CN104120640B

CN104120640B - 一种膨胀土路基压实方法

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Publication number: CN104120640B
Application number: CN201410389146.XA
Authority: CN
Inventors: 郑健龙; 张锐
Original assignee: Changsha University of Science and Technology
Current assignee: Changsha University of Science and Technology
Priority date: 2014-08-08
Filing date: 2014-08-08
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2034-08-08
Also published as: CN104120640A

Abstract

一种膨胀土路基压实方法，通过湿法制备试件，采用不同含水率的试件逐个测试CBR，绘制CBR-含水率曲线，得到膨胀土CBR随初始含水率ω₁、ω₂、ω₃、ω₄、ω₅变化的曲线，在曲线中选择CBR值≥3％的点，该点所对应的膨胀土的含水率ω作为现场压实膨胀土的控制含水率，由击实试验得到的ω所对应的土样干密度作为路基压实控制干密度ρ；从而使天然含水率较高的膨胀土较为容易达到压实控制含水率和干密度，达到充分合理直接利用膨胀土填料、保证膨胀土路基施工质量以及快速施工的目的。本发明工艺方法简单、操作方便、路基承载力大、水稳性好，适用于南方膨胀土、高液限土、红粘土等不良细粒土土质路基压实，能大大提高不良土质填料的利用率。

Description

一种膨胀土路基压实方法

技术领域

本发明公开了一种膨胀土路基压实方法；特别是指一种以最大承载力为目标确定膨胀土路基压实方法。属于公路膨胀土路基施工方法技术领域。

背景技术

膨胀土是一种富含膨胀性粘土矿物并具有明显的吸水膨胀和失水收缩特性的高塑性粘土。南方地区膨胀土天然含水率较高，压实困难且水稳性差，是一种不良的土质。

按照现行的我国公路路基设计规范，路堤填料必须满足承载力(CBR)要求，这一技术措施对保证高速公路的建设质量起到了非常重要的作用。但现行公路路基设计和施工规范中没有明确膨胀土压实控制标准。设计施工中通常采用传统的干法击实试验确定膨胀土路堤最佳填筑含水率和最大干密度。

干法击实试验确定的最佳含水率远低于膨胀土的天然含水率(以海南中等膨胀势的膨胀土为例，其天然含水率为25.9％，干法击实最佳含水率为15.0％)。在实际施工中，开挖出的高天然含水率的膨胀土很难翻晒至干法击实确定的最佳含水率。同时由于干法击实试验得到的最大干密度较大(如宁明膨胀土干法击实最大干密度为1.82g/cm³)，规范中要求压实后的填料的干密度应达到最大干密度的93％以上，因此使得膨胀土更难达到压实度的要求。即使想方设法达到干法击实试验确定的最佳含水率和压实度标准，由于膨胀土的含水率越低，干密度越大，土体膨胀潜势越大，路基在南方潮湿的环境条件下吸湿的能力更强，通过长期的水汽迁移，路基的含水率显著增大，干密度显著降低，并产生显著的膨胀变形，使得路基的刚度和承载能力大幅降低(干法击实最佳含水率和干密度状态下测得的承载比CBR小于3％)，引起路基路面的变形破坏。因此，现有路基压实方法存在水稳性差、承载力低的技术问题，并且，至今为止，国内外也没有很好的解决膨胀土路基压实的方法，多采用石灰改良或弃土换填的方法，前者造价高，工期长；后者造成大量借弃土占地，生态环境破坏。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种工艺方法简单、操作方便、路基承载力大、水稳性好的膨胀土路基压实方法。

本发明一种膨胀土路基压实方法，包括下述步骤：

第一步：测试膨胀土压实指标和承载能力

取至少5份天然含水率状态下的膨胀土土样，编号为1、2、3、4、5；测量1号土样的天然含水率ω₁；2、3、4、5号土样经干燥，使其含水率比1号土样天然含水率ω₁依次降低2-4％，分别得到2、3、4、5号土样的含水率ω₂、ω₃、ω₄、ω₅；对1-5号土样分别进行击实，完成击实后，分别测量1-5号土样在相应含水率状态下的干密度ρ₁、ρ₂、ρ₃、ρ₄、ρ₅；然后，按CBR试验要求将1-5号土样在水中浸泡4天后，分别进行CBR试验，得到得到5个土样分别在(ω₁，ρ₁)、(ω₂，ρ₂)、(ω₃，ρ₃)、(ω₄，ρ₄)和(ω₅，ρ₅)不同初始含水率和初始干密度状态下浸水4天后的CBR值；在直角坐标系中，绘制CBR-ω曲线，得到膨胀土CBR随初始含水率ω₁、ω₂、ω₃、ω₄、ω₅变化的曲线；

