公路改良粉黏土路基施工技術要點研究

魏鵬飛

（山西路橋第四工程有限公司，山西 大同 037000）

0 引言

我國公路工程在施工中，經常會遇到低液限粉黏土，該類型土質的強度差、水穩定弱、液限低，壓實難度高；低液限粉黏土路面易出現多種病害，如春季翻漿、冬季凍脹等[1]。為保證公路路基的施工質量，提高其地基承載能力，需采取有效措施處理低液限粉黏土。基于此，以某一公路工程為例，就公路改良粉黏土路基施工技術要點展開探討，以供參考。

1 低液限粉黏土的特點

1.1 強度小

在低液限粉黏土中，黏粒含量少，形成的固化內聚力較弱。若低液限粉黏土中的水分含量較高，毛細水黏結力會變小，減小低液限粉黏土的力學強度；若低液限粉黏土呈干燥狀態，易破碎，強度比較小[2]。

1.2 假塑性

低液限粉黏土的表面積比較小，土粒接觸毛細水的彎液面后，便會出現表面引力反作用，在毛細壓力作用下，低液限粉黏土中會產生一定的內聚力，聚集土粒，以上即為假塑性。

1.3 低塑限

在低液限粉黏土表面含有負電荷，當其受到電分子的引力作用時，就會產生結合水，黏粒的離子濃度、組分、分散程度等多種影響因素共同決定了結合水膜的厚度，隨著黏粒分散程度的不斷降低，塑限值就會隨之變小[3]。在低液限粉黏土中，因黏粒的分散性比較小，主要表現為低塑限特點。

2 工程案例

某一公路工程，設計速度為60km/h，路基寬度為24m，路線總長度為21km，雙向4 車道。根據地質勘查報告發現，該公路部分挖方施工路段存在低液限粉黏土。在綜合考慮車輛荷載、當地氣候環境等多種影響因素后，最后決定分別選用土工格室施工技術、水泥改良土施工技術、砂礫摻配改良施工技術來改良處理挖方路段中分布的低液限粉黏土，然后將改良處理后的挖方土作為路基填方土。

3 公路改良粉黏土路基施工技術要點

3.1 水泥改良土施工技術要點

選用42.5R 水泥來改良處理挖方路段分布的低液限粉黏土，對填方路基施工時采用分層填筑施工工藝，每層厚度控制在30cm 左右，施工環境溫度應控制在5℃以內，具體施工流程為：施工前期準備；基底處理；分層填筑；碾壓；包邊；養生；檢驗施工質量。其中，文章不再介紹施工前期準備、基底處理這兩個施工內容。

3.1.1 分層填筑

選用自卸車將低液限粉黏土運輸至施工現場；松鋪厚度控制在30cm 左右，利用平地機與推土機來進行粗、精平處理；在低液限粉黏土層上均勻撒布2cm厚度的水泥[4]；翻轉犁在拖拉機牽引下，對水泥與低液限粉黏土進行均勻拌和，不得出現結團現象，拌和結束后及時進行灑水，然后再拌和1 遍，對混合料的含水量進行檢測，檢測其是否滿足施工要求；選用平地機，對混合料進行整平處理，按照由道路兩側到中間的順序來進行刮平，若局部位置出現凹陷現象，需添加填料。

3.1.2 碾壓

選用振動壓路機進行碾壓施工，按照由道路兩側到中間的順序進行碾壓施工，前輪碾壓輪跡與后輪碾壓輪跡應保證存在1/2 輪寬的重疊；依次進行1 遍靜壓、1 遍振動碾壓、1 遍靜壓[5]；在對交接位置處進行碾壓時，每層填筑接頭位置處至少要錯開3m，縱向搭接長度至少為2m，行輪跡之間應保證至少存在0.2m 寬度的重疊；在水泥初凝結束前進行碾壓施工，基層填料要保持濕潤狀態，基層填料的含水量應比最佳含水量高出1%；在進行碾壓施工時，嚴禁出現基層起皮、基層松散現象；碾壓施工結束后，需對基層進行整平處理；在基層上碾壓施工過程中，振動壓路機不得出現急剎車、突然掉頭等現象。

3.1.3 包邊

在試驗路段中，為有效保護路基邊坡，對路基邊坡進行包邊，包邊厚度至少0.3m。

3.1.4 養生

施工結束后，開始進行至少7d 的養生；在養生期間，該施工路段不對外開放交通。

3.1.5 檢驗施工質量

在此次試驗路段中，主要采用分層填筑施工方法，對水泥改良土的各項施工質量指標進行檢驗。其中，水泥改良土路基施工質量檢驗技術要求，如表1所示。

根據表1 進行施工質量的檢測，檢測結果具體為：在此次試驗路段施工中，水泥摻量為5%，7d、28d、60d、90d 的抗壓回彈模量分別為0.24、0.57、0.82、0.87，7d、28d、60d、90d 的無側限抗壓強度分別為908.31kPa、1306.85kPa、1450.14kPa、1567.26kPa；水泥改良土的承載比為82.7%；在改良前，低液限粉黏土的滲水系數為7.1×l0-4cm/s，在改良后，改良粉黏土的滲水系數為5.9×l0-4cm/s。由此可知，利用水泥改良土路基施工技術，可有效改善路基的力學性能，提高路基的水穩定性，該技術施工簡單，不但可在施工現場拌和混合料，也可利用拌和站制備混合料，有效提高施工效率。

