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摘要：市政道路工程建设中，路基质量是一个不可忽略且极为关键且的有机部分，膨胀土路基对道路工程施工顺利与质量保证带来诸多困难。本文在某市市政道路膨胀土路基工程中，放弃了原定成本较高的成本较高非膨胀土材料换填、或拌合石灰改良方案，创新路基施工技术与方案，使用施工现场膨胀土与合理比例的非膨胀土填料配合，改良膨胀土物理性能，获得市政道路标准、要求的路基填料。
关键词：市政道路工程；路基改良；膨胀土；砂砾；
0 引言
市政道路是我国各主要地区、城市和主要的近郊区、乡镇联系的主要对外出路，是联系城市的工业、住宅、港口、机场和车站等客货运中心的交通干道。由于社会经济等各方面日益繁忙的来往联系和集散行为，对市政道路的质量要求越来越高。用土或石料修筑而成的路基是市政道路的基础，而修筑在良好的地质、水文、气候条件下的路基更是市政道路的高质量的保证。
但是，具有多裂隙和吸失水而显著膨胀收缩特性，承载力较差，有较大压缩空间，对路堤、路堑等常产生滑坡，给工程建设带来巨大灾害的膨胀土路基在市政道路的改造与修筑中并不少见。因此，加强市政道路路基膨胀土改良砂砾的施工技术研究，对于公路交通安全具有重要的现实意义。
1 . 膨胀土改良砂砾路基建设工程
1.1工程概况
某城市市政道路工程，道路全长2500m，全宽40m，施工面积为62860m2。工程规划为城市主干道，是城市道路路网中南北向的重要道路之一。
本工程范围内膨胀土地质的地段不少，道路施工面积为26000m2。其干燥时硬、收缩而多裂隙，吸水膨胀为流塑状态。经工程相关各方研究决定对其进行换填处理，避免路基强度和硬度低状况的出现。
2 膨胀土路基改良技术
2.1 技术特点
⑴.本技术通过利用施工现场的弱、中膨胀土与非膨胀土填料进行合理拌合，改变其物理性质，使改良后的砂砾土可以作为路基填料，减少了施工现场的人工、材料及机械成本，加快了施工进度，能够创造较高的经济效益。
⑵.通过合理厚度的膨胀土路基换填，以消除质量隐患，保证路基稳定。
2.2工艺原理与适用范围
通过按一定比例将施工现场的弱、中膨胀土与风化砂砾等非膨胀土填料进行合理拌合，使拌合后的砂砾土和换填厚度符合路基填料的规范要求，并通过试验确定膨胀土路基最佳换填厚度。本技术主要适用于快速路、一级公路、城市道路等膨胀土路基的建设施工和膨胀土路基的病害加固处理。
2.3施工工艺流程
膨胀土路基施工工艺流程（如图1 所示）。
图1 膨胀土路基工程施工工艺流程
2.4 施工技术要点
⑴.路基换填深度的控制。根据膨胀土的强弱和当地气候特点确定换填深度。在一定深度以下的膨胀土含水量基本不受外界气候影响，该深度和该含水量称为该膨胀土在该地区的临界深度和临界含水量。通常弱～中膨胀土换填为0.8～1.5m，强膨胀土为2m。由于各地气候不同，膨胀土的临界值也有所不同（如图2所示）。
图2 路基换填现场施工图 图3 不同土类的击实曲线图
⑵.控制含水量。膨胀土路基施工应加强现场排水，避开雨季作业，基底和已填筑的路基不得被水浸泡。无论何种填料，含水量对填料的密实程度起决定性作用。根据压实试验，不同的土类具有不同的最佳含水量和最大干密度（如图3所示）。在同一压实功能作用下，含粗粒越多的土，其最大干密度越大，而最佳含水量越小，即随着粗粒土增多，其擊实曲线的峰点越向左上方移动。
含水量较小时，由于颗粒间引力在挖掘、装运、摊铺过程中保持较疏松状态，土中孔隙大都互通。由于水膜润滑作用小，外部力聚拢压力虽然能够使膨胀土孔隙中的气体排出，并且密度增大，但是，仍然难以克服膨胀土的粒间引力，土粒相对位移不容易，密实程度不易达到规范要求。