第二步：确定膨胀土压实控制指标

在第一步得到的曲线中选择CBR值≥3％的点，该点所对应的膨胀土的含水率ω作为现场压实膨胀土的控制含水率，由击实试验得到的ω所对应的土样干密度作为路基压实控制干密度ρ；

当曲线中最大的CBR值<3％时，返回第一步，增加天然含水率状态下的膨胀土土样份数，重复第一步的过程，直至CBR-ω曲线中出现CBR值≥3％的点；选择该点所对应的所对应的膨胀土的含水率ω作为膨胀土现场压实膨胀土的控制含水率，由击实试验得到的ω所对应的土样干密度作为路基压实控制干密度ρ；

由于《公路路基设计规范》-JTG D30-2004中对填料CBR值的要求是填料的CBR_max≥3％，因此，本发明按此标准确定膨胀土CBR值需≥3％；

第三步：膨胀土路基压实

按步骤二得到的膨胀土及其压实控制指标按现有路基压实方法进行路基压实，现场压实时，控制膨胀土的含水率在ω±2％范围内；压实后，要求路基中膨胀土的干密度≥路基压实控制干密度ρ。

发明一种膨胀土路基压实方法，天然含水率状态下的膨胀土土样取样份数为5-15份。

发明一种膨胀土路基压实方法，对土样进行天然含水率或含水率测量时，膨胀土的粒径≤2cm。

发明一种膨胀土路基压实方法，土样干燥是将膨胀土摊铺在塑料布上进行。

发明一种膨胀土路基压实方法，所述击实重型击实标准进行，具体是将粒径≤1cm的膨胀土分三次在击实筒中进行击实，每层击数30-98次，击实功2677.2kj/m³。

发明一种膨胀土路基压实方法，土样干密度采用称重法测得击实筒内土样的重量，并根据土样含水率和筒的体积计算得此含水率状态下的试样干密度。

发明一种膨胀土路基压实方法，CBR试验按《公路土工试验规程》(JTG E40-2007)进行；具体是将击实后的带有土样的击实筒，在其顶面放一张直径15.2cm的滤纸，并在其上安装附有调节杆的多孔板，在多孔板上加每块1.25kg的荷载板4块；将击实筒和多孔板一同放入水槽内，向槽内缓慢放水，让水自由进入试件的底部和顶部，直至水面在试件顶部以上大约25mm，浸水4天后，将试件取出，按贯入试验要求，测量膨胀土的CBR。

本发明采用上述工艺方法，根据我国公路路基设计规范，路堤填料必须满足承载力(CBR)的要求，以最大承载力为目标确定作为路基的膨胀土，解决了现有技术中膨胀土直接填筑路堤时难以达到压实控制含水率和压实度，并且其水稳性差、承载力低的技术难题，突破以往片面追求路基填料最大初始干密度的传统技术。

本发明可以合理确定直接利用膨胀土填筑路基时的压实控制含水率和干密度。按本发明进行膨胀土路基的压实施工，其确定的最佳含水率接近膨胀土的天然含水率，干密度相对较低，在此含水率和干密度状态下膨胀土承载力大(CBR>3％)，水稳性好，适用于南方膨胀土、高液限土、红粘土等不良细粒土土质路基压实，能大大提高不良土质填料的利用率。

本发明通过湿法制备试件并逐个测试CBR，得到最大CBR所对应的膨胀土含水率和干密度，以此作为膨胀土路基压实控制标准，从而使天然含水率较高的膨胀土较为容易达到压实控制含水率和干密度，达到充分合理直接利用膨胀土填料、保证膨胀土路基施工质量以及快速施工的目的。

