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浅析湿陷性黄土地区公路路基设计摘要：湿陷性黄土地基是指在覆盖土层的自重应力或非自重应力和其他附加应力的综合作用下，受水浸湿后土的结构迅速破坏，并发生显著的附加下沉。
由于黄土湿陷而引起的地基不均匀沉降是造成黄土地区路基病害的主要原因。
本文主要介绍湿陷性黄土地区公路路基设计的有关内容。
关键词公路；湿陷性；路基设计；Abstract: The collapsible loess foundation cover the soil self-weight stress or weight of the combined effects of stress and additional stress, the water wets the soil behind the rapid structural destruction and the occurrence of significant additional sink. Collapsible loess foundation differential settlement is the main reason for the loess areas of subgrade defects. This paper describes the collapsible loess area of highway subgrade design.Keywords road; collapsible; embankment design;引言黄土是一种以粉粒为主，多孔隙、天然含水量小，呈黄色、褐黄色，含钙质的黏质土，是第四纪的一种特殊堆积物。
黄土浸水后在外荷载或土自重的作用下发生的下沉现象，称为湿陷。
湿陷性黄土可分为自重湿陷和非自重湿陷两类。
自重湿陷是指土层浸水后仅仅由于土的自重发生的湿陷；非自重湿陷是指土层浸水后，由于土自重及附加压力的共同作用而发生的湿陷。
26总421期2017年第7期（3月 上）0 引言湿陷性黄土作为我国土质中最特殊的一种，在高速公路路基的填筑中需要结合工程的实际情况以及湿陷性黄土的相关特质选择科学合理的施工方法。
对不同等级的湿陷性黄土使用的地理处理方法是有很大差异的。
所以在实际的工况中施工人员要对现场的湿陷性黄土进行鉴别，以此保证施工方法的科学性。
因此，本文对湿陷黄土的相关理论知识进行系统性的梳理，结合实际的工程案例，对这一土质的路基填筑施工技术进行分析。
使我国的高速公路在路基建设能够保质保量，同时维护社会经济建设和谐稳定。
1 湿陷性黄土相关理论概述1.1 黄土湿陷性黄土湿陷性是湿陷性黄土的一种特殊性质，同时也是一种非常特殊的工程地址特征。
黄土本身具有在外部的荷重或者是自重下受水浸湿结构就迅速发生变化或下沉的特性。
而根据研究总结，黄土湿陷性的原因主要是由于黄土的组成成分比较特殊，黄土由亲水较弱的矿物质以及粉粒组成，所以土壤结构含水量少，呈大孔结构特征，在承受一定的荷重下不会发生太大的变形，但一旦遭到水分的浸湿其土粒的连结会迅速减弱，从而引起土质结构的破坏或变形。
1.2 湿陷性黄土对路基的影响近年来，我国湿陷性黄土公路路基建设已有一定的经验与成果，但是湿陷性黄土对路基的危害依旧存在。
在实际施工中，只有结合工况对其危害进行分析才能找出最适合的施工方法。
通常，湿陷性黄土主要有以下三个方面的危害。
同时，这也是下文工程实例中湿陷性黄土给路基带来的潜在威胁。
（1）路基沉降。
在压力作用下湿陷性黄土会受到水的浸湿，黄土的土体结构会迅速发生破坏甚是下沉，从而影响到路基沉陷。
根据施工经验的总结，较为典型的这种沉降破坏形式主要有横向沉陷、纵向沉陷以及边坡崩塌。
黄土湿陷性具有隐蔽特征，所以当黄土受到水的浸湿后，如果缺乏仔细的勘察就无法及时地防治其危害的发生。
并且路基沉陷这一危害在线路坡度较大的地方最易出现。
（2）路基陷穴。
黄土土质均匀，分布也比较有规律，但处于水资源丰富的地段，湿陷性黄土路基最容易受到影响。
