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【摘要】本文结合笔者多年工作的实践经验，对膨胀土路基病害进行了深入地分析，并从膨胀土路基设计关键技术、膨胀土路基施工关键技术等方面对膨胀土路基病害防治技术进行了研究，谨供大家作参考之用。
【关键词】膨胀土；路基病害；设计与施工技术；防治技术
0.前言
膨胀土路基病害的发生和发展原因复杂，是多种因素综合作用的结果，产生路基病害必须同时具备一定特征的路基土、水和动荷载的作用等三个因素，且三者缺一不可，它们是产生膨胀土路基病害的必要条件。因此，整治膨胀土路基病害的基本原则是消除三个不利条件的影响。车辆动荷载是客观存在的，并随着车辆重量、密度和速度的提高，冲击荷载将加剧。实践证明，加强和改善路基排水条件是最有效的防治措施，要防止地下水浸入路基，并使地表水迅速从基床排出。
要从根本上防止路基病害还在于保证和改良路基土的质量。
1.膨胀土路基设计关键技术
1.1路基路面材料
1.1.1强膨胀土稳定性差，不应作为路堤填料;中等膨胀土宜经过改良处理后作为填料;弱膨胀土可根据当地气候、水文情况及道路等级加以应用，对于直接使用中、弱膨胀土填筑路堤时，应及时对边坡及顶部进行防护。
1.1.2路面应采用不透水面层，以防雨水或融雪水下渗，一般公路宜采用尽可能柔软的面层(如双层表面处治)和厚度不小于30cm的未筛分碎石基层或砂层加碎石层的复式路基，以适应膨胀土路基的可能的胀缩变形和防止泥浆上挤。
1.2路基断面
1.2.1膨胀土地区道路路面横坡应尽可能大一些，路肩下可铺较薄的不透水面层或作防渗处理，以防水分下渗。
1.2.2路肩尽可能宽一些，最好不小于2.0~2.5m，并采用与路面结构层相同的材料铺砌，以利于保持路面下土基内水分的稳定性和均匀性。
1.2.3边沟适当加宽加深，沟底应在土基顶面以下至少20~30cm，并尽可能离路面结构层远一些。
1.2.4路侧尽可能不种树，特别是不应种生长快、吸水和蒸腾量大的树种。若成排种树，应在边沟外侧1.4~1.5倍成长后的树高(最少不得低于1.0倍树高)以外，且不得小于4~5m。
1.3路基高度
膨胀土路堤不宜过高，一般宜控制在3.Om以内，如超过3.0m则须考虑沉降稳定问题，如超过6.0m还需考虑预留沉降和路基的加宽。
1.4路基边坡
采用弱膨胀土及中膨胀土填筑路堤，边坡高度不大于10m的边坡坡率应根据路堤边坡的高度、填料重塑后的性质、区域气候特点，并参照既有路基的成熟经验综合确定。
1.5其它技术
1.5.1填高不足lm的路堤，基底为强膨胀土或中膨胀土时，应挖除地表30~60cm的膨胀土，将路床换填非膨胀土或将土翻松、掺石灰处理，并随即压实。
1.5.2底基层宜采用厚层石灰改性土，以防止膨胀上路基的胀缩变形，石灰掺
加量一般以4%~6%为宜。
1.5.3改性处治层厚度应视膨胀土性质、公路等级及当地气候条件而定，一般为40~60cm，对于高等级公路还应使土基处治层与路面厚度之和不小于1.0~1.5m。
1.5.4当采用外包路堤方案时，外包层厚度主要根据当地自然条件而定，一般取1.5m左右，必要时须铺层土工布从而形成包芯填方，土工膜封闭形式有三种:①路基底部封闭，以防止毛细水上升而影响路基稳定;②路基全封闭，以保持路基土含水量不变;③路基顶面封闭，以防降水渗入路基。
1.5.5不得己全用膨胀土填筑时，应将膨胀性较强的土填在最下面，膨胀性弱的土填在上面，同一种土填在同一层面上，且厚度要均匀，以免引起不均匀变形。
1.5.6路堑段路床0.8m范围内膨胀土应进行超挖，换填为符合规范规定的填料，或者进行土质改良或采取其它适宜的加固措施。对强膨胀土、地下水发育、运营中处理困难的路堑，路床的换填深度应加深至1.0~1.5m，并应采取地下排水措施。