发明与现有技术相比具有的优点和积极效果是：

按常用的以初始最大干密度为目标的路基压实控制方法，试验所确定的膨胀土填料最佳含水率低，最大干密度大。而南方湿热气候条件下，膨胀土的天然含水率高，路基施工时难以通过长时间翻晒将含水率降至低的最佳含水率附近，同时也很难压实达到所规定的压实度标准。同时，过低的初始含水率和过大的初始干密度会使膨胀土填料具有很大的膨胀潜势，在南方潮湿气候条件下按照传统方法压实控制成形的膨胀土路基会产生很大的膨胀变形，从而造成路面变形开裂。本发明充分考虑到膨胀土天然含水率高这一实际情况，以最大承载力为目标确定合适的压实控制含水率和干密度，其确定的含水率更接近天然含水率，干密度相对较低，但水稳性好，承载力大，能满足路基对填料承载力的要求。按照此方法填筑的路基其工后变形小，承载力强。该方法尤其适用于膨胀土填料，同时也适用于南方高液限土、红粘土等不良细粒土路基填料。

附图说明

附图1为本发明实施例1得到的CBR-ω曲线。

附图2为本发明对比例1得到的含水率-干密度ω-ρ曲线。

附图3为本发明实施例2得到的CBR-ω曲线。

附图4为本发明对比例2得到的含水率-干密度ω-ρ曲线。

附图5为本发明实施例3得到的CBR-ω曲线。

附图6为本发明对比例3得到的含水率-干密度ω-ρ曲线。

具体实施方式

实施例1：

海南海口至屯昌高速公路膨胀土路基压实工程实例

海南膨胀土主要分布在琼北平原台地区、火山岩地区、西部地区以及中部部分地区。2009年开工建设的中线高速公路(海口至屯昌)穿越膨胀土分布区，路堑边坡开挖后仅经历几场大雨，十余个边坡发生不同程度的破坏。膨胀土路段路堑边坡开挖和因滑坍清除的膨胀土土方达到320万方。若将开挖和清挖出的膨胀土全部废弃将占用大量宝贵的土地资源，并将产生严重的水土流失和生态环境破坏。

在海屯高速公路现场采集膨胀土原状土样和扰动土样，进行基本物理性质指标和工程性质试验。室内试验结果表明：海屯高速公路膨胀土土样的塑性指数为23.1％，自由膨胀率为48.2％。根据公路现行膨胀土判别分类标准，所取土样为膨胀土。实测天然含水率为26.2％。采用本发明以最大承载力为目标的膨胀土路基压实方法，先对海南膨胀土依次进行试样制备、击实和承载比(CBR)试验，确定压实控制标准后再进行路基压实，具体实施步骤如下：

取至少6份天然含水率ω＝26.2％的膨胀土土样，编号为1、2、3、4、5、6；测量1号土样的天然含水率ω₁＝25.66％；2、3、4、5、6号土样经干燥，使其含水率比1号土样天然含水率ω₁依次降低2-4％，分别得到2、3、4、5、6号土样的含水率ω₂＝22.87％、ω₃＝20.86％、ω₄＝18.77％、ω₅＝15.4％、ω₆＝12.25％；对1-6号土样分别进行击实，完成击实后，分别测量1-6号土样在相应含水率状态下的干密度ρ₁＝1.65g/cm³、ρ₂＝1.75g/cm³、ρ₃＝1.81g/cm³、ρ₄＝1.84g/cm³、ρ₅＝1.81g/cm³、ρ₆＝1.78g/cm³；然后，按CBR试验要求将1-6号土样在水中浸泡4天后，分别进行CBR试验，得到得到6个土样分别在初始含水率、初始干密度为(25.66％，1.65g/cm³)、(22.87％，1.75g/cm³)、(20.86％，1.81g/cm³)、(18.77％，1.84g/cm³)、(15.4％，1.81g/cm³)、(12.25％，1.78g/cm³)状态下浸水4天后的CBR值依次为：2.4％、3.5％、3.7％、3.3％、2.8％、2.5％；