含水量过大时，水分会从回填料孔隙中渗入到膨胀土上并且堆积，经碾压会出现膨胀土遇水上返情况，膨胀土掺入回填料中，导致回填后路基质量下降，严重时出现翻浆现象。含水量较大时，水膜厚，引力减小，外部功能较容易使土粒移动，压实效果明显。
施工中严格控制含水量。根据当地气候条件及施工所处季节，对路基每层回填材料的含水量进行控制，且其液限指数≤50%。气候干燥时路基的含水量应控制在大于最佳含水量3%，且在碾压过程中随时洒水以保证含水量。气候潮湿时路基含水量应控制在小于最佳含水量4%。膨胀土地区的路基施工应尽量避开雨季作业，并加强施工现场排水，保证地基和已填筑的路基不被水浸泡。膨胀土路基开挖各道工序要紧密衔接，连续施工，分段完成。
⑶.合理控制弱、中膨胀土与非膨胀土填料的配合比
膨胀土路基换填非膨胀土材料或拌合石灰改良方案，因为成本较高，经济负担较大，而通过弱、中膨胀土与风化砂砾材料按一定比例进行拌合改良后形成的砂砾土可以作为路基换填的填料，且施工成本较低。因此，选用黄砂的塑性指数不得大于26，液限不得大于50%，弱膨胀土与风化砂砾按1：2比例进行拌和改良，形成砂砾土作为换填材料。现场控制路基含水量时保证每延米（12m2）洒水0.3m3达到设计要求。
在砂砾土拌合前严格控制弱、中膨胀土及风化砂砾的含水量，施工机械采用挖掘机及自卸车，自卸车将拌合材料运至换填施工现场，挖掘机采用换填现场拌合并按弱、中膨胀土与风化砂砾1：2.5的比例进行拌合，严格控制拌合频率及拌合遍数，使弱、中膨胀土与风化砂砾拌合均匀。经现场试验确定，采用弱、中膨胀土与风化砂砾1：2.5的比例进行拌合，挖掘机配合铲车细拌3～4遍能够保证改良后的砂砾土符合路基回填材料的规范及设计要求。
⑷.严格控制路基回填的厚度及碾压遍数
换填土挖除后回填材料必须分层填筑、分层压实，分层松铺厚度宜≤50cm。碾压时应先压两侧（ 即靠路肩部分） 后压中间。横向接头一般重叠0.4～0.5m，前、后相邻两区段宜纵向重叠1.0～1.5m，应达到无漏压、无死角，确保压实质量。路基边坡按设计要求修整，并应及时进行防护施工。碾压时应严格控制压路机碾压的速度，碾压最佳速度为3～4km/h。振动压路机碾压时，先静压2 遍，然后先慢后快，由弱至强均匀一致进行振压。路基压实度质量经现场十个点的弯沉压实度试验全部合格（如表1所示）。 膨胀土路基现场弯沉压实试验表 表1
序 桩号 实测弯沉值 备注
1 0+920 183 198 192
2 0+930 202 198 182
3 0+940 159 168 172
4 0+950 183 204 183
5 0+960 162 170 166
2.5材料与设备
⑴.材料。膨胀土工程地质分类主要按黏粒含量、自由膨胀率和膨胀总率分成强膨胀土、中膨胀土、弱膨胀土3 类。强膨胀土不得作为路堤填料，弱、中等膨胀土经处理后可作为填料，用于二级及二级以上公路路堤填料时，改性处理后胀缩总率应≤0. 7%。胀缩总率≤0. 7%的弱膨胀土可直接填筑。
根据施工地区特点，按照《公路路基施工技术规范》JTGF10—2006要求，将弱、中膨胀土与风化砂砾按一定比例进行拌合，拌合后的改良砂砾土经原材料检测，符合设计及规范要求，可以作为路基回填材料。
⑵.机具设备。根据工程实际情况，选用挖掘机、压路机、平地机、自卸汽车等设备。
2.6 质量控制措施
⑴.制定《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ1—2008等施工技术、质量安全管理规范、措施，项目部经理负责检查落实。膨胀土地区路基施工应避开雨季作业，一定需要，则应根据冬、雨季节特點和施工段的地形、地质条件，制订合理的施工方案。