市政道路湿陷性黄土路基处理的设计发布时间：2021-07-23T10:54:54.850Z 来源：《建筑科技》2021年8月中作者：施剑伟1 周腾飞2[导读] 湿陷性黄土具有特殊的性质，因为土壤的上层部分具有自应力作用，在水分的压力下，土壤的结构会被发生一定的破坏，再加上土壤自重应力与附加应力的结合，从而导致路面明显的附加变形。
杭州市市政工程集团有限公司1 施剑伟1 浙江杭州 310000浙江钱江房地产集团有限公司2 周腾飞 2 浙江杭州 310000摘要：湿陷性黄土具有特殊的性质，因为土壤的上层部分具有自应力作用，在水分的压力下，土壤的结构会被发生一定的破坏，再加上土壤自重应力与附加应力的结合，从而导致路面明显的附加变形。
其他特征可以分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。
在下陷的黄土地区修建高速公路时，必须在路基上采取某些处理步骤，以改善土壤的物理和机械性能，减少或消除塌陷的黄土路基塌陷的可能性，并确保高速公路的安全使用。
关键词：市政道路；湿陷性；黄土公路；路基处理引言湿陷性黄土路基是一种具有特殊性质的岩石，在气候较为干燥的情况下，拥有高强度与低压缩性，在自然情况下遇到水能够降低外力与强度。
湿陷性黄土路基在我国主要分布在甘肃、宁夏、山西、陕西等区域，在公路建设的过程中主要原因就是在建设的过程中会与水发生反应，从而造成了不均匀的沉降，这对于公路的路面来说是一种较大面积的影响与病害。
1湿陷性黄土地质特性的分析湿陷性土的特点是当其未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较低。
但是，受水浸湿后，在上覆土层的自重应力或自重应力和建筑物附加应力作用下，土的结构迅速破坏，并发生显著的附加下沉，其强度也迅速降低。
由于可湿陷性黄土的特殊性质，当施加载荷并通过沉降使其稳定时，浸没在水中的土壤结构会很快被破坏，并且会出现更加突出的沉降问题。
因此，在进行湿陷性公路的建设时，地基处理必须结合道路工程项目本身的结构，避免在使用过程中发生不均匀沉降，从而提高黄土公路路基的可使用性。
临时工程建立方案一、工程说明1、工程概述忻州至阜平高速公路忻州至长城岭段是山西省通往东部京津塘环渤海经济区的关键通道，是山西省高速公路网“人字骨架、二纵十一横十二环〞总体规划中第三横的重要组成局部，是交通部确定的典型示范工程和科技示范工程。
工程的实施，对实现加快中西部地区政治、经济开展战略、完善国家干线公路网，促进山西省及周边地区的经济建立，特别是促进忻州市的经济开展和全国四大佛教胜地之一五台山的旅游开发，有着非常重要的意义。
其中第5合同段地处五台县沟南乡，起点桩号为K54＋000，终点桩号为K60＋000，有断链一处，断链桩号为K58+875.118=K58+865.000，线路增长，路线长度m。
按照全部控制出入四车道高速公路标准建立，设计速度80km/h，路基宽度。
主要工程数量为：挖方17.0万方〔其中普通土14.8万方，硬土2.2万方〕，填方34.8万方；古峪沟高架桥1座，共3360米，别离立交桥1座，长82米，涵洞4道，共和通道4道，共。
2、水文地质条件本标段主要工程位于古峪沟，该沟属季节性河谷，雨季洪水暴涨暴落，河谷中心地表时有积水或少量溪流，地表水一般表现为暂时性积水，并随降水条件变化较大。
地表水与地下水对砼构造和钢筋砼中钢筋均无腐蚀性。
3、气象本路段属温带大陆性气候区，受西伯利亚冷空气和内蒙古内陆枯燥气候影响，区内气候特点是冬季寒冷枯燥，夏季炎热多雨，秋雨多于春雨，春温高于秋温。
年平均降雨量，最大降水量约，最小约。
历年平均气温℃，极端最高气温℃，极端最低气温-32℃，平均无霜期157天，最大冻土深度165cm。
4、工程地质本合同段湿陷性黄土广泛存在，分别有Ⅱ~Ⅲ级自重湿陷黄土和Ⅰ级非自重湿陷黄土，对湿陷黄土路基段需进展特殊处理。
古峪沟高架桥桥址局部位于河谷级阶地及河槽之上，第四系覆盖层厚度达20~50米左右，局部路段场地土类别为Ⅲ类，场地稳定性较好。
另外本标段存在四处对路线有影响的滑坡，需进展卸载和防护处理。
高速公路湿陷性黄土路基填筑的施工技术摘要：高速公路在建设施工中，由于土质不同，会出现不同的施工问题。
