【摘要】伴随着社会经济的发展，我国在运输行业取得了长足的进步，而高速公路作为运输行业的重要组成部分，也随之呈现出快速发展的趋势。由于高速公路行车速度较高、荷载较重，因此对道路的要求也比普通公路高，在道路构成中路基的变形严重影响和制约着公路的运行安全性和寿命的长短。对于膨胀土地区的高速公路而言，由于膨胀土自身的干缩特性和膨胀原理的制约与影响，其容易产生路基的变形和其他各种影响公路运输质量与作用发挥的缺陷。因此在膨胀土区域的地基施工一直以来都是高速公路工程施工的难点。本文通过介绍膨胀土的判别及其分类针对高速公路工程的路基的施工工艺做一阐述和浅析。
【关键词】膨胀土；路基；施工工艺
膨胀土在高速公路施工中经常遇到的土质，膨胀土是通过漫长的地质年代逐步形成的一种具有着吸水膨胀和失水收缩特性的高塑性粘土，在工程施工中容易造成极大的影响和危害，严重制约高速公路的施工效益和施工质量。膨胀土分布十分广泛，在世界上各个国家和地区都存在较多，也是主要的建筑物和公路修筑的影响土质。近年来，随着我国基础设施建设的规模和数量不断增加，新增高速公路更是不断变更，在公路设计和施工过程中难免遇到各种各样的影响和制约因素，膨胀土作为当前地质影响制约中的关键性因素，广受人们的关注和探究。我国现行《公路路基设计规范》规定，在高速公路施工中膨胀土一般不作为高等级公路路基材料。然而，由于土地珍贵，土源紧张，在部分地区的施工中应当采取合理有效的路基处理效果和整理措施分析，因此在膨胀土地区高速公路施工就必须针对土质的特点综合分析，合理的针对缺陷土质进行加固和处理，保证高速公路等级能够满足公路建设和设计要求，更是要确保施工的质量和社会经济效益。
一、工程病害原理
膨胀土一直以来都是困扰着岩土工程施工的重大制约问题，由于其自身特性的影响问题，其容易在遇水的情形之下形成膨胀和收缩变形，成为在公路施工中地基出现各种变形原因的关键性因素。在膨胀土地区的工业与民用建筑、水利、铁道等各种工程形式的建筑中都起到极大的破坏和影响作用，成为当前分析的关键性技术措施。近年来，我国岩土工程界在对膨胀土微观结构特征及其工程性质的研究中取得了丰硕的成果，对膨胀土产生工程病害的原因给予科学的解释，并提出许多切实可行的处理办法。
二、膨胀土分类与判别依据
在膨胀土地区进行工程建设时，首先必须正确识别膨胀土与非膨胀土，并准确判断膨胀土膨胀势的强弱和工程性质的特点，然后才能在工程设计和施工中采取切实有效的方法进行处理，做到有的放矢。以往的工程建设经验（包括水利、公路、铁路等）已经证明：膨胀土并不可怕，可怕的是对膨胀土判断失误，没有进行正确的处理而导致工程病害的发生。对于膨胀土的判别与分类，近些年来国内外都做了大量的研究工作，并总结出了许多的判别方法。如，通过分析膨胀性矿物（蒙脱石及蒙脱石和伊利石、高岭石的混层矿物）的含量、膨胀土的液限和塑性指数、自由膨胀率等。虽然对膨胀土的判别方法目前国内外尚未有统一标准，但现阶段采用比较广泛的是现场定性和室内简易定量指标相结合的方法，即根据工程地质特征及土的自由膨胀率指标来综合判定：
1.裂隙发育，常见的有光滑面与擦痕面两种情况，有的裂隙中充填灰白色、灰绿色粘土，在自然条件下呈硬塑状态。
2.多出露于二级或二级以上阶地、山前丘陵和盆地边缘，地形平缓，无明显自然陡坎。
3.常见浅层滑坡、地裂、新开挖坑槽壁易发生坍塌等。
4.建筑物裂隙随气候变化而张开或闭合。