2.膨胀土路基施工关键技术
2.1路堤施工
2.1.1高速公路及一、二级公路路基填土高度小于路面与路床的总厚度时，基底为膨胀土时，宜挖除地表0.30m~0.60m的膨胀土，并将路床换填非膨胀土或掺灰处理。若为强膨胀土，挖除深度应达到大气影响深度，大气影响深度根据调查结果确定;若无相关数据时，可按强膨胀土2m，中、弱膨胀土为1~1.5m取值。
2.1.2强膨胀土不得用于路基填筑;高速公路、一级公路、二级公路等采用中等膨胀土用作路床填料时，应作石灰改性处理，改性处理后要求胀缩总率不超过0.7为宜;弱膨胀土作为路堤填料时，若胀缩总率不超过0.7%，可直接填筑。
2.1.3如当年不能铺筑路面，作为封层的填筑厚度，不宜小于3Ocm，并做成不小于2%的横坡。
2.1.4膨胀土地区路床土强度及压实标准，应符合《公路土工试验规程》，对试样浸水96h的CBR试验方法测定。
2.1.5根据膨胀土自由膨胀率的大小，选用工作质量适宜的碾压机具，压实土层松铺厚度不得大于3Ocm，土块应击碎至粒径5cm以下。
2.1.6压实含水量宜比标准击实的最佳含水量大1~3%，压实度应不低于标准击实标准的95%。
2.1.7在路堤与路堑交界地段，应采用台阶方式搭接，其长度不应小于2m，并碾压密实，压实度的检验频率为一般路基施工检验频率的2倍。
2.1.8根据路堤高度、膨胀土类别、压实条件、基底情况、施工季节、施工延续时间等因素来确定适当的预留沉降量，沉降加宽按两侧平行加宽。
2.2路堑施工
2.2.1挖方边坡不要一次挖到设计线，沿边坡预留厚度30~50cm一层，待路堑挖完时，再削去边坡预留部分，并立即浆砌护坡封闭。
2.2.2挖方地段当挖到路床顶面以上3Ocm时，应停止向下开挖，并挖好临时排水沟。待作路面时，再挖至路床顶面以下60cm，用非膨胀土或中粗砂回填，并按要求压实。
2.2.3在路床顶面以下60cm满铺一层复合土工膜。作业顺序是:先用挖掘机配合汽车后退开挖上方到设计高程位置，经检查合格后换填合格填料，其长度不大于5Om，继后分段作路堑侧沟。
2.2.4高度小于3m路堑。先开挖路肩以上的土方，基床换填合格填料后再作路堑侧沟，最后清刷坡面上方保护层和施工边坡防护工程。
2.2.5高度3~6m路堑。先开挖路肩以上土方，后清刷坡面上方保护层和作边坡防护工程，在基床换填合格填料后，最后作路堑侧沟。
2.2.6高6~10m路堑。边坡采用拱型带排水沟的骨架护坡和喷播植草防护措施。
施工顺序分为:
（1）先开挖高度大于6m的土方，后清除边坡保护层上方和作边坡防护工程。
（2）开挖6m以下至路肩上方，然后清除边坡保护层上方和作边坡防护工程。
3）在基床换填合格填料后，再施工路堑侧沟。
2.2.7高度大于10m的路堑。边坡设有低于4m的坡脚挡墙，挡墙上部边坡防护采用拱型带排水沟的骨架护坡和喷播植草措施，施工顺序分为:
（1）先开挖挡土墙顶(平台)以上土方，后清刷保护层土方和作边坡防护，若其开挖高度大于6m，则在6m处设平台，先施工平台以上的土方和边坡防护工程;
（2）开挖挡墙顶至路肩的上方，然后施工挡土墙;
（3）施工路堑侧沟后，在基床换填合格填料。
2.3路基施工常见问题及处理方法
膨胀土路基施工常出现的工程问题有:不均匀沉降;边坡坍滑;浆砌护坡开裂;路堤纵向开裂;路基中心复合土工膜下陷积水。以上这些工程问题的类型不同，采取的预防措施和处理方法也不相同，必须因地制宜，选取最佳的办法进行防治。
3.结语