在坐标系中，绘制CBR值随初始含水率25.66％、22.87％、20.86％、18.77％、15.4％、12.25％变化的曲线，如图1所示。根据图1，可以得到海南膨胀土最大CBR_max为3.7％，大于3％(《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)中对填料CBR值的要求)，因此该膨胀土可以直接用作路基填料。同时CBR_max所对应的含水率为20.9％。击实试验结果表明，该初始含水率所对应的击实后的干密度为1.81g/cm³；根据上述参数，按现有路基压实方法进行路基压实，现场压实时，控制膨胀土的含水率在20.9±2％范围内；压实后，要求路基中膨胀土的干密度≥1.81g/cm³，采用本发明以最大承载力为目标的膨胀土路基压实方法，所确定的膨胀土压实控制最佳含水率接近天然含水率，容易通过翻晒达到，干湿度要求相对要低，但承载力大。

对比例1：

取实施例1同样的土样，土样的塑性指数为23.1％，自由膨胀率为48.2％，天然含水率为26.2％。按照以最大初始干密度为目标的传统路基压实控制方法，制备5-6个试样，进行干法和湿法击实试验，得到含水率、干密度参数分别为：

干法击实：(10.1％，1.81g/cm³)、(12.6％，1.84g/cm³)、(15.6％，1.87g/cm³)、(17.9％，1.85g/cm³)、(20.9％，1.79g/cm³)；

湿法击实：(25.7％，1.65g/cm3)、(22.9％，1.75g/cm³)、(20.9％，1.81g/cm³)、(18.8％，1.84g/cm³)、(15.4％，1.81g/cm³)、(12.3％，1.78g/cm³)；

将上述数据绘制含水率-干密度曲线，如附图2；

根据图2，可以得到海南膨胀土干法击实最佳含水率为15.6％，最大干密度为1.87g/cm³；湿法击实最佳含水率为18.8％，最大干密度为1.84g/cm³。将上述两种初始含水率和干密度状态下的击实样，进行CBR试验，测试干法击实最佳状态下试样的CBR为2.8％；湿法击实最佳状态下试样的CBR为3.3％。

若按照干法击实最佳含水率和干密度状态进行路基压实控制，在海南多雨气候条件下，很难将填料的含水率从26.2％降低至15.6％，且难以达到干密度要求。即使达到压实要求，其承载力CBR(2.8％)也小于规范规定的3％。因此，按照该控制方法，该膨胀土不能用作路基填料。若按照湿法击实最佳含水率和干密度状态进行路基压实控制，同样要将填料的含水率通过翻晒降低7个百分点左右，且在湿法最大干密度状态下其承载比(3.3％)勉强达到规范要求。

采用本发明方法在海口至屯昌高速公路K6+220～K7+150膨胀土路堤修筑工程中应用，共减少工程直接费127.24万元，利用膨胀土122万方，减少借弃土场占地23.0亩，减少借弃土运输油耗6.0万升。应用路段通车至今，运营良好。

实施例2：

京港澳高速公路河南驻马店至信阳段改扩建工程膨胀土路基压实工程实例

在建的京港澳高速公路驻马店至信阳段改扩建工程的第六至第九合同段路基施工过程中遇到膨胀土路基填筑的技术难题。通过现场调研发现，上述合同段开挖路段具有膨胀土工程地质特征，即土体颜色呈深褐色，黏土，有滑感，裂隙较为发育，易风化呈碎粒状，含钙质结核。土样的塑性指数为23.1％，自由膨胀率为46％，根据公路现行膨胀土判别分类标准，所取土样为膨胀土。

对京港澳高速公路驻信段改扩建工程所取代表性膨胀土土样，进行了室内试验，膨胀土天然含水率ω₀＝24.1％，并按“一种膨胀土路基压实方法”进行了膨胀土路基的压实。具体实施步骤如下：