3.2 土工格室施工技術要點

采用土工格室施工技術對低液限粉黏土進行改良處理，對土工格室進行分層鋪筑，在土工格室下面設置5cm 的砂墊層。

3.2.1 施工前期準備

在施工前，對底基層橫坡、厚度、壓實度、高程等指標進行檢測，檢測其是否滿足規范要求[6]；底基層清理干凈后，鋪設5cm 厚度的砂墊層，然后進行整平與碾壓，直至滿足施工要求為止。

3.2.2 拌和填料

選用含砂石的礫類土作為路基填料；在料場中，對填料進行集中拌和，加入一定量的水分；填料拌和結束后，利用自卸車將填料運輸至施工現場。

3.2.3 土工格室的鋪設

選用1mm 厚度的高分子聚合物焊接制成呈網狀的土工格室；土工格室的高度為0.2m，對土工格室的伸展性、強度、模量進行檢測，保證其滿足施工要求[7]；在砂墊層中，對土工格室進行拉展，拉展后各格室呈菱形，面積為5m×4.4m；選用高0.55m、直徑為6mm 的U 形鋼筋，對土工格室進行固定，避免土工格室在填筑填料時變形。

3.2.4 攤鋪與整平

自卸車到達施工現場后，應將填料堆放在土工格室的一側，不得將填料直接卸在土工格室上；利用裝載機在土工格室中推填填料，松鋪厚度為0.3m[8]；填料填滿土工格室后，利用平地機對填料進行2 遍粗平與1 遍精平。

3.2.5 碾壓

路基填料整平處理結束后，開始碾壓路基填料。選用振動壓路機，按照由兩側到中間的順序進行碾壓；依次進行2 遍靜壓、2 遍微振、2 遍強振、1 遍靜壓；碾壓施工結束后，利用平地機，對基層進行刮平處理[9]。

3.2.6 施工質量的檢測

在此次試驗路段中，主要采用土工格室施工技術，應對改良后路基的各項施工質量指標進行檢驗。其中，土工格室施工質量檢驗技術要求如表2 所示。

表2 土工格室施工質量檢驗技術要求

根據表2 進行施工質量的檢測，檢測結果具體為：在此次試驗路段施工中，采用土工格室施工技術，路基的承載力由75kPa 上升至255kPa。由此可知，采用土工格室施工技術可使土體受到一定的側向約束力，提高低液限粉黏土路基的承載力；車輛荷載在土工格室網兜的支撐作用下發生分散，可降低車輛荷載對路基產生的橫向沉降作用。

3.3 砂礫摻配改良路基施工技術要點

3.3.1 分層填筑

分層填筑施工流程為：第一，利用挖掘機，開挖挖方路段的土方；第二，利用自卸車，將開挖土方運輸至施工現場[10]；第三，分層填筑低液限粉黏土，松鋪厚度控制在18cm 左右，灑水整平，然后松鋪12cm 礫類土，再進行灑水整平；第四，利用翻轉犁來翻拌混合料，施工作業深度控制在0.4m 左右；第五，利用圓耙摻拌礫類土，施工作業深度控制在0.25m 左右；第六，利用平地機進行精平。

3.3.2 碾壓

碾壓混合料前，對混合料的施工技術指標進行檢測，混合料的均勻性、含水量等均需滿足規范要求；改良后粉黏土的含水量不得超高最佳含水量的1%；利用振動壓路機，對混合料依次進行1 遍靜壓、2 遍弱振、2 遍強振、1 遍靜壓，確保混合料的壓實度滿足規范要求；碾壓施工結束后，利用平地機，對基層進行刮平處理；在碾壓施工前，對鋪筑土層的含水量、厚度等進行檢測，檢測其是否滿足設計要求，并檢測混合料中是否含有雜質；檢測結果滿足設計要求后，開始進行碾壓施工；壓路機在碾壓施工過程中，嚴禁急剎車、掉頭。

3.3.3 施工質量的檢測

采用砂礫摻配改良路基施工技術，應檢測改良后路基土的均勻性、平整度、壓實度與含水量等指標。若檢測結果不達標，應及時進行返工整改。其中，砂礫摻配改良路基施工質量檢驗技術要求，如表3所示。

表3 砂礫摻配改良路基施工質量檢驗技術要求

根據表3 進行施工質量的檢測，檢測結果具體為：在該工程中，按照1∶1 的比例摻配礫類土和低液限粉黏土；改良后，低液限粉黏土的滲水系數由7.1×10-4cm/s 降低至5.54×l0-4cm/s，路基填料的承載比為95.7%，抗壓回彈模塊為81.5MPa，抗壓強度為408.24kPa，均滿足規范要求，通過施工質量驗收。由此可知，利用砂礫摻配改良路基施工技術，可通過利用礫類土的骨架結構作用減小路基填筑后的沉降量；該施工技術簡單，將礫類土鋪設在粉黏土層上方，可使水分均勻滲透至路基填料中，提高路基填料的壓實度；采用該施工技術，不需要進行悶料，僅需16h 便可完成施工，加快施工速度，提高施工效率。

4 結語

綜上所述，在公路路基施工過程中，若挖方路段存在低液限粉黏土，應通過采取有效措施來改良低液限粉黏土，將其作為填方路基用土，有助于加快施工速度與降低施工成本。在未來發展中，相關人員應進一步深入研究不良路基土改良技術，提高公路路基的施工質量。