高液限土对高速公路路基的影响

莫 倩

(广东核力工程勘察院，广东 广州 510800)

高液限土指的是以亲水性较强的粘土、非粘土、有机矿物等为主要成分，具有较高液限、塑性指数，同时存在较大湿涨性的一种土壤，这种土壤在高速公路的建设过程中难以直接用于路基建设[1]。因为高液限土在半固体状态下强度较高，表面呈现出干硬状态，但是高液限土内部由于含有较多水分，导致难以被有效破碎、压实，这就使得高液限土内一旦进入大量水分，就会导致其强度出现大幅下降，进而影响到路基的稳定性和安全性。如果将高液限土直接用于高速公路路基建设，在压路机的瞬时作用下高液限土内水分难以全部排出，这就导致针对高液限土的碾压结束后会出现严重的弹簧现象。随着外部环境的改变，高液限土会吸收大量水分进而引起土体发生膨胀，同时伴随干密度的下降，继而严重影响路基的稳定性。基于此，在使用高液限土作为高速公路路基建设材料时必须对其进行针对性的处理，才能有效保证高速公路的路基质量。

1 高液限土的物理性质以及对高速公路路基的影响

通过查阅高速公路相关的技术指标并结合工程实际建设经验，高液限土一般具有以下几种特性。一是液限WL大于50，二是塑性指数大于26，三是土壤内粒径小于0.074 cm的颗粒含量很高[2]。由于高液限土含有丰富的细微颗粒，使得高液限土具有高度的吸水性以及保水性，同时其CBR值较小，高液限土内含有较多的天然水，不同地区高液限土含有的天然水存在一定差异，有资料显示，高液限土内天然含水量最高可以达到44%。此外高液限土的另一个特性就是其偏离最佳含水量可以达到25%。高液限土具有的以上特性使得它在高速公路的建设过程中难以直接用做路基材料，具体来讲，高液限土用于路基建设的主要问题在于难以有效压实，为了排出高液限土中的水分，需要较长的晾晒时间，而且具体的施工过程对相关技术的要求较高。如果对高液限土不加处理直接用于路基填筑，会导致严重的后续危害。常见问题包括边坡发生严重坍塌，难以压实，一级弹簧现象等，这些问题会导致高速公路的稳定性和安全性受到影响，进而威胁到汽车的顺利通行。针对高液限土的严重危害，在使用高液限土进行施工前，要对施工路段的泥土进行采样分析，在得准确的土性数据以后，再开展施工操作。

2 路基建设过程中合理使用高液限土的技术规范

结合大量实际施工经验以及土工试验，在高速公路路基建设过程中使用高液限土需要注意以下几点，一是保证高液限土中土壤颗粒小于0.074 mm的部分低于土壤总体的70%，且CBR高于2.5，液限则必须在70%以下；由于土颗粒大于0.074 mm的部分如果占到土体的50%以上，其土体性质主要由土颗粒的分布以及特性决定，因此在实际操作过程中不必考虑细粒组土的塑性指标，在实际施工过程中一般按照高液限土的要求进行[3]。为了进一步保证高液限土筑基的稳定性，一般还要底部填筑50 cm左右的砂垫层或者石渣层。

3 高液限土路基的有效改良以及实际应用

3.1 高液限土路基改良的必要性

高速公路由于要穿越地形地质存在严重差异的广大地区，尤其是通过山涧沟壑路段，为了保证路面平整，必须实施高填以及深挖等。在此基础上建立的路基在长期的使用过程中，随着车辆负载的影响以及自然环境的侵蚀，会对路基的结构以及性能产生不同程度的危害，最终导致路基出现沉陷或者开裂等问题。路基的使用状况受到当地自然环境以及天气条件的深刻影响，尤其是南方地区，由于当地全年降水量丰沛，使得路基受到的影响更加严重。基于此针对高速公路的路基建设，必须保证建设材料达到相关的技术标准。尤其是针对存在大面积高液限土的地区，不能使用CBR值达不到相关规定的高液限土作为路基材料，避免高速公路在后续使用过程中发生严重危害。如果施工路段没有符合施工标准的路基填料，需要对高液限土进行科学改良，促使高液限土的各项指标发生改变直到符合高速公路路基建设标准。这说明在建设高速公路过程中，路基填料不免遇到需要使用高液限土的情况，此时为了保证路基建设的安全性和实用性，必须对高液限土进行有效的改良。

