中铁三局运输工程分公司山西晋中030600
摘要：随着经济的迅猛发展，高速公路的交通运输量也在不断增长，加之超载等违规现象过多，高速公路中各种病害更是频繁出现，轻则影响了高速公路的经济效益和社会效益，重则对运行车辆产生安全隐患，造成不必要损失，甚至重大交通事故的发生。在各种构筑物中，路基往往是出现病害最多的部位，可以说：路基的稳定性是一条高速公路能否正常运营的关键性因素乃至决定性因素。膨胀土是影响路基稳定性及其他构造物建设常见的一种特殊土质，实际工程中，其破坏力是巨大的。解决膨胀土的问题，应着重从影响其物理、力学性质变化的内在因素和外在因素上考虑，从而通过特殊的施工工艺到处理的目的。
关键词：高速公路；膨胀土路基；处理
所谓膨胀土，是一种分散性较高、胀缩性能大的特殊粘土。具有多裂隙性、超固结性和湿胀干缩等特性。当公路路线不可避免地穿过膨胀土这种不良工程地质时，必须采取一定的工程措施对膨胀土进行处治，否则，路基易产生溜坍、滑坡等破坏，还会产生收缩开裂、松散、剥落等病害。轻微的变形会降低公路的行驶质量，严重的变形会导致路基路面失稳破坏，为交通安全埋下严重的隐患。膨胀土地基处理的方法采用应根据当地的气候条件，土质特性与胀缩等级、场地的工程地质及水文地质情况等，结合当地经验和施工条件，通过综合技术经济比较，确定合适的处理措施。尽量做到技术先进、经济、合理。目前，公路工程中常采用的处治方法有以下几类。
1换填法
换填法既适用于填方路堤基底的处理，也适于挖方路面下的地基处理。与其他方法相比，一般换填法的造价是最低的。其原理是将膨胀土的土层挖除，然后回填有较好压密特性的土进行压实或夯实，提高路基的抗变形和稳定能力。换填非膨胀土或砂砾土是膨胀土路基处理方法中最简单而有效的方法，在一定深度以下的膨胀土含水率基本不受外界气候的影响。该深度称之为临界深度，该含水率称之为该膨胀土在该地区的临界含水率，由于各地的气候不同，各地膨胀土的临界深度和临界含水率也有所不同，换填土深度根据膨胀土的强弱和当地的气候特点确定。
2湿度控制法
湿度控制法是通过控制膨胀土含水量的变化，保持地基中的水分少受蒸发及降雨入渗的影响，从而抑制地基的胀缩变形。由于膨胀土路基具有显著吸水膨胀和失水收缩的特性，因此，首先应考虑尽可能对路基边坡和路肩土体采取保湿防渗措施。防止土体干缩湿胀而导致路基强度下降。湿控制包括预湿和保持含水率稳定。为控制由于膨胀土含水率变化而引起的胀缩变形，尽量减少路基含水率受外界大气的影响，需在施工中采取一定的措施：如利用土工布和粘土将膨胀土路基进行包封，避免膨胀土与外界大气有接触，尽量减少膨胀土内部的湿度变化。
3改性处理法
3.1物理改良法
3.1.1加筋纤维改良膨胀土
纤维对土体的变形起到约束作用，因基体吸水膨胀时，纤维和基体的界面产生切应力，从而限制基体的进一步膨胀。即纤维和基体界面的摩擦力抵消了一部分膨胀内力，从而使土体不会完全通过膨胀量的增大来释放膨胀内力。利用纤维加筋法，可以限制其膨胀。从微观上讲纤维的比表面积越大，它与土粒接触面积越大，接触面上产生的摩擦力也越，纤维加筋的效果会越好。另外通过改变纤维的形状、长度、表面的粗糙程度，增大纤维丝与土体的咬合作用，即增大了土、筋的摩擦效应，从而抑制其膨胀变形。应用土工合成材料处理膨胀土路基，由于施工方便简单，不需要特殊的施工机械，又有利于保护环境，技术和经济效果均较好。
3.1.2添加其他非膨胀性固体材料改良膨胀土
该方法是在膨胀土中添加其他非膨胀性固体材料，通过改变膨胀土原有的土颗粒组成级配，从而减弱膨胀土的胀缩能力，达到改善其工程特性的目的。常见的掺和料有砂砾石、粉煤灰、矿渣等。
3.2化学改良法
膨胀土质的化学改良法一般是利用石灰、水泥或其他固化材料通过与膨胀土的化学作用对膨胀土进行改性处理，以达到降低膨胀土膨胀潜势、增强强度和水稳性的目的。具体来说：石灰的固化作用是由于盐基交换、次生碳酸钙胶结性、粘土颗粒与石相互作用形成新的含水硅酸钙、铝酸钙等新矿物而显现出来；水泥的固化作用是由于钙酸盐与铝的水化物和颗粒间的胶结作用，胶结物逐渐脱水和新生矿物结晶作用，从而降低膨胀土的液限，增大了膨胀土的塑限和抗剪强度；还有一种工艺是采用NCS固化材料，这种材料除具有石灰、水泥的优点消除土的胀缩性外，还有吸水增强作用，改善土的压实性并生成微型加筋结构，提高土的强度。
3.3综合改良法
综合改良法是利用物理改良与化学改良加固机理，既改变膨胀土的物质组成结构，又改变其物理力学性质，结合了化学改良土水稳性较好有较大的凝聚力和物理改良材料有较高内摩擦角及无胀缩性的优势，达到强化膨胀土的土质改良效果。该方法充分利用了一些固体废弃物如粉煤灰、矿渣和石灰砂砾料等，既保护了环境又取得了较好的改良效果，得到了工程界的广泛重视和应用。
结束语：膨胀土是影响土木工程建筑的一种特殊质，在实际工程尤其是高速公路基础施工中，其破坏力巨大，且往往在做地勘时，不能完全精确地分析出施工项目的地下基础，而在施工实践中才遇见。解决膨胀土的问题，要因地制宜，着重从影响其物理力学性质变化的内在因素和外在因素上考虑，从施工的各个环节统筹考虑整个项目土质问题的解决方案，确保整个项目地基稳定，达到国家相关规范的标准和要求。
参看文献：
[1]侯少华，王国新，张红娟。浅水泥改性土及水泥土处理膨胀土地基技术[J]。人民黄河，2012（9）。
[2]宋阳初。膨胀土填筑路基的改良与施工技术探讨[J]。科技与生活，2012（10）。
[3]厉兰伯。公路膨胀土路基处理方法[J]。《交通世界》建养、机械，2013（4）