1 引言
市政道路工程中，检测工作属于非常重要的组成部分。市政道路路基的质量则是重中之重，路基质量不过关则会影响整个道路结构层的施工质量。如今，随着城市建设大力发展，市政道路交通量也越来越大，对其检测工作要引起足够重视才能保证施工的总体质量，并满足实际的建设需要。
2 市政道路检测工作的重要性
2.1 市政道路工程施工质量的好坏直接影响整个道路结构层施工质量的好坏，检测工作是依据检测方法规范和验收标准规范评定道路质量，反应道路施工质量。
2.2 检测工作和质量控制工作需要耗费较长的时间，甚至贯穿于整个市政道路建设当中。所以，检测工作属于工程建设的重点。只有完成质量检测，抓好质量控制工作，才能保证交通运输的安全性、稳定性，避免产生交通事故。最常见的质量问题，如图1所示。
图1 市政道路常见质量问题
2.3 做好市政道路的检测工作，还能促使施工顺利完成，降低工程建设的成本，为企业带来社会效益和经济效益。要保证市政建设的质量，就需要促使施工工艺更加规范，并且对整个建设过程进行科学的管理。因此，必须站在不同的方面来开展市政工程质量检测工作，从而促使市政工程的质量得到保障，满足社会对建设的具体要求。
3 膨胀土概述
3.1 膨胀土的概念
资料显示，1969年召开的第二届国际膨胀土研究会上通过激烈讨论，尝试对膨胀土这种特殊性土下一个准确的定义：一种对于干湿环境，灵敏度特别高的粘土，具体的表现形式为吸水膨胀、同时伴有很大膨胀压力的产生。
广义上来讲，膨胀土就是遇水立刻膨胀、失水收缩龟裂的高塑性粘性土；狭义上来说，膨胀土主要是由蒙脱石等粘土矿物组成，且拥有显著的胀缩性、内部孔隙发育和强度衰减性等特点，满足这些要求就可以认定为膨胀土。
3.2 膨胀土的分布
膨胀土是一种具有显著胀缩性的区域特殊性土。它的分布虽然具有区域性，但在全球来说也是极为广泛的。
截至到目前为止，已经在四十多个地区都发现了膨胀土的存在。而作为世界上国土面积第三大的中国来说，是膨胀土分布最多的国家之一。主要集中在我国西南、华南及华中地区的平原、盆地、河谷阶地和丘陵等地，比如陕西、贵州、广西、云南、河南、河北等二十多个省市均分布有不同程度的膨胀土，涉及到的人口达三亿之多，领域总面积达十万多平方千米，可以说是非常典型的特殊土之一。
3.3 膨胀土的成因
膨胀土特殊的工程特性来源于其自身的矿物成分与结构特征，而矿物成分、结构特征、演化过程与空间分布规律又都受膨胀土的成因所控制。因此说，要想彻底研究膨胀土，必须要了解该地区膨胀土的成因与所处的时代。
膨胀土常见的成因一般有两大类：一类是各种母岩风化产物经水流(包括冰水)搬运沉积形成的冲积、洪积、湖积和冰水沉积型，这种母岩风化产物被流水等介质的搬运并在搬运中发生机械和化学分异作用，使蒙脱石粘土矿物明显集中，经压密和固结等成土作用而形成膨胀土；一类是母岩风化产物在原地堆积或在重力作用下沿山坡堆积形成的残积与坡积型，这种基岩风化的地球化学作用以原地堆积为主，是残积成因膨胀土形成的主要场所，残积膨胀土经剥蚀沿下部山坡堆积则形成部分坡积成因类型的膨胀土。
3.4 膨胀土的地形地貌特征
（1）地貌特征
结合前文所述，在平原分布的膨胀土会地面龟裂，并且不易有直立的边坡；在盆地分布的膨胀土多呈低丘缓坡；而在河谷阶地等地分布的膨胀土，一般表现为龙岗-丘陵与浅而宽的沟谷，坡度较缓。不过一旦遇水，非常容易淤塞、滑动和崩塌。
（2）地表特征
