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摘要：膨胀土富含蒙脱石、伊利石等亲水性黏土矿物，是一种对环境的湿热变化高度敏感的高塑性黏土，具有多裂隙性、强胀缩性和强度衰减性等特点，常给工程建设带来严重的危害，如墙体开裂、道路倾斜、滑坡等。根据现有资料，在四川、云南、广西、湖北、河南、陕西等20多个省、自治区均有残积或残坡积成因的膨胀土分布。随着高速公路建设的蓬勃发展，路网密度不断增大，在工程建设中遇到的膨胀土工程问题也日益增多。截止目前，据不完全数据统计表明，我国膨胀土路基病害处置的费用每年远远超过数百万元。由此可见，膨胀土地区路基的病害问题是目前工程界迫切需要解决的关键科学问题。
关键词：高速公路；石灰改良；膨胀土路基；施工技术
1工程概述
某高速公路项目总长39.4km，多数贯穿于膨胀土区域，此部分总长30.5km，经勘察得知以两大类膨胀土为主，即40%≤δef＜60%（弱），60%≤δef＜90%（中）。针对路基部分形成施工方案，以路基填土高度为基本划分依据，在8m内（含8m）时，对应边坡率设定为1∶1.5；介于8～20m时，遵循自上而下的原则施工作业，于8m处增设路基平台，规格为宽2m、横坡3%，同时在该高度的上方设置1∶1.5边坡，在下方设置1∶1.75边坡。并增设护坡道在外侧施工路堤边沟，具体宽度2m。
2膨胀土路基的处理防治方案
以膨胀土为路基施工环节的主要填料（见图1），要求胀缩率控制在0.7%内，经表层清理作业后对首层填筑施工，此环节使用到4%石灰材料；在此基础上逐步向上操作，利用4%石灰有效处理膨胀土，并辅以3层弱膨胀土；部分区域路基填筑施工使用到中膨胀土，需通过4%石灰加以改良并遵循分层填筑原则。
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图1膨胀土
除膨胀土填方路基以外，还需注重弱～中膨胀土挖方路基，均要在二者50cm下路床处基于4%石灰对区域内土质加以改良，在此基础上针对30cm上路床土质实行改良措施，材料为6%石灰。若遇强膨胀土挖方路基，需要对上路床以下70cm区域加以针对性处理，利用4%石灰改良的同时严格遵循分层填筑原则；针对上路床30cm区域的改良工作则使用到6%石灰材料。
2.1工艺原理
以生石灰为原材料，将其融入湿喷膨胀土中，在发生明显水化作用的同时伴随离子交换。3%生石灰可有效缓解土体含水量，与此同时制约了土颗粒表面活性，在相对较短的时间内大幅降低粘聚力，使得土料达到“砂化”的效果。在上料前，掺入适量石灰，以保障石灰剂量达到既定要求。做好对土料的粉碎、整平与碾压三大环节操作，充分发挥出熟石灰结晶效应，可进一步将石灰与土体联结成为高度稳定的整体结构。
2.2砂化试验
为全面提升改良效果，要求使用到砂化膨胀土，同时尽可能缩短灰剂量、含水量两大指标的测定时间。当前行业并未针对改良膨胀土砂化做出过多规定，不存在明确的时间要求，因此在正式施工前的试验工作必不可少。
（1）砂化试验的目的：①确定可行掺灰量；②确定合适闷料时长；③在较短时间内完成灰剂量、含水量测定工作。
