公路改良粉黏土路基施工技术要点研究

魏鹏飞

（山西路桥第四工程有限公司，山西 大同 037000）

0 引言

我国公路工程在施工中，经常会遇到低液限粉黏土，该类型土质的强度差、水稳定弱、液限低，压实难度高；低液限粉黏土路面易出现多种病害，如春季翻浆、冬季冻胀等[1]。为保证公路路基的施工质量，提高其地基承载能力，需采取有效措施处理低液限粉黏土。基于此，以某一公路工程为例，就公路改良粉黏土路基施工技术要点展开探讨，以供参考。

1 低液限粉黏土的特点

1.1 强度小

在低液限粉黏土中，黏粒含量少，形成的固化内聚力较弱。若低液限粉黏土中的水分含量较高，毛细水黏结力会变小，减小低液限粉黏土的力学强度；若低液限粉黏土呈干燥状态，易破碎，强度比较小[2]。

1.2 假塑性

低液限粉黏土的表面积比较小，土粒接触毛细水的弯液面后，便会出现表面引力反作用，在毛细压力作用下，低液限粉黏土中会产生一定的内聚力，聚集土粒，以上即为假塑性。

1.3 低塑限

在低液限粉黏土表面含有负电荷，当其受到电分子的引力作用时，就会产生结合水，黏粒的离子浓度、组分、分散程度等多种影响因素共同决定了结合水膜的厚度，随着黏粒分散程度的不断降低，塑限值就会随之变小[3]。在低液限粉黏土中，因黏粒的分散性比较小，主要表现为低塑限特点。

2 工程案例

某一公路工程，设计速度为60km/h，路基宽度为24m，路线总长度为21km，双向4 车道。根据地质勘查报告发现，该公路部分挖方施工路段存在低液限粉黏土。在综合考虑车辆荷载、当地气候环境等多种影响因素后，最后决定分别选用土工格室施工技术、水泥改良土施工技术、砂砾掺配改良施工技术来改良处理挖方路段中分布的低液限粉黏土，然后将改良处理后的挖方土作为路基填方土。

3 公路改良粉黏土路基施工技术要点

3.1 水泥改良土施工技术要点

选用42.5R 水泥来改良处理挖方路段分布的低液限粉黏土，对填方路基施工时采用分层填筑施工工艺，每层厚度控制在30cm 左右，施工环境温度应控制在5℃以内，具体施工流程为：施工前期准备；基底处理；分层填筑；碾压；包边；养生；检验施工质量。其中，文章不再介绍施工前期准备、基底处理这两个施工内容。

3.1.1 分层填筑

选用自卸车将低液限粉黏土运输至施工现场；松铺厚度控制在30cm 左右，利用平地机与推土机来进行粗、精平处理；在低液限粉黏土层上均匀撒布2cm厚度的水泥[4]；翻转犁在拖拉机牵引下，对水泥与低液限粉黏土进行均匀拌和，不得出现结团现象，拌和结束后及时进行洒水，然后再拌和1 遍，对混合料的含水量进行检测，检测其是否满足施工要求；选用平地机，对混合料进行整平处理，按照由道路两侧到中间的顺序来进行刮平，若局部位置出现凹陷现象，需添加填料。

3.1.2 碾压

选用振动压路机进行碾压施工，按照由道路两侧到中间的顺序进行碾压施工，前轮碾压轮迹与后轮碾压轮迹应保证存在1/2 轮宽的重叠；依次进行1 遍静压、1 遍振动碾压、1 遍静压[5]；在对交接位置处进行碾压时，每层填筑接头位置处至少要错开3m，纵向搭接长度至少为2m，行轮迹之间应保证至少存在0.2m 宽度的重叠；在水泥初凝结束前进行碾压施工，基层填料要保持湿润状态，基层填料的含水量应比最佳含水量高出1%；在进行碾压施工时，严禁出现基层起皮、基层松散现象；碾压施工结束后，需对基层进行整平处理；在基层上碾压施工过程中，振动压路机不得出现急刹车、突然掉头等现象。

3.1.3 包边

在试验路段中，为有效保护路基边坡，对路基边坡进行包边，包边厚度至少0.3m。

3.1.4 养生

施工结束后，开始进行至少7d 的养生；在养生期间，该施工路段不对外开放交通。

3.1.5 检验施工质量

在此次试验路段中，主要采用分层填筑施工方法，对水泥改良土的各项施工质量指标进行检验。其中，水泥改良土路基施工质量检验技术要求，如表1所示。

根据表1 进行施工质量的检测，检测结果具体为：在此次试验路段施工中，水泥掺量为5%，7d、28d、60d、90d 的抗压回弹模量分别为0.24、0.57、0.82、0.87，7d、28d、60d、90d 的无侧限抗压强度分别为908.31kPa、1306.85kPa、1450.14kPa、1567.26kPa；水泥改良土的承载比为82.7%；在改良前，低液限粉黏土的渗水系数为7.1×l0-4cm/s，在改良后，改良粉黏土的渗水系数为5.9×l0-4cm/s。由此可知，利用水泥改良土路基施工技术，可有效改善路基的力学性能，提高路基的水稳定性，该技术施工简单，不但可在施工现场拌和混合料，也可利用拌和站制备混合料，有效提高施工效率。