膨胀土在地表的特征常表现为地裂和浅层滑坡，并且在干燥的旱季时常发生地裂和剥蚀现象，而在多水的雨季时虽然裂缝会闭合，但还是多见坍塌等现象的发生。
4 案例分析
4.1工程概况
某市政道路2014年9月进场进行路基施工，2015年3—5月进入道路结构层的施工，2016年6月基本竣工放开通行。2017年11月开始，道路逐渐出现道路纵向裂缝、道路波浪起伏、检查井下沉、雨水收水口下沉、立沿石移位等现象。道路病害发生后，施工单位于2018年6~8月采用路基注浆、设置止水墙等工程措施对两侧快车道进行了整治。然而自2018年10月又逐渐出现道路不均匀变形，不仅表现为沿道路纵向的波浪起伏，在横向也出现了明显的横纵向裂缝及车辙现象。因此为了探究该道路病害发生机理，对后续道路维修提供科学依据，下面对路基进行检测。
4.2 膨胀土物理、力学试验
（1）无荷载条件下土体膨胀量试验
为了分析路基土遇水膨胀性，采用击实法、灌砂法对土体遇水膨胀性进行试验，结合工地现场实际情况，压实度分别按照85%、90%、95%控制，并将含水量按照2%的增长比例与标准击实进行比较，测试土体表面遇水膨胀变形量。
试验表明：强风化泥灰岩遇水后发生了明显的膨胀变形，随着压实度要求越高、含水量越大，膨胀变形量越大。同时，膨胀量与时间还存在着密切关系，即在同样的含水量条件下，随着时间的延长，膨胀量会进一步增大。这表明，路床顶部膨胀性土压实度越高，遇水后对路面结构的破损率越大。
（2）有荷载条件下土体膨胀量试验
为模拟不同覆盖压力条件下压实土体有侧限膨胀量，设计了有荷载膨胀量试验。对强风化泥灰岩进行压实，压实度控制在95%，初始含水率控制在17%，最大干密度为1.85g/cm3。
在上覆荷载作用下，土体遇水产生一定膨胀量，随上覆荷载的增大，膨胀量降低，说明增加上覆荷载可以起到减小膨胀变形的作用。
（3）压实土体膨胀力试验
为了分析加铺路面结构的效果，有必要确定压实土的膨胀力值。对强风化泥灰岩进行了压实，压实度控制为85%、90%、95%，分析其遇水后的膨胀力。
路床区的土体膨胀力明显大于下部路堤和地基土膨胀力，且其值达到300kPa以上，该值相当于1.3~1.5m的路面结构自重，但现状路面结构厚度为80cm，因此不能抑制路基膨胀变形。
（4）膨胀力对路面结构稳定性的影响
二灰稳定碎石基层弯拉应力与路床膨胀力有显著的线性关系，膨胀力越小，基层弯拉应力越大。当结构层发生结构性破坏后，路表水极易下渗至基层中，同时叠加行车动荷载作用，引发道路结构发生严重的水损坏，造成基层细集料被动水压力冲走，结构发生松散造成路面破坏。
（5）不同膨胀力对路基变形的影响
随着路基土膨胀力的增大，路表位移近似呈线性关系增长，膨胀力从0.1MPa增加到0.5MPa，其位移增幅为500%，从而揭示出该道路膨胀不均匀变形严重的发生机理。
4.3 膨胀土路基处理技术
（1）放缓边坡
膨胀土的特性决定了膨胀土路基边坡应建得比较平缓，工程中通常采用的边坡坡率为1∶1.5，1∶1.75，1∶2.0。当填挖距离较高时，为了使路基边坡更加稳固，应当以路面作为基点，每间隔6.0m设立一个宽2.0m的中间平台。
（2）加强防护
膨胀土路基坡面需要全面防护，在质量控制上应严格做到安全、美观、绿化等要求，采用浆砌片石对中等膨胀土边坡进行实体保护；对弱膨胀土边坡可以采取多种护坡措施进行防护，如人字形预制块、浆砌片石拱形骨架、菱形网格等防护措施，其中对于预制块、骨架、网格这3种防护形式，实际中使用液压喷播植草的方法。如果边坡较高，为了保证坡脚的稳固性就需要在边坡底部设置3m高的矮挡土墙。