⑵. 成立以项目经理为组长的质量管理小组，分工明确，责任到人。加强对施工人员的质量教育，明确质量标准和施工工艺，保证施工质量。
⑶.路床地基土挖除、换填深度应符合设计要求。实验室负责用灌砂法检测压实度，工地试验员协同施工人员现场控制含水量，并指导施工。
⑷.严格根据城镇道路工程规范路基关系要求进行施工。膨胀土地区路基应分段施工，各道工序应紧密衔接，连续完成。严格控制回填厚度、碾压遍数以及每层回填的材料。路基边坡按设计要求修整，并应及时进行防护施工。
⑸. 膨胀土路基施工应分层开挖，一般宜从外侧向内侧挖掘，最后一层应从内向外挖掘。加强现场排水，基底和已填筑的路基不得被水浸泡。膨胀土挖方施工必须做好排水设施，并保证畅通。挖方边坡不要一次挖到设计线，应沿边坡预留厚度300～500mm一层，待路堑挖完时，再削去边坡预留部分，并立即进行防护。
⑹. 施工中，换填路基的含水量必须得到严格的控制。工程中出现翻浆现象、出现路基碾压不实等情况，必须立即挖出晾晒或更换回填材料，或进行洒水控制。使用粗颗粒填料换填时，填料应均匀，粒径<0.075mm的含量应≤5%。换填分层填筑，压实度达到规定要求。
3. 结语
利用膨胀土路基施工现场的膨胀土与砂砾等非膨胀土填料进行合理的比例配合、搅拌而使其混合物物理性能改良，变得更高、更强，获得改良后的砂砾土成为市政道路路基填料。本工法大大减少了外购回填材料数量、换填方案不合理造成返工的几率，保证了路基换填的一次成型，加快了施工进度、降低了施工成本。
参考文献
[1]宋学文，高振. 膨胀土路基施工关键技术[J]. 公路交通科技： 应用技术版，2013（ 2） ： 69-71.
[2]杨俊，黎新春，张国栋等. 风化砂改良膨胀土路基施工关键问题探讨[J].太原理工大学学报，2013
[3] 交通部公路科学研究所.JTGF80 /1—2004 公路工程质量检验评定标准[S].人民交通出版社，2004.
关键词：市政道路工程；路基改良；膨胀土；砂砾；
0 引言
市政道路是我国各主要地区、城市和主要的近郊区、乡镇联系的主要对外出路，是联系城市的工业、住宅、港口、机场和车站等客货运中心的交通干道。由于社会经济等各方面日益繁忙的来往联系和集散行为，对市政道路的质量要求越来越高。用土或石料修筑而成的路基是市政道路的基础，而修筑在良好的地质、水文、气候条件下的路基更是市政道路的高质量的保证。
但是，具有多裂隙和吸失水而显著膨胀收缩特性，承载力较差，有较大压缩空间，对路堤、路堑等常产生滑坡，给工程建设带来巨大灾害的膨胀土路基在市政道路的改造与修筑中并不少见。因此，加强市政道路路基膨胀土改良砂砾的施工技术研究，对于公路交通安全具有重要的现实意义。
1 . 膨胀土改良砂砾路基建设工程
1.1工程概况
某城市市政道路工程，道路全长2500m，全宽40m，施工面积为62860m2。工程规划为城市主干道，是城市道路路网中南北向的重要道路之一。
本工程范围内膨胀土地质的地段不少，道路施工面积为26000m2。其干燥时硬、收缩而多裂隙，吸水膨胀为流塑状态。经工程相关各方研究决定对其进行换填处理，避免路基强度和硬度低状况的出现。
2 膨胀土路基改良技术
2.1 技术特点
⑴.本技术通过利用施工现场的弱、中膨胀土与非膨胀土填料进行合理拌合，改变其物理性质，使改良后的砂砾土可以作为路基填料，减少了施工现场的人工、材料及机械成本，加快了施工进度，能够创造较高的经济效益。
⑵.通过合理厚度的膨胀土路基换填，以消除质量隐患，保证路基稳定。