取6份天然含水率ω＝24.1％的膨胀土土样，编号为1、2、3、4、5、6；测量1号土样的含水率ω₁＝23.99％；2、3、4、5、6号土样经干燥，使其含水率比1号土样天然含水率ω₁依次降低2-4％，分别得到2、3、4、5、6号土样的含水率ω₂＝22.01％、ω₃＝20.87％、ω₄＝17.9％、ω₅＝15.45％、ω₆＝12.97％；对1-6号土样分别进行击实，完成击实后，分别测量1-6号土样在相应含水率状态下的干密度ρ₁＝1.61g/cm³、ρ₂＝1.66g/cm³、ρ₃＝1.70g/cm³、ρ₄＝1.76g/cm³、ρ₅＝1.73g/cm³、ρ₆＝1.69g/cm³；然后，按CBR试验要求将1-6号土样在水中浸泡4天后，分别进行CBR试验，得到得到6个土样分别在初始含水率、初始干密度为(23.99％，1.61g/cm³)、(22.01％，1.66g/cm³)、(20.87％，1.70g/cm³)、(17.9％，1.76g/cm³)、(15.45％，1.73g/cm³)和(12.97％，1.69g/cm³)状态下浸水4天后的CBR值依次为：2.7％、3.2％、3.5％、3.2％、2.7％、2.3％；

在坐标系中，绘制CBR随初始含水率23.99％、22.01％、20.87％、17.9％、15.45％、12.97％变化的曲线，如图3所示。根据图3，可以得到膨胀土最大CBR_max为3.5％，大于3％(《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)中对填料CBR值的要求)，因此该膨胀土可以直接用作路基填料。同时最大CBR_max所对应的含水率为20.9％。击实试验结果表明，该初始含水率所对应的击实后的干密度为1.70g/cm³。根据上述参数，按现有路基压实方法进行路基压实，现场压实时，控制膨胀土的含水率在20.9±2％范围内；压实后，要求路基中膨胀土的干密度≥1.7g/cm³，采用本发明以最大承载力为目标的膨胀土路基压实方法，所确定的膨胀土压实控制最佳含水率接近天然含水率，容易通过翻晒达到，干湿度要求相对要低，但承载力大。

对比例2：

取实施例2同样的土样，土样的塑性指数为23.1％，自由膨胀率为46％，天然含水率ω₀＝24.1％；按照以最大初始干密度为目标的传统路基压实控制方法，制备5-6个试样，进行干法和湿法击实试验，得到含水率、干密度参数分别为：

干法击实：(9.6％，1.74g/cm³)、(11.8％，1.78g/cm³)、(13.3％，1.81g/cm³)、(14.9％，1.83g/cm³)、(16.9％，1.80g/cm³)、(19.9％，1.75g/cm³)

湿法击实：(24.0％，1.61g/cm³)、(22.0％，1.66g/cm³)、(20.9％，1.70g/cm³)、(17.9％，1.76g/cm³)、(15.4％，1.73g/cm³)、(13.0％，1.69g/cm³)

将上述数据绘制含水率-干密度曲线，如附图4；

根据附图4，得到干法击实曲线得到的压实的最佳含水率ω_d＝14.9％，最大干密度为ρ_d＝1.83g/cm³；湿法击实曲线得到的压实的最佳含水率ω_d＝17.9％，最大干密度为ρ_d＝1.76g/cm³)，要求压实控制含水率较低、干密度较大，填料难以翻晒和压实。

采用本实施例确定的参数选用的膨胀土及压实方法在京港澳高速公路驻马店至信阳段改扩建工程的第六至第九合同段路基建设中应用。相对原来的全部掺拌石灰方案，采用这种膨胀土路基压实方法后，港澳高速公路驻信段改扩建工程4个标段累计直接利用膨胀土64.2万方，节省造价1618.45万元，并且缩短了工期保护了生态环境，产生了显著的经济、社会和环保效益。

实施例3：

广西南宁至友谊关高速公路膨胀土路基压实工程实例

广西是中国著名的膨胀岩土分布区，宁明更是因膨胀岩土的地质灾害及工程问题的严重性和复杂性而最早受到国内研究者的关注。南友高速公路建设中在宁明盆地边缘沿线分布着大量膨胀性岩土，给公路建设带来巨大的灾难。膨胀土路段开挖路堑产生的膨胀土挖方就有800多万方，如果全部将其废弃将占用大量宝贵土地资源，并产生严重的水土流失和环境破坏问题。因此，如何利用膨胀土直接填筑路基成为南友高速公路建设中的关键技术难题。