总之，膨胀土地区的边坡稳定及防护关系到膨胀土路基工后运营安全、公路生态环保等一系列的问题，故此，对于膨胀土路基病害防治技术需要进行更多更深入的研究和试验，从而获得一系列路基的施工工艺、施工质量控制及监测方法来治理膨胀土路基病害。■
【关键词】膨胀土；路基病害；设计与施工技术；防治技术
0.前言
膨胀土路基病害的发生和发展原因复杂，是多种因素综合作用的结果，产生路基病害必须同时具备一定特征的路基土、水和动荷载的作用等三个因素，且三者缺一不可，它们是产生膨胀土路基病害的必要条件。因此，整治膨胀土路基病害的基本原则是消除三个不利条件的影响。车辆动荷载是客观存在的，并随着车辆重量、密度和速度的提高，冲击荷载将加剧。实践证明，加强和改善路基排水条件是最有效的防治措施，要防止地下水浸入路基，并使地表水迅速从基床排出。
要从根本上防止路基病害还在于保证和改良路基土的质量。
1.膨胀土路基设计关键技术
1.1路基路面材料
1.1.1强膨胀土稳定性差，不应作为路堤填料;中等膨胀土宜经过改良处理后作为填料;弱膨胀土可根据当地气候、水文情况及道路等级加以应用，对于直接使用中、弱膨胀土填筑路堤时，应及时对边坡及顶部进行防护。
1.1.2路面应采用不透水面层，以防雨水或融雪水下渗，一般公路宜采用尽可能柔软的面层(如双层表面处治)和厚度不小于30cm的未筛分碎石基层或砂层加碎石层的复式路基，以适应膨胀土路基的可能的胀缩变形和防止泥浆上挤。
1.2路基断面
1.2.1膨胀土地区道路路面横坡应尽可能大一些，路肩下可铺较薄的不透水面层或作防渗处理，以防水分下渗。
1.2.2路肩尽可能宽一些，最好不小于2.0~2.5m，并采用与路面结构层相同的材料铺砌，以利于保持路面下土基内水分的稳定性和均匀性。
1.2.3边沟适当加宽加深，沟底应在土基顶面以下至少20~30cm，并尽可能离路面结构层远一些。
1.2.4路侧尽可能不种树，特别是不应种生长快、吸水和蒸腾量大的树种。若成排种树，应在边沟外侧1.4~1.5倍成长后的树高(最少不得低于1.0倍树高)以外，且不得小于4~5m。
1.3路基高度
膨胀土路堤不宜过高，一般宜控制在3.Om以内，如超过3.0m则须考虑沉降稳定问题，如超过6.0m还需考虑预留沉降和路基的加宽。
1.4路基边坡
采用弱膨胀土及中膨胀土填筑路堤，边坡高度不大于10m的边坡坡率应根据路堤边坡的高度、填料重塑后的性质、区域气候特点，并参照既有路基的成熟经验综合确定。
1.5其它技术
1.5.1填高不足lm的路堤，基底为强膨胀土或中膨胀土时，应挖除地表30~60cm的膨胀土，将路床换填非膨胀土或将土翻松、掺石灰处理，并随即压实。
1.5.2底基层宜采用厚层石灰改性土，以防止膨胀上路基的胀缩变形，石灰掺
加量一般以4%~6%为宜。
1.5.3改性处治层厚度应视膨胀土性质、公路等级及当地气候条件而定，一般为40~60cm，对于高等级公路还应使土基处治层与路面厚度之和不小于1.0~1.5m。
1.5.4当采用外包路堤方案时，外包层厚度主要根据当地自然条件而定，一般取1.5m左右，必要时须铺层土工布从而形成包芯填方，土工膜封闭形式有三种:①路基底部封闭，以防止毛细水上升而影响路基稳定;②路基全封闭，以保持路基土含水量不变;③路基顶面封闭，以防降水渗入路基。
1.5.5不得己全用膨胀土填筑时，应将膨胀性较强的土填在最下面，膨胀性弱的土填在上面，同一种土填在同一层面上，且厚度要均匀，以免引起不均匀变形。
1.5.6路堑段路床0.8m范围内膨胀土应进行超挖，换填为符合规范规定的填料，或者进行土质改良或采取其它适宜的加固措施。对强膨胀土、地下水发育、运营中处理困难的路堑，路床的换填深度应加深至1.0~1.5m，并应采取地下排水措施。
2.膨胀土路基施工关键技术
2.1路堤施工
