摘要：膨胀土地区公路路基的设计重点是路基处理、坡脚支护和边坡防护。对膨胀土路基采取防水、排水、防护、加固等措施，保持湿润、防渗。既要保持坡土层中一定的含水量，又要排出土层中的裂隙水和地下水，以减少和消除膨胀土造成的危害。本文结合工程实例，探讨了膨胀土地区公路路基的设计方法和加固防护工程措施，并提出了相关措施。

关键词：膨胀土;公路路基;工程设计

膨胀土的分布范围很广，全世界有40多个国家有膨胀土。我国幅员辽阔，如广西、云南、河南、湖北、四川、陕西、河北、安徽、江苏等地，分布不一。由于膨胀土具有吸水量大、可塑性高、崩解快、膨胀收缩剧烈等特点，如果不科学处理，将对道路建设造成极其严重的不良后果。

1 膨胀土的特点及危害

1.1 膨胀土的定义

膨胀土是指土壤中的粘土含量主要由亲水性粘土矿物（蒙脱石、伊利石等）组成，具有吸水往复膨胀软化和失水后急剧收缩和硬裂两种。具有变形特性的高塑性粘土。

1.2 膨胀土特性

膨胀土是一种具有特殊性质的粘性土。它除了具有一般粘性土所共有的理化性质外，还具有以下特点。

1） 多处裂缝。由于反复收缩和膨胀，土壤中的裂缝非常发达。裂缝不仅破坏了土壤的连续性和完整性，降低了土壤的强度，为逐渐破坏提供了条件，而且还形成了地表水侵入的通道。水的侵入加速了土体的软化和裂缝的形成，并逐渐向周围扩展，导致土体的抗剪强度急剧下降，使土体容易沿裂缝面滑动。因此，裂缝是影响边坡稳定性的关键因素。

2）超级整合。由于膨胀土多为更新世以前沉积的土层，在地质历史中受到过压实，具有较大的结构强度，处于过固结状态。其初始强度虽高，但风化后强度衰减较快。随着卸荷和风化，产生应变能，应力集中在卸荷面上，引起土体局部或连续破坏。过固结促进了裂缝的发展和土体强度的应变软化，不仅使挖方坡脚处产生较大的剪应力，而且还引起强度的应变软化，这对短期和长期的工程建设都很重要。 - 边坡的长期稳定性。性是极其不利的。

3） 伸缩性强。膨胀土由亲水性强的粘土矿物组成，遇水膨胀收缩。岩性越破碎或蒙脱石含量越高，膨胀和收缩越强。此外，土壤的初始含水量和干密度对其膨胀和收缩性能也有显着影响。

4） 风化和分区。膨胀土对水和热特别敏感，暴露在大气中时会迅速风化。风化程度从表面到底部逐渐减弱。一般可分为三个风化带：强风化带、弱风化带和轻风化带。风化带界面是一个主要的薄弱面，大部分边坡破坏沿该面发生。

1.3 膨胀土对道路工程的危害

膨胀土段的病害包括路堤边坡的表层塌陷和深层塌陷;边坡侵蚀、地表塌陷、边坡滑坡、工程滑坡;路基塌陷外挤和路基挤泥塌陷;山坡崩塌落石;风化和剥落;排水不畅等。发病的主要原因是路堤填筑不当，地表水排水不畅，膨胀土吸水、崩解、软化。膨胀土病害不仅严重影响了施工进度，而且还因这些病害的整治造成了巨大的经济损失，使工程造价翻了一番。

2 路基工程实例

2.1 项目概述

项目为低山峡谷地貌，山坡沟壑交错，地势起伏大，谷地锐减，多呈“V”字形。梯田地面不完整，高出河面100m以上。上覆层由第四系河流中堆积的松散物质组成，厚度大。其矿物成分以伊利石为主，其次为蒙脱石，并含有铁、锰-钙结核。网状裂隙十分发达，干湿作用明显，胀缩大，亲水性强，遇水易崩解。它具有密度大、孔隙较大、含水量高、可塑性高等特点。取样试验确定阳离子交换容量CEC（NH4+）为339-467mmol，lcg，蒙脱石含量M为19.89%～41.07%，白南溶胀率Fs为40%～82%，测得断面粘土为中等/ 强膨胀土，边坡稳定性极差。地下水主要为第四系孔隙水和基岩裂隙水。卵石层富含地下水，但埋深超过50m。主要由大气降雨和附近河流供给。

2.2 路基床身设计

根据膨胀土路基机床病害的形成机理，路基劣质土质被水浸润后，在汽车通过路基时对土体的挤压和吸力的反复作用下，液化成泥浆从路基中流出，因此路基被排干。是关键。路基设计为i角拱形，从线路中心线向两侧倾斜2%的侧向排水坡度，曲线加宽后仍为i角。路基床分为表层和底层。路基床面层厚度0.3m，底层厚度0.3m，总厚度0.6m。开挖路基床面层，更换0.2m、A组填料和0.1m粒径小于20ram的卵石、碎石土或中粗砂。基床底部也挖出。更换改良土，按《公路路基设计规范》规定的压实标准碾压，在路基全断面上铺设一层弹性和抗渗性好、抗破强度大于2.5kN的复合土工膜。路基床的顶面。并从中心向外向边沟做一个2%的排水横坡，其作用是隔水减少冲击。

3 施工注意事项

由于膨胀土的特殊性，施工不当很容易引起工程病害，因此应避免在雨季施工。路基填筑应连续进行。当路堤填筑段表面潮湿时，应更换碎石土或1.2m左右。沙子和砾石;使用改良膨胀土时，应将膨胀土与石灰混合均匀，并严格控制含水量。切割施工应尽量避免雨季施工。切边护坡施工应优先保护，充分利用岩土的天然强度。严格按照设计坡率从上到下分段快速开挖，连续快速施工挡土工程。施工时应准备好地面防排水设施，并注意排水施工水，防止基坑及开路处积水，保证施工现场排水畅通。施工过程中，严禁在沟渠边缘和坡台上堆放集中荷载。

4.结论

膨胀土地区公路路基的设计重点是路基处理、坡脚支护和护坡。对膨胀土路基采取防水、排水、防护、加固等措施。目的是保持水分和防渗。既要保持斜坡土层中一定的含水量，又要排出土层中的裂隙水和地下水，以减少膨胀土带来的危害。通过以上措施，有效预防了膨胀土路段的路基病害，也值得其他工程项目借鉴。随着工程新材料的不断更新，工程机械的不断随着工程技术研究的发展，相信在膨胀土路基设计中会出现更加便捷、经济、安全、稳定的膨胀土设计方法和施工技术。

参考文献

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