（3）采取防排水措施
膨胀土吸水时膨胀、失水时收缩，因此膨胀土路基的防水工作必须做好。在路基建设范围内设置边沟、排水沟、截水沟等排水设施时应结合当地的降水情况和地形特点，并在这些排水设施四周铺设防渗复合土工膜来进一步保证施工质量，使地面水从路基本体完全排出。在地下水发育地区也应采取排水措施，建设支撑渗沟和渗水盲沟，将地下水对路基工程的损坏降到最小。
（4）填筑非膨胀土
路基工程质量需要严格把控，工程中许多地方都需要换填非膨胀土，在中等膨胀土路堑地段路床以下50cm的地方，弱膨胀土路堑地段路床以下30cm的地方，就需要通过挖除方式用非膨胀土来填筑。用作路堤填筑的膨胀土包括经过晾晒处理的弱膨胀土、掺拌生石灰改性后的含水率处于20%~30%的中等膨胀土和含水率＜20%的中等膨胀土这3种，同时其四周还需要包裹一层厚度＞2.0m的非膨胀土。下面这些位置的土体也需要填筑非膨胀土，包括弱膨胀土路堤地段路床厚80cm以内的土体、中等膨胀土路堤地段路床厚80cm和上路堤厚70cm的地方的土体，如图2所示。
图2填筑非膨胀土
（5）掺石灰改良膨胀土
考虑到膨胀土不能被直接利用，若用非膨胀土来替代，又难以取得且成本较高，所以最终选择使用石灰剂量为4%~12%的掺石灰改性膨胀土，就本工程而言，选择使用7%的石灰来进行处理。
（6）采用土工格栅加固中等膨胀土路堤边坡
中等膨胀土地区的路堤及路堤边坡，要做好其加固工作，应从路床顶以下两侧边坡的位置开始，双向进行土工格栅加固，但不包括变坡点处土工格栅拉通铺设和最上部两层，安装格栅时不能超出边坡，所以格栅的外缘和边坡距离应＞10cm，如果边坡采取了防护措施，则距离在30~40cm之间。特别注意不能使用玻纤类格栅以及土工格网。
（7）复合土工膜加固膨胀土
为了能在膨胀土路堤加固处理方面取得新突破，在路线总长400m，SK45+570~+970段进行了相关试验。采用复合土工膜加固膨胀土路堤，其实就是用复合土工膜对两侧边坡进行加固，在垂直方向，每层间距60cm，且各层没入路堤边坡宽度都是300cm，但不包括沿平面铺通的最上面两层。搭接过程中，每两层之间的距离应＞300cm，复合土工膜纵向搭接宽度需＞30cm。如果复合土工膜超出边坡之外会影响边坡防护工程的施工效果，所以在其最外侧应留有50cm的安全距离，且应用反压方式来铺设复合土工膜，要求反压宽度应＞30cm。
铺设复合土工膜的过程中，先铺设30cm的复合土工膜，再填筑60cm厚度的填料，共分3次完成，最后折回拉直300cm的复合土工膜。填筑前，为防止复合土工膜损坏，应先将填料中的杂物清除干净。复合土工膜外侧50cm的宽度和路基加宽处也要填筑，之后用小型压路机进行压实。由于填方地段不平整，为方便铺设，首先应该在边坡坡脚的地方挖一个300cm宽的平台。在路堤与路堑的交界处，复合土工膜被搭接成台阶样式来铺设，同样需要碾压平整。工程中如果发现复合土工膜破坏，必须快速修补。由于各路段膨胀土类型的多样性、工程特性及施工要求的差异性，经常需要综合上面所有的方法来解决各种问题。
5、结语
本文结合某市政道路病害检测，研究了膨胀土物理、力学特性，分析了膨胀土路基浸水后对路面结构及道路变形的影响机理，提出几点膨胀土路基处理技术，希望通过上文的论述能够给同行一定的参考。
参考文献
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