（2）砂化试验的方法：①要求总掺灰量4%，在此基础上确定首次掺灰比例，具体为2%、2.5%、3%；随后的二次掺灰比例为2%、1.5%、1%。②精确称量石灰用量，工程中使用到磅秤设备，测定201.6kg、252kg、302.4kg石灰，并将其置入尼龙袋内合理存放。③基于1.2m3规格的反铲获得5斗土，以此为基础铲平，规格为3m×4m、厚0.5m，经由人工精确称量的方式获得201.6kg石灰材料，以均匀的方式撒布在土板上。④结束洒灰作业后，借助反铲工具将其制成土堆，此过程交由专员记录土堆完成时间，即为初始闷料时间。⑤经48h后，安排工程实验员对所得闷料土堆做全面质量检测，操作间隔24h。⑥基于②③④步骤重复操作，最终结束砂化试验。
（3）砂化试验结果与可行参考。对中、弱膨胀土展开针对性砂化试验，总结如下：首次掺灰3%，持续4d闷料后，原本处于团块状的膨胀土发生崩解现象，形成具有较强均匀性的混合料。
3高速公路石灰改良膨胀土路基施工技术的应用总结
3.1制定完善的技术方案
从高速公路路基施工作业实际来说，对于膨胀土进行改良，使用石灰工艺，要制定完善的技术方案。根据膨胀土的特性和施工量等因素，做好综合分析，提出改良施工作业方案，为后续施工作业的开展，提供明确的工艺参数和质量把控要求，确保石灰改良膨胀土路基施工的质量，避免留下质量隐患，保证高速公路路基施工达到设计要求。
3.2做好技术应用环节的控制
（1）要做好资源准备和技术交底工作。按照改良施工作业的需求，准备所需的资源，保证施工作业有序开展。除此之外，开展改良施工作业前，要组织施工人员进行改良技术交底，使其能够明确膨胀土改良操作的要点，做好质量的控制，避免引发质量问题造成返工。
（2）做好技术操作的监督。工程管理工作人员要做好石灰改良膨胀土路基施工作业的监督检查，督促操作人员按照规范作业，避免出现技术问题，影响整体施工质量，最终损害工程建设的效益。通过动态化检查，及时发现质量问题，消除质量隐患，达到路基施工作业的质量。
（3）做好石灰改良膨胀土路基施工质量的检查。严格按照施工质量验收规范，对作业内容进行检查，实现对路基工程建设质量的强有力控制[4]。
4膨胀土的鉴别及施工注意事项
4.1膨胀土的鉴别及种类
（1）在自然情况下，土体本身会有裂隙，通常一种是光滑面，另外一种是擦痕面。还要一些土体裂隙内部充填着硬塑状态的灰白色及灰绿色的粘土。
（2）在丘陵、盆地边缘和一些二级阶地位置会出现膨胀土，这些位置的地形通常比较平缓，没有出现明显的陡坡。
（3）土体的裂隙会随着季节温度变化而出现张开或闭合现象。
（4）对土体的自由膨胀率进行检测，超过40%即有可能是膨胀土。
4.2膨胀土施工注意事项
（1）原则上不能将膨胀土作为路基填料，若用膨胀土作路基填料时，必须保证其掺灰改良后的胀缩率为零，确保处于最佳施工状态。
（2）对膨胀土进行改良处理结束后，要使用非膨胀土将路基边坡和路基顶部封层，再加铺一层土工织布，保证膨胀土被包裹其中。
（3）对膨胀土内部含水率进行检验并将其控制在3%以内。
（4）注意施工时的天气，避免雨季施工，做好现场的排水工作。
结束语
综上所述，石灰改良膨胀土路基施工技术在高速公路建设中的应用，能够高效处理质量不达标的路基土，保证路基工程建设的质量。文中结合具体实践，分析了石灰改良膨胀土路基施工技术的应用，并且从技术应用前期准备和施工管控角度，提出了质量控制策略。
参考文献：
[1]吴三锁.高速公路石灰改良膨胀土路基施工技术[J].绿色环保建材，2019（9）：124.
[2]王勇.石灰稳定膨胀土工程特性及施工含水率优选研究[J].粉煤灰综合利用，2019（4）：51-55.
[3]邹祎.膨胀土地区高速公路路基石灰改良的胀缩性研究[J].科技创新与应用，2019（22）：57-58.
[4]雷瑜，李世新，廖靖云.蒙内铁路路基填料膨胀土改良适用性研究[J].路基工程，2019（2）：5-10.