膨胀土路基施工工艺

膨胀土路基施工工艺

膨胀土是一种除具有一般粘性土所共有的物理、化学性质外，主要是由亲水性粘土矿物成份—蒙脱石、伊利石和高岭土所组成，同时具有吸水显著膨胀软化和失水收缩硬裂的变形特征。

根据膨胀土的物理、化学特性，膨胀土分强膨胀土、中等膨胀土和弱膨胀土三类。

很显然，强膨胀土的土质特性最差，中等膨胀土次之，弱膨胀土较好一点。

我国是一个强膨胀土区域分布较广的一个国家，随着我国国民经济的高速发展，我国的公路建设进入了以高速公路为标志的快速发展阶段，为减少资源的浪费和人为地破坏生态环境，在我国高速公路的施工建设中根据施工环境采用就地取土的原则。根据膨胀土的特性及高速公路建设的需要，强膨胀土不能够作为路基填料，中、弱膨胀土必须经改性后方可作为路基填料使用，现结合本工程路基

中、弱膨胀土改性施工工艺以供探讨和商榷。

一、原材料要求

石灰：必须具有三级及三级以上要求，并做好每批次的等级抽查工作及施工现场堆放工作。

土料：在取土坑应清除表层有机土层，对有机质含量超过5%的土和强膨胀土不能作为路基填料。

二、施工工艺

1、根据膨胀土的本身特性，在进行膨胀土路基施工时应尽可能地避开雨季

施工，对因工期要求不可能避免时必须采取有效措施。

2、根据地形特点做好路基施工前的清表，碾压和原地翻松处理工作，挖排

截水沟，增大路基表面横坡。

3、根据土场料源做好取土坑击实，试验绘制石灰剂量标准曲线，因料源不

同土的最佳含水量和最大干密度存在较大差异。不同的取土坑对应不同

的击实标准。因膨胀土的特殊性宁淮高速公路施工时结合现场碾压情况，在膨胀土改性路基施工中在90区、93区采用“干法”标准，95区采用

“湿法”标准。

4、膨胀土的改性处理是路基施工质量的保证，在膨胀土的改性过程中一般

采用石灰改性，石灰的剂量一般控制在5%~8%（质量比）。掺灰的最佳剂

量一般根据不同等级对路基不同压实度及填料最小强度的要求通过反复

试验而确定的。改性处理后的改性土胀缩总率不应大于0.7，自由膨胀率

不大于40%。宁宿徐高速公路的路基填料为5%石灰土，6%石灰土和7%石

灰土，结合现场实际情况及江苏高速公路的经验，采用掺2%生石灰改性。

在经过平整清表处理后的取土场内根据2%的灰剂量进行取土坑打堆焖

土，经72小时不少于三次的翻拌后方可作为路基填料。

5、改良膨胀土路基施工应分段进行施工，分段施工长度不宜大于200m，路

基施工工序应紧密衔接，连续施工。在进行分段施工前应做好试验段的

施工，通过试验段的施工总结：上土工艺、石灰土的拌和工艺、土颗粒

的粉碎工艺、土的含水量变化及控制、松铺系数的测定、碾压机械的优

化和碾压过程中压实度增长规律、改进的石灰剂量标准曲线和快速含水

量测试方法、路基压实度、灰剂量的检测方法等。

6、对改良土土料掺灰宜采用“二次”掺灰工艺，对于二次掺灰在取土坑经

第一掺灰砂化的土料上路后，首先保证摊铺均匀，为使含灰量均匀且压

实的厚度不大于20cm，松铺厚度宜采用不大于25cm，对天然含水量较高

的，摊铺后用铧犁翻拌和中拖粉碎，有效降低含水量后再进行二次掺灰，对天然含水量不高的，在路基上摊铺均匀后，即可二次掺灰。

7、为控制膨胀土保持轻度的膨胀而不产生较大的变形。根据相关资料表明

只有当填筑含水量控制在比最佳含水量稍大一点，填筑的干密度较标准

最大干密度略低的条件时，对路堤的稳定性较有利。路基填料改性土在

耕翻晾晒过程中施工技术人员必须做好含水量的检测工作，严格控制含

水量，对含水量低于最优含水量，必须采用补水的办法，否则不得成型。

8、施工碾压前，检测人员根据改性土的含灰量及设计灰剂量即时补灰，补

灰宜采用人工打格布灰，布灰时应注意灰堆脚的处理。用稳定土拌和机

进行粉碎，粉碎后检测颗粒含量，土颗粒的多少直接影响着膨胀土的改

良性能，规范要求颗粒细度小于5cm，我们结合本路段情况控制：不大于

5cm的颗粒含量低于5%，大于2cm的颗粒含量一般低于20%，对于含有较

多结核的上料，大于2cm的颗粒含量要求低于30%。

9、当土粉碎后，及时进行灰剂量和含水量测试，当检测所有点含灰量≥设

计含灰量，含水量大于最佳含水量2-3%点时，即可组织碾压，当检测的

含灰量＜设计灰剂量-1%时，需及时补灰。当含水量偏高时耕翻晾晒。

10、碾压采用振动压路机先振碾，再用静压灰机碾压，碾压先边后中，一次

碾压至设计要求压实度。

11、压实度采用灌砂法，灰剂量采用EDTA滴定法，因密实度是确保路堤强

度，又是消弱填料膨胀土性能的关键要素。因此在改性土的施工中，不

仅要严格控制灰剂量，而且要严格控制路基压实度，只有在每一层压实

度检验合格后，方可填筑上一层。

12、做好路基加宽的压实和路基表面横坡的设置工作。

三、质量标准

注：检查频率指四车道路基，对于六车道应增加50%。

四、路基填筑施工工艺

五、石灰稳定土施工工序控制

石灰稳定土采用稳定土拌和机路拌法施工

1．材料要求：土、灰除满足规范要求外，在施工中控制要点为：

(1)石灰应符合Ⅲ级以上标准，石灰在使用前10天充分消解；

(2)消石灰存放时间宜控制在2个月以内；

(3)一个作业段内采用土质相同的土(击实标准和灰剂量相同)，以便对压实度进行准确控制。

2.准备下承层：

(1)石灰土施工前，应对上路床顶严格验收，验收内容包括压实度、宽度、标高、横坡度、平整度等项目。

(2)按要求设置路基施工控制桩。

3.备土、铺灰：

(1)备土：按照松铺厚度将土摊铺均匀一致，有利于机械化施工。铺土后，先用推土机大致推平，然后放样用平地机整平，清余补缺，保证厚度一致，表面平整。

(2)备灰、铺灰：备灰前，用压路机对铺开的松土碾压1-2遍，保证备灰时不产生大的车辙，严禁重车在作业段内调头。备灰前根据灰剂量、不同含水量情况下的石灰松方干容重及石灰土最大干容重计算每平方米的石灰用量。备灰前事先在灰条位置标出两条灰线，以确保灰条顺直。铺灰前在灰土的边沿打出格子标线，然后用人工将石灰均匀地铺撒在标线范围内。

4.拌和：

采用专用的稳定土拌和机进行路拌法施工，铧犁作为附助设备配合翻拌。

(1)土的含水量小，应首先用铧犁翻拌一遍，使石灰置于中，下层，然后洒水补充水份，并用铧犁继续翻拌，使水份分布均匀。考虑拌和，整平过程中的水份损失，含水量适当大些(根据气候及拌和整平时间长短确定)，土的含水量过大，用铧犁进行翻拌凉晒。