通过现场取原状样和扰动样进行室内试验。膨胀土土样的塑性指数为26.3；自由膨胀率为42％，根据公路现行膨胀土判别分类标准，所取土样为膨胀土。实测天然含水率为24.7％。采用以最大承载力为目标的膨胀土压实方法，先对广西膨胀土依次进行试样制备、击实和承载比(CBR)试验，确定压实控制标准后再进行路基压实，具体实施步骤如下：

取至少7份天然含水率状态下的膨胀土土样，编号为1、2、3、4、5、6、7；测量1号土样的天然含水率ω₁＝24.7％；2、3、4、5、6、7号土样经干燥，使其含水率比1号土样天然含水率ω₁依次降低2-4％，分别得到2、3、4、5、6、7号土样的含水率ω₂＝22.4％、ω₃＝21.4％、ω₄＝20.2％、ω₅＝18.9％、ω₆＝16.9％、ω₇＝14.5％；对1-7号土样分别进行击实，完成击实后，分别测量1-7号土样在相应含水率状态下的干密度ρ₁＝1.69g/cm³、ρ₂＝1.72g/cm³、ρ₃＝1.73g/cm³、ρ₄＝1.74g/cm³、ρ₅＝1.75g/cm³、ρ₆＝1.73g/cm³、ρ₇＝1.70g/cm³；然后，按CBR试验要求将1-7号土样在水中浸泡4天后，分别进行CBR试验，得到得到5个土样分别在初始含水率、初始干密度为(24.7％，1.69g/cm³)、(22.4％，1.72g/cm³)、(21.4％，1.73g/cm³)、(20.2％，1.74g/cm³)、(18.9％，1.75g/cm³)、(16.9％，1.73g/cm³)和(14.5％，1.70g/cm³)状态下浸水4天后的CBR值依次为：3.0％、3.2％、3.4％、3.2％、3.0％、2.8％、2.6％；

在坐标系中，绘制CBR随初始含水率24.7％、22.4％、21.4％、20.2％、18.9％、16.9％、14.5％变化的曲线，如图5所示。根据图5，可以得到广西膨胀土最大CBR为3.4％，大于3％(《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)中对填料CBR值的要求)，因此该膨胀土可以直接用作路基填料。同时最大CBR(3.4％)所对应的含水率为21.4％。击实试验结果表明，该初始含水率所对应的击实后的干密度为1.73g/cm³。根据上述参数，按现有路基压实方法进行路基压实，现场压实时，控制膨胀土的含水率在19.4-23.4％范围内；压实后，要求路基中膨胀土的干密度≥1.73g/cm³，采用本发明以最大承载力为目标的膨胀土路基压实方法，所确定的膨胀土压实控制最佳含水率接近天然含水率，容易通过翻晒达到，干湿度要求相对要低，但承载力大。

对比例3

取实施例3同样的土样，膨胀土土样的塑性指数为26.3；自由膨胀率为42％，实测天然含水率为24.7％；按照以最大初始干密度为目标的传统路基压实控制方法，进行干法和湿法击实试验，得到含水率、干密度参数分别为：

干法击实：(10.0％，1.80g/cm³)、(11.5％，1.81g/cm³)、(14.2％，1.82g/cm³)、(16.0％，1.80g/cm³)、(18.3％，1.78g/cm³)

湿法击实：(24.7％，1.69g/cm³)、(22.4％，1.72g/cm³)、(21.4％，1.73g/cm³)、(20.2％，1.74g/cm³)、(18.9％，1.75g/cm³)、(16.9％，1.73g/cm³)、(14.5％，1.70g/cm³)

将上述数据绘制含水率-干密度曲线，如附图6；

根据图6，可以得到广西膨胀土干法击实最佳含水率为14.2％，最大干密度为1.82g/cm³；湿法击实最佳含水率为18.9％，最大干密度为1.75g/cm³。将上述两种初始含水率和干密度状态下的击实样，进行CBR试验，测试干法击实最佳状态下试样的CBR为2.6％；湿法击实最佳状态下试样的CBR为3.0％。

