，合理运用封闭包盖技术，在不同地区成功修筑多段膨胀土路堤实体工程，总结提出膨胀土路堤物理处治技术。
（1）论证了膨胀土直接用作路堤填料的可行性鉴于膨胀土土性及在路堤填筑中的实际工况，标准CBR试验方法不能真实评价其路用性能，开展不同胀缩等级膨胀土与非膨胀土系列对比试验及分析论证，从浸水方式、泡水时上覆荷载、试样制件含水率三个方面改进了标准CBR试验方法并开发相关设备。
研究表明，改进试验方法测得的CBR 能更准确地表征膨胀土的承载能力，CBR峰值对应的含水率接近其天然含水率，且中、强膨胀土能直接用作路堤填芯材料。
（2）膨胀土路堤处治的实体工程及现场试验在室内外试验的基础上，研究提出非膨胀性粘土包边（图5）、土工格栅边部加筋（图6）、石灰改良膨胀土、土工布加固膨胀土路堤处治技术并在云南、图5 非膨胀性粘土包边法图6 土工格栅边部加筋广西、湖南四条公路的十一段、全长1120m膨胀土路堤实体工程中实施。
对南友路四段实体工程进行回弹模量、弯沉检测，各膨胀土堤芯填筑层上的回弹模量为40MPa～80MPa，回弹弯沉为173.06×10-2mm～199.47×10-2mm；堤顶回弹弯沉值为97.0×10-2mm～181.0×10-2mm。
布设7个观测断面并埋设大量监测元件进行了长达一年半的湿度、变形、应力和沉降跟踪监测。
结果表明路堤是稳定的；边坡土体湿度剧烈变化以及胀缩变形仅限于水平向3m范围以内，验证了路堤边坡处治厚度的可靠性。
（3）地下水对膨胀土路堤的影响室内修建足尺模型（长7.72m ，宽3.0m ，高3.7m ）埋设元件进行长期监测，获得地下水对堤底的影响：毛细水影响范围约为0.5m ，有压水影响范围约为1m ；近水区含水率增大使水平膨胀压力明显增大；堤内土体温度变化与大气温度基本一致；获得物理处治膨胀土路堤应处治的基底范围。