2.2工艺原理与适用范围
通过按一定比例将施工现场的弱、中膨胀土与风化砂砾等非膨胀土填料进行合理拌合，使拌合后的砂砾土和换填厚度符合路基填料的规范要求，并通过试验确定膨胀土路基最佳换填厚度。本技术主要适用于快速路、一级公路、城市道路等膨胀土路基的建设施工和膨胀土路基的病害加固处理。
2.3施工工艺流程
膨胀土路基施工工艺流程（如图1 所示）。
图1 膨胀土路基工程施工工艺流程
2.4 施工技术要点
⑴.路基换填深度的控制。根据膨胀土的强弱和当地气候特点确定换填深度。在一定深度以下的膨胀土含水量基本不受外界气候影响，该深度和该含水量称为该膨胀土在该地区的临界深度和临界含水量。通常弱～中膨胀土换填为0.8～1.5m，强膨胀土为2m。由于各地气候不同，膨胀土的临界值也有所不同（如图2所示）。
图2 路基换填现场施工图 图3 不同土类的击实曲线图
⑵.控制含水量。膨胀土路基施工应加强现场排水，避开雨季作业，基底和已填筑的路基不得被水浸泡。无论何种填料，含水量对填料的密实程度起决定性作用。根据压实试验，不同的土类具有不同的最佳含水量和最大干密度（如图3所示）。在同一压实功能作用下，含粗粒越多的土，其最大干密度越大，而最佳含水量越小，即随着粗粒土增多，其擊实曲线的峰点越向左上方移动。
含水量较小时，由于颗粒间引力在挖掘、装运、摊铺过程中保持较疏松状态，土中孔隙大都互通。由于水膜润滑作用小，外部力聚拢压力虽然能够使膨胀土孔隙中的气体排出，并且密度增大，但是，仍然难以克服膨胀土的粒间引力，土粒相对位移不容易，密实程度不易达到规范要求。
含水量过大时，水分会从回填料孔隙中渗入到膨胀土上并且堆积，经碾压会出现膨胀土遇水上返情况，膨胀土掺入回填料中，导致回填后路基质量下降，严重时出现翻浆现象。含水量较大时，水膜厚，引力减小，外部功能较容易使土粒移动，压实效果明显。
施工中严格控制含水量。根据当地气候条件及施工所处季节，对路基每层回填材料的含水量进行控制，且其液限指数≤50%。气候干燥时路基的含水量应控制在大于最佳含水量3%，且在碾压过程中随时洒水以保证含水量。气候潮湿时路基含水量应控制在小于最佳含水量4%。膨胀土地区的路基施工应尽量避开雨季作业，并加强施工现场排水，保证地基和已填筑的路基不被水浸泡。膨胀土路基开挖各道工序要紧密衔接，连续施工，分段完成。
⑶.合理控制弱、中膨胀土与非膨胀土填料的配合比
膨胀土路基换填非膨胀土材料或拌合石灰改良方案，因为成本较高，经济负担较大，而通过弱、中膨胀土与风化砂砾材料按一定比例进行拌合改良后形成的砂砾土可以作为路基换填的填料，且施工成本较低。因此，选用黄砂的塑性指数不得大于26，液限不得大于50%，弱膨胀土与风化砂砾按1：2比例进行拌和改良，形成砂砾土作为换填材料。现场控制路基含水量时保证每延米（12m2）洒水0.3m3达到设计要求。
在砂砾土拌合前严格控制弱、中膨胀土及风化砂砾的含水量，施工机械采用挖掘机及自卸车，自卸车将拌合材料运至换填施工现场，挖掘机采用换填现场拌合并按弱、中膨胀土与风化砂砾1：2.5的比例进行拌合，严格控制拌合频率及拌合遍数，使弱、中膨胀土与风化砂砾拌合均匀。经现场试验确定，采用弱、中膨胀土与风化砂砾1：2.5的比例进行拌合，挖掘机配合铲车细拌3～4遍能够保证改良后的砂砾土符合路基回填材料的规范及设计要求。
⑷.严格控制路基回填的厚度及碾压遍数