3.2 高液限土的具体改良方案

针对高液限土的改良主要目的在于改善土壤性质，使其满足高速公路路基填筑标准。常见的改良措施包括生石灰改良以及水泥改良。在实际应用中一般选择水泥改良这种方法，这一方面是因为高速公路施工沿线一般不存在大量生石灰，而且生石灰的价格比水泥更高。一般情况下高液限土一般位于路基挖方地段，因此针对高液限土的改良需要充分考虑填方地段对土体的具体要求，同时还要考虑高液限土具体挖方段路床对实际压实程度以及对应弯沉的要求。在进行相关实验时为了保证满足实地需要往往选择路基挖方路段作为实验场地。此外针对高液限土在路基的含水量存在较大差异，因此为了节省改良高液限土的成本，往往只对含水量小于24%的高液限土进行处理，将含水量大于24%的剔除，不再使用。

3.3 高液限土路基填筑方法以及需要注意的地方

为了保证高液限土在进行分层填筑时具体的松铺厚度满足实际需求，需要在具体施工前根据实际情况进行准确计算，进而科学确定对应区域所需材料。可以通过在对应的下承层上使用石灰画出与实际需要相符和格子并进行有序到土，保证对应区域对土体的需要。

在实际施工过程中，由于高液限土的含水量很高，部分高液限土含水量可以高达26%，而且土体中的水分含量存在很大差异。基于此，为了保证高液限土含水量达到相关的路基技术指标，可以将需要施工的高液限土摊平，并晾晒4～6 h，等到水

分蒸发后再进行压实操作，这样可以有效保证路基土质达到实际需求。如果难以通过简单的晾晒有效去除高液限土中的水分，可以进一步借助相关的工具对泥土进行翻松，这样就可以加速土壤中水分的蒸发。

在对达到高速公路路基技术指标的高液限土进行压实工作时，为了保证压实效果达到标准要求，一般将压实速度控制在2.5km/h以内，并采用大振幅缓慢碾压，从而充分保证路基的压实度和稳定性。

由于高液限土自身含有一定水分，而且其成分具有容易吸水、容易养水的性质，因此为了防止路基地下毛细水的上升破坏高液限土的性质，需要在实施路基填充前在地面铺设50 cm厚的砂垫层或者石垫层以有效隔离水分。进行高液限土的路基填筑施工，一般选择旱季进行。但是如果是在全年多雨的南方地区进行施工，就需要在填筑前做好相关的排水工作。针对对应的挖方地段，首先在作业面两侧挖出临时排水沟，排水沟的横坡度一般保持在3%以上，为了保证排水效果，还需要设置4%左右的路拱。为了有效预防暴雨，需要设置临时急流槽，通过急流槽将积水及时排除，从而避免路基积水对路基的破坏作用。为了有效降低山体土源自身的含水量，可以在施工前沿着开挖边界挖掘1.5m的土沟，促使山体水源自动流出。

为了保证路基填筑的质量，需要严密监测当地土质的变化情况，因此要做好土样的送检工作，并根据土样检验结果及时调整施工方法，保证路基符合实际需要。

4 高液限土填筑工艺的应用前景

高液限土在高速公路路基的应用是当前一个较为常见的课题，我国地形地质条件具有很大的地区差异性，不少地区存在大量的高液限土，在这些地区建设高速公路的过程中合理使用高液限土实施路基填筑可以大幅减少路基填料困难的问题，同时就地取材可以有效节约建设成本，在实际施工过程中具有高度的经济效益。另一方面采用高液限土进行高速公路路基的填筑，可以打破传统单一路基技术指标的质量控制模式，通过将“干密度”和“饱和度”等参数引入，进而为路基施工提供新的标准。

[1]吴 艳.浅谈高液限土改良在高速公路施工应用中的方案比选[J].中国水运月刊,2016,16(7):217-218.

[2]李建树.高速公路高液限粘土路基的改良施工技术[J].华东公路,2015(6):37-38.

[3]郭绍良.高速公路高液限粘土路基改良及施工技术探讨[J].华东公路,2016(1):77-78.