3.2 土工格室施工技术要点

采用土工格室施工技术对低液限粉黏土进行改良处理，对土工格室进行分层铺筑，在土工格室下面设置5cm 的砂垫层。

3.2.1 施工前期准备

在施工前，对底基层横坡、厚度、压实度、高程等指标进行检测，检测其是否满足规范要求[6]；底基层清理干净后，铺设5cm 厚度的砂垫层，然后进行整平与碾压，直至满足施工要求为止。

3.2.2 拌和填料

选用含砂石的砾类土作为路基填料；在料场中，对填料进行集中拌和，加入一定量的水分；填料拌和结束后，利用自卸车将填料运输至施工现场。

3.2.3 土工格室的铺设

选用1mm 厚度的高分子聚合物焊接制成呈网状的土工格室；土工格室的高度为0.2m，对土工格室的伸展性、强度、模量进行检测，保证其满足施工要求[7]；在砂垫层中，对土工格室进行拉展，拉展后各格室呈菱形，面积为5m×4.4m；选用高0.55m、直径为6mm 的U 形钢筋，对土工格室进行固定，避免土工格室在填筑填料时变形。

3.2.4 摊铺与整平

自卸车到达施工现场后，应将填料堆放在土工格室的一侧，不得将填料直接卸在土工格室上；利用装载机在土工格室中推填填料，松铺厚度为0.3m[8]；填料填满土工格室后，利用平地机对填料进行2 遍粗平与1 遍精平。

3.2.5 碾压

路基填料整平处理结束后，开始碾压路基填料。选用振动压路机，按照由两侧到中间的顺序进行碾压；依次进行2 遍静压、2 遍微振、2 遍强振、1 遍静压；碾压施工结束后，利用平地机，对基层进行刮平处理[9]。

3.2.6 施工质量的检测

在此次试验路段中，主要采用土工格室施工技术，应对改良后路基的各项施工质量指标进行检验。其中，土工格室施工质量检验技术要求如表2 所示。

表2 土工格室施工质量检验技术要求

根据表2 进行施工质量的检测，检测结果具体为：在此次试验路段施工中，采用土工格室施工技术，路基的承载力由75kPa 上升至255kPa。由此可知，采用土工格室施工技术可使土体受到一定的侧向约束力，提高低液限粉黏土路基的承载力；车辆荷载在土工格室网兜的支撑作用下发生分散，可降低车辆荷载对路基产生的横向沉降作用。

3.3 砂砾掺配改良路基施工技术要点

3.3.1 分层填筑

分层填筑施工流程为：第一，利用挖掘机，开挖挖方路段的土方；第二，利用自卸车，将开挖土方运输至施工现场[10]；第三，分层填筑低液限粉黏土，松铺厚度控制在18cm 左右，洒水整平，然后松铺12cm 砾类土，再进行洒水整平；第四，利用翻转犁来翻拌混合料，施工作业深度控制在0.4m 左右；第五，利用圆耙掺拌砾类土，施工作业深度控制在0.25m 左右；第六，利用平地机进行精平。

3.3.2 碾压

碾压混合料前，对混合料的施工技术指标进行检测，混合料的均匀性、含水量等均需满足规范要求；改良后粉黏土的含水量不得超高最佳含水量的1%；利用振动压路机，对混合料依次进行1 遍静压、2 遍弱振、2 遍强振、1 遍静压，确保混合料的压实度满足规范要求；碾压施工结束后，利用平地机，对基层进行刮平处理；在碾压施工前，对铺筑土层的含水量、厚度等进行检测，检测其是否满足设计要求，并检测混合料中是否含有杂质；检测结果满足设计要求后，开始进行碾压施工；压路机在碾压施工过程中，严禁急刹车、掉头。

3.3.3 施工质量的检测

采用砂砾掺配改良路基施工技术，应检测改良后路基土的均匀性、平整度、压实度与含水量等指标。若检测结果不达标，应及时进行返工整改。其中，砂砾掺配改良路基施工质量检验技术要求，如表3所示。

表3 砂砾掺配改良路基施工质量检验技术要求

根据表3 进行施工质量的检测，检测结果具体为：在该工程中，按照1∶1 的比例掺配砾类土和低液限粉黏土；改良后，低液限粉黏土的渗水系数由7.1×10-4cm/s 降低至5.54×l0-4cm/s，路基填料的承载比为95.7%，抗压回弹模块为81.5MPa，抗压强度为408.24kPa，均满足规范要求，通过施工质量验收。由此可知，利用砂砾掺配改良路基施工技术，可通过利用砾类土的骨架结构作用减小路基填筑后的沉降量；该施工技术简单，将砾类土铺设在粉黏土层上方，可使水分均匀渗透至路基填料中，提高路基填料的压实度；采用该施工技术，不需要进行闷料，仅需16h 便可完成施工，加快施工速度，提高施工效率。

4 结语

综上所述，在公路路基施工过程中，若挖方路段存在低液限粉黏土，应通过采取有效措施来改良低液限粉黏土，将其作为填方路基用土，有助于加快施工速度与降低施工成本。在未来发展中，相关人员应进一步深入研究不良路基土改良技术，提高公路路基的施工质量。