换填土挖除后回填材料必须分层填筑、分层压实，分层松铺厚度宜≤50cm。碾压时应先压两侧（ 即靠路肩部分） 后压中间。横向接头一般重叠0.4～0.5m，前、后相邻两区段宜纵向重叠1.0～1.5m，应达到无漏压、无死角，确保压实质量。路基边坡按设计要求修整，并应及时进行防护施工。碾压时应严格控制压路机碾压的速度，碾压最佳速度为3～4km/h。振动压路机碾压时，先静压2 遍，然后先慢后快，由弱至强均匀一致进行振压。路基压实度质量经现场十个点的弯沉压实度试验全部合格（如表1所示）。 膨胀土路基现场弯沉压实试验表 表1
序 桩号 实测弯沉值 备注
1 0+920 183 198 192
2 0+930 202 198 182
3 0+940 159 168 172
4 0+950 183 204 183
5 0+960 162 170 166
2.5材料与设备
⑴.材料。膨胀土工程地质分类主要按黏粒含量、自由膨胀率和膨胀总率分成强膨胀土、中膨胀土、弱膨胀土3 类。强膨胀土不得作为路堤填料，弱、中等膨胀土经处理后可作为填料，用于二级及二级以上公路路堤填料时，改性处理后胀缩总率应≤0. 7%。胀缩总率≤0. 7%的弱膨胀土可直接填筑。
根据施工地区特点，按照《公路路基施工技术规范》JTGF10—2006要求，将弱、中膨胀土与风化砂砾按一定比例进行拌合，拌合后的改良砂砾土经原材料检测，符合设计及规范要求，可以作为路基回填材料。
⑵.机具设备。根据工程实际情况，选用挖掘机、压路机、平地机、自卸汽车等设备。
2.6 质量控制措施
⑴.制定《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ1—2008等施工技术、质量安全管理规范、措施，项目部经理负责检查落实。膨胀土地区路基施工应避开雨季作业，一定需要，则应根据冬、雨季节特點和施工段的地形、地质条件，制订合理的施工方案。
⑵. 成立以项目经理为组长的质量管理小组，分工明确，责任到人。加强对施工人员的质量教育，明确质量标准和施工工艺，保证施工质量。
⑶.路床地基土挖除、换填深度应符合设计要求。实验室负责用灌砂法检测压实度，工地试验员协同施工人员现场控制含水量，并指导施工。
⑷.严格根据城镇道路工程规范路基关系要求进行施工。膨胀土地区路基应分段施工，各道工序应紧密衔接，连续完成。严格控制回填厚度、碾压遍数以及每层回填的材料。路基边坡按设计要求修整，并应及时进行防护施工。
⑸. 膨胀土路基施工应分层开挖，一般宜从外侧向内侧挖掘，最后一层应从内向外挖掘。加强现场排水，基底和已填筑的路基不得被水浸泡。膨胀土挖方施工必须做好排水设施，并保证畅通。挖方边坡不要一次挖到设计线，应沿边坡预留厚度300～500mm一层，待路堑挖完时，再削去边坡预留部分，并立即进行防护。
⑹. 施工中，换填路基的含水量必须得到严格的控制。工程中出现翻浆现象、出现路基碾压不实等情况，必须立即挖出晾晒或更换回填材料，或进行洒水控制。使用粗颗粒填料换填时，填料应均匀，粒径<0.075mm的含量应≤5%。换填分层填筑，压实度达到规定要求。
3. 结语
利用膨胀土路基施工现场的膨胀土与砂砾等非膨胀土填料进行合理的比例配合、搅拌而使其混合物物理性能改良，变得更高、更强，获得改良后的砂砾土成为市政道路路基填料。本工法大大减少了外购回填材料数量、换填方案不合理造成返工的几率，保证了路基换填的一次成型，加快了施工进度、降低了施工成本。
参考文献
[1]宋学文，高振. 膨胀土路基施工关键技术[J]. 公路交通科技： 应用技术版，2013（ 2） ： 69-71.
[2]杨俊，黎新春，张国栋等. 风化砂改良膨胀土路基施工关键问题探讨[J].太原理工大学学报，2013
[3] 交通部公路科学研究所.JTGF80 /1—2004 公路工程质量检验评定标准[S].人民交通出版社，2004.