5.在工程施工的过程中，如果膨胀土中膨胀率大于或者等于40%，则在施工的过程中需要对以上的几项特点和判定结果进行分析，总结得出这类土壤是标准膨胀土。同时还要对土质判定之后在原来的基础上对其进行粘土矿物，基本指标和力学强度等方面的全面研究和分析。
三、施工措施和具体方法
由于膨胀土自身性能的影响，在工程施工中难度较大，因此在施工中要做好相关的防护工作。在公路施工的过程中主要的施工方法和措施有以下几点：
1.路基断面。路基断面横坡尽可能大，必要时设防渗层；路肩尽可能宽一些，以利于保持路面下土基内水分的稳定，最好不小于2.0～2.5m；路肩横坡要尽可能大一些，以利于排水；路肩与路面结构层用相同的材料铺砌，以利于保持路幅内土基水分的均匀性，并铺较薄的不透水面层或做防渗处理，以防水分下渗；边沟适当加宽、加深，沟底应在土基顶面以下至少20～30cm，并尽可能离路面结构层远一些；路侧不应种树，特别是不应种生长快、吸水和蒸发量大的树种，如桉树等；若成排种树，其距离应在边沟外侧1.4～1.5倍成长后的树高以外，至少也得是成长后的树高以外，但不得小于5m。
2.路基高度。根据膨胀土风化作用后可能出现湿胀干缩效应的特点，确保路基能够在通车之后具有较高的荷载力和承载要求。在施工中，为了避免膨胀土高路堤后期产生很大的沉陷量，则膨胀土路堤不宜过高，一般宜控制在3m以内；如超过3m则须考虑沉降稳定问题；如超过6m还须考虑预留沉降量和路基的加宽。
3.路基排水。路基排水设施对膨胀土路基的稳定尤为重要，所有排水设施均应精心设计，要做好路基地面排水工程，使排水通畅，防止地表水下渗，浸润土质。所有地面排水沟渠，尤其是近路沟渠均应铺砌和加固，防止冲刷渗漏。边沟应比一般地区适当加宽加深，路堑边沟外侧应设平台，保护坡脚免遭水浸，并防止剥落物堵塞边沟。堑顶设截水沟，以防水流冲蚀坡面和渗人坡体，截水沟纵坡应利于排水。对于台阶形高边坡应在每一级台阶内设截水沟以截排上部坡面水，且在截水沟与坡脚之间设一定宽度的平台以利坡脚稳定。另外还要注意防止基底蒸发失水引起膨胀土干裂收缩。
4.路堑。路堑施工前，应先进行截、排水设施的施工，将水引至路幅以外；边坡施工中，宜采取临时防水封闭措施保持土体原状含水量；挖方边坡不要一次挖到设计线，沿边坡预留厚度30～50cm一层，待路堑挖完时，再削去边坡预留部分，并立即进行加固和封闭处理；宜用支挡结构对强膨胀土边坡进行防护，支挡结构基坑应采取措施防止暴晒或浸水。膨胀土地区的路堑，高速公路、一级公路的路床应超挖30～50cm，并立即用粒料或非膨胀土分层回填或用改性土回填，按规定压实，其他各级公路可用膨胀土掺石灰处治。
四、在施工中需要注意的重点事项
1.使用膨胀土作为路基填料时，要求掺灰处理后的膨胀土其涨缩总率接近零为佳。
2.路基两边边坡部分和路基顶部要用非膨胀土作为封层，必要时需铺一层土工布，从而形成包心填方。
3.膨胀土的含水量应控制在最佳含水量的3%以内。
4.填挖交接处2米范围内挖方地基表面上的土应挖台阶，翻松并检查其含水量与填土含水量是否接近，同时选择适宜的压实机具，使压实度达到规定要求。
5.施工时避开雨季作业，加强现场排水。
6.膨胀土路基土的强度及压实度应严格遵守国家相关规定、规范。
五、小结
膨胀土的影响和制约是当前道路工程施工中的主要制约因素，在实际工程中，由于其破坏力度大，影响和制约因素高。因此解决膨胀土问题应当从其土质的物理性质入手，结合科学技术方法分析，从而通过改变土的力学性质达到高速公路施工目的。