2.1.1高速公路及一、二级公路路基填土高度小于路面与路床的总厚度时，基底为膨胀土时，宜挖除地表0.30m~0.60m的膨胀土，并将路床换填非膨胀土或掺灰处理。若为强膨胀土，挖除深度应达到大气影响深度，大气影响深度根据调查结果确定;若无相关数据时，可按强膨胀土2m，中、弱膨胀土为1~1.5m取值。
2.1.2强膨胀土不得用于路基填筑;高速公路、一级公路、二级公路等采用中等膨胀土用作路床填料时，应作石灰改性处理，改性处理后要求胀缩总率不超过0.7为宜;弱膨胀土作为路堤填料时，若胀缩总率不超过0.7%，可直接填筑。
2.1.3如当年不能铺筑路面，作为封层的填筑厚度，不宜小于3Ocm，并做成不小于2%的横坡。
2.1.4膨胀土地区路床土强度及压实标准，应符合《公路土工试验规程》，对试样浸水96h的CBR试验方法测定。
2.1.5根据膨胀土自由膨胀率的大小，选用工作质量适宜的碾压机具，压实土层松铺厚度不得大于3Ocm，土块应击碎至粒径5cm以下。
2.1.6压实含水量宜比标准击实的最佳含水量大1~3%，压实度应不低于标准击实标准的95%。
2.1.7在路堤与路堑交界地段，应采用台阶方式搭接，其长度不应小于2m，并碾压密实，压实度的检验频率为一般路基施工检验频率的2倍。
2.1.8根据路堤高度、膨胀土类别、压实条件、基底情况、施工季节、施工延续时间等因素来确定适当的预留沉降量，沉降加宽按两侧平行加宽。
2.2路堑施工
2.2.1挖方边坡不要一次挖到设计线，沿边坡预留厚度30~50cm一层，待路堑挖完时，再削去边坡预留部分，并立即浆砌护坡封闭。
2.2.2挖方地段当挖到路床顶面以上3Ocm时，应停止向下开挖，并挖好临时排水沟。待作路面时，再挖至路床顶面以下60cm，用非膨胀土或中粗砂回填，并按要求压实。
2.2.3在路床顶面以下60cm满铺一层复合土工膜。作业顺序是:先用挖掘机配合汽车后退开挖上方到设计高程位置，经检查合格后换填合格填料，其长度不大于5Om，继后分段作路堑侧沟。
2.2.4高度小于3m路堑。先开挖路肩以上的土方，基床换填合格填料后再作路堑侧沟，最后清刷坡面上方保护层和施工边坡防护工程。
2.2.5高度3~6m路堑。先开挖路肩以上土方，后清刷坡面上方保护层和作边坡防护工程，在基床换填合格填料后，最后作路堑侧沟。
2.2.6高6~10m路堑。边坡采用拱型带排水沟的骨架护坡和喷播植草防护措施。
施工顺序分为:
（1）先开挖高度大于6m的土方，后清除边坡保护层上方和作边坡防护工程。
（2）开挖6m以下至路肩上方，然后清除边坡保护层上方和作边坡防护工程。
3）在基床换填合格填料后，再施工路堑侧沟。
2.2.7高度大于10m的路堑。边坡设有低于4m的坡脚挡墙，挡墙上部边坡防护采用拱型带排水沟的骨架护坡和喷播植草措施，施工顺序分为:
（1）先开挖挡土墙顶(平台)以上土方，后清刷保护层土方和作边坡防护，若其开挖高度大于6m，则在6m处设平台，先施工平台以上的土方和边坡防护工程;
（2）开挖挡墙顶至路肩的上方，然后施工挡土墙;
（3）施工路堑侧沟后，在基床换填合格填料。
2.3路基施工常见问题及处理方法
膨胀土路基施工常出现的工程问题有:不均匀沉降;边坡坍滑;浆砌护坡开裂;路堤纵向开裂;路基中心复合土工膜下陷积水。以上这些工程问题的类型不同，采取的预防措施和处理方法也不相同，必须因地制宜，选取最佳的办法进行防治。
3.结语
总之，膨胀土地区的边坡稳定及防护关系到膨胀土路基工后运营安全、公路生态环保等一系列的问题，故此，对于膨胀土路基病害防治技术需要进行更多更深入的研究和试验，从而获得一系列路基的施工工艺、施工质量控制及监测方法来治理膨胀土路基病害。■