因此，要保障整体公路建设施工安全，就应加强对公路建设施工中的技术应用进行专门的分析，在充分分析公路建设施工中的技术实施之后，针对不同的土质条件，提供不同的施工技术应用。
作为高速公路施工土质应用中较为特殊的一种，湿陷性黄土路基施工，在整个高速公路的建设和管理中，具有重要位置，只有保障了其施工技术的应用，才能全面提升施工技术处理的安全性。
关键词：高速公路；湿陷性黄土路基；填筑技术我国湿陷性黄土主要分布在山西、陕西、甘肃的大部分地区。
所谓的湿陷性黄土是指黄土在遇水以后结构会发生改变，出现下沉，公路地基处于黄土地区时，不可避免的会受到地下水或遇水侵蚀等，遇水以后的黄土发生沉降，给公路路基带来影响，造成路基变形，影响公路的平整度，在这种土质上修建公路，不仅给施工造成了很大难度，还会降低公路的使用年限，带来经济损失。
1湿陷性黄土1.1湿陷性黄土的定义湿陷性黄土是指被水浸泡并且长期处于一定压力下所形成的黄土，土体结构破坏速度迅速，并且土体沉降问题严重。
湿陷性黄土有两种类型：①自重湿陷性黄土；②非自重湿陷性黄土。
其中，自重湿陷性黄土是指在上覆土自重作用下且被水浸泡后发生显著下沉的湿陷性黄土，而非自重湿陷性黄土是指在上覆土作用下且被水浸泡后并没有发生明显沉降的湿陷性黄土。
1.2湿陷发生的原因黄土的湿陷性过程比较复杂，首先黄土湿陷的发生原因与黄土的固有特性也密切相关，黄土的物质组成以及结构特征比较独特，当天气干旱时，黄土的内部结构密实度比较差，如果受到外部压力作用以及水的影响，黄土结构内部蒸发量大于降水量，就会造成黄土下沉。
黄土结构的压实作用比较差，因此，在黄土的形成过程中，其很难承受较大压力和湿度，而黄土结构靠近地面2～3m位置，其湿度特性适合压密，但是，由于土壤的覆盖层比较小，因此其压实难度较大，这样就会形成黄土的低湿度和高孔隙度特性。
山西省湿陷性黄土地区高速公路路基设计
发布时间:2010-01-12
张卫华山西省交通规划勘察设计院
摘要：介绍山西湿陷性黄土的分布及特点；结合多条高速公路的设计，阐述山西省湿陷性黄土地区高速公路路基设计的常用方法、措施。
关键词：湿陷性黄土；高速公路；路基；设计
0 引言
黄土是一种以粉粒为主、多孔隙、天然含水量小、呈黄色、褐黄色、含钙质的粘质土，是第四纪的一种特殊堆积物。
黄土浸水后在外荷载或土自重的作用下发生的下沉现象，称为湿陷。
湿陷性黄土可分为自重湿陷和非自重湿陷两类。
自重湿陷是指土层浸水后仅仅由于土的自重发生的湿陷；非自重湿陷是指土层浸水后，由于土自重及附加压力的共同作用而发生的湿陷。
黄土的湿陷特性，是引起路基破坏的主要因素。
近期资料统计显示，山西省已建高速公路里程的40%均为湿陷性黄土路基。
近年来，随着经济的发展及对基础建设投资力度的加大，山西省高速公路的建设又迎来新的高潮，“十一五”规划了“3纵11横11环”高速公路网络，有更多的高速公路通过湿陷性黄土地区，例如忻州至保德高速公路，长治至临汾高速公路、临汾至吉县高速公路等都位于湿陷性黄土地区。
本文结合近期高速公路的设计项目具体阐述山西省湿陷性黄土地区高速公路路基设计常用的一些方法、措施。
1 山西湿陷性黄土的分布及物理力学性质指标
山西省地处黄土高原，湿陷黄土分布广泛。
其湿陷性黄土可分为汾河流域和晋东南两个亚区，汾河低阶地属非自重湿陷性黄土，高阶地（包括山麓堆积）多属自重湿陷性黄土。
主要分布如下: a)轻微湿陷性黄土区:主要分布在省内中部盆地及山间小盆地内。
b)中等湿陷性黄土区:主要分布在吕梁山以西的黄土高原区、大同盆地、忻州及太原盆地的丘陵地带,此区分布面积较大,占全省黄土分布面积的70%以上。
c)强烈湿陷性黄土区:主要分布在运城盆地的万荣、临猗、闻喜及太原市、离石市部分地区,分布面积较小。
d)自重湿陷性黄土区:分布很不均匀,主要有4 个地区,即临汾市东部浮山一带,长治、壶关、潞城一带,绛县
一带,太原榆次一带。
山西地区湿陷性黄土层厚度多为2～16 m，湿陷等级一般为Ⅱ、Ⅲ级，在低阶地新近堆积黄土分布较普遍，土的结构松散，压缩性高。
湿陷性黄土砂粒含量一般为17%～25%，粉粒含量一般为55%～65%，黏粒含量一般为18%～20%，其物理力学性质指标见表1.