若按照干法击实最佳含水率和干密度状态进行路基压实控制，在广西多雨气候条件下，很难将填料的含水率从27.1％降低至14.2％，且难以达到干密度要求。即使达到压实要求，其承载力CBR(2.6％)也小于规范规定的3％。因此，按照该控制方法，该膨胀土不能用作路基填料。若按照湿法击实最佳含水率和干密度状态进行路基压实控制，同样要将填料的含水率通过翻晒降低7个百分点左右，且在湿法最大干密度状态下其承载比(3.0％)勉强达到规范要求。

采用本实施例最大承载力为目标的膨胀土压实方法在广西南宁至友谊关高速公路No.11合同段16公里膨胀土路段上得到推广应用。原设计方案由于考虑到传统膨胀土路基压实方法无法压实膨胀土，只能采用弃土换填，清挖方需全部废弃，另需外借非膨胀土200万方，弃、借土场将分别占地1499亩和435亩。采用以最大承载力为目标的膨胀土压实方法后，相对原设计方案，节省工程直接费2712.13万元，膨胀土利用率达到60％，减少借弃土场占地851亩。按照运土车每公里耗油1升，每车20方，弃土平均运距6公里，取土平均运距10公里计算，该技术的应用共减少油耗1750万升，南宁至友谊关高速公路通车至今，该膨胀土路段运营良好。

Claims

1.一种膨胀土路基压实方法，包括下述步骤：

第一步：测试膨胀土压实指标和承载能力

取至少5份天然含水率状态下的膨胀土土样，编号为1、2、3、4、5；测量1号土样的天然含水率；2、3、4、5号土样经干燥，使其含水率比1号土样天然含水率依次降低2-4%，分别得到2、3、4、5号土样的含水率、、、；对1-5号土样分别进行击实，完成击实后，分别测量1-5号土样在相应含水率状态下的干密度、、、、；然后，按CBR试验要求将1-5号土样在水中浸泡4天后，分别进行CBR试验，得到5个土样分别在（，）、（，）、（，）、（，）和（，）不同初始含水率和初始干密度状态下浸水4天后的CBR值；在直角坐标系中，绘制CBR-曲线，得到膨胀土CBR随初始含水率、、、、变化的曲线；

第二步：确定膨胀土压实控制指标

在第一步得到的曲线中选择CBR值≥3%的点，该点所对应的膨胀土的含水率作为现场压实膨胀土的控制含水率，由击实试验得到的所对应的土样干密度作为路基压实控制干密度；

当曲线中最大的CBR值<3%时，返回第一步，增加天然含水率状态下的膨胀土土样份数，重复第一步的过程，直至CBR-曲线中出现CBR值≥3%的点；选择该点所对应的膨胀土的含水率作为膨胀土现场压实膨胀土的控制含水率，由击实试验得到的所对应的土样干密度作为路基压实控制干密度；

第三步：膨胀土路基压实

按步骤二得到的膨胀土及其压实控制指标按现有路基压实方法进行路基压实，现场压实时，控制膨胀土的含水率在范围内；压实后，要求路基中膨胀土的干密度≥路基压实控制干密度。

2.根据权利要求1所述的一种膨胀土路基压实方法，其特征在于：天然含水率状态下的膨胀土土样取样份数为5-15份。

3.根据权利要求1所述的一种膨胀土路基压实方法，其特征在于：土样干燥是将膨胀土摊铺在塑料布上进行。

4.根据权利要求1所述的一种膨胀土路基压实方法，其特征在于：土样干密度采用称重法测得击实筒内土样的重量，并根据土样含水率和筒的体积计算得此含水率状态下的土样干密度。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种膨胀土路基压实方法，其特征在于：CBR试验是将击实后的带有土样的击实筒，在其顶面放一张直径15.2cm的滤纸，并在其上安装附有调节杆的多孔板，在多孔板上加每块1.25kg 的荷载板4块；将击实筒和多孔板一同放入水槽内，向槽内缓慢放水，让水自由进入试件的底部和顶部，直至水面在试件顶部以上大约25mm，浸水4天后，将试件取出，按贯入试验要求，测量膨胀土的CBR。