表1 山西地区湿陷性黄土的物理力学性质指标
2 山西省湿陷性黄土地区高速公路路基设计
山西省高速公路基本上都涉及程度不等的湿陷性黄土。
黄土的湿陷性与水（地表、地下水）的潜蚀作用可导致地基湿陷、路基沉陷、坡面冲沟、边坡塌陷等工程病害，对公路危害极大。
在路基设计时需设置完善的防、排水系统，最大限度的降低路基受水浸湿的可能性。
2.1 路基边坡和防护工程
2.1.1 填方边坡和防护
a)边坡坡率边坡高度小于8 m的部分边坡坡率采用1︰1.5；高于8 m的部分，边坡坡率采用1︰1.75.边坡高度小于20 m时，不设平台；边坡高度大于20 m时，在16 m高度处设置宽度为2.0 m宽的平台。
b)边坡防护当边坡高度小于5 m时，采用种植紫穗槐防护；当边坡高度大于5 m时，采用M7.5水泥砂浆砌MU30片石拱型骨架加种植紫穗槐防护。
实践证明，填方所采用的边坡坡率及防护形式能够有效的防止流水冲刷坡面，保证边坡的整体稳定性。
2.1.2 挖方边坡和防护
a)边坡坡率边坡高度小于30 m时，每8 m高设一级2 m宽平台，坡率采用1∶0.75；边坡高度大于
30 m时，采用简化Bishop方法进行边坡稳定性计算，裂隙法进行验证计算，并结合已建工程经验、当地自然坡率和人工边坡坡率，综合确定边坡型式和边坡坡率。
挖方边坡一般采用的边坡坡率详见表2.
表2 黄土挖方边坡设计表
b)边坡防护坡面原则上不进行砌体防护，需根据土质条件采用适宜的植草（紫穗槐）防护，为了避免坡脚的冲刷和路容的美观，在坡脚处设2 m高的护面墙；主线下穿式分离式立交桥下的路堑边坡面，为防止边坡碎落及塌方，影响桥台结构的稳定，在第1级边坡采用护面墙防护。
护面墙均采用M7.5水泥砂浆砌MU30片石。
黄土的透水性强，抗冲刷能力较低，陡坡可以减少受雨水冲刷的面积，但边坡过陡，坡面则易剥落。
实践证明，挖方所采用的这种较陡坡率、较宽平台的边坡型式能有效减弱坡面径流的冲刷能力，同时也适宜植物生长，便于坡面植草绿化。
边坡中部的大平台可以减轻坡脚的应力集中，不必采用传统的浆砌片石或护面板封闭坡面防护，采用2m护面墙+坡面植草的这种防护形式能使坡面水分及时散发，保证边坡的稳定性。
2.2 排水工程
为保证路基、路面的稳定性，采用排水沟、边沟、截水沟、盲沟、急流槽等排水设施，并与桥涵及天
然沟渠等构成综合排水系统，以迅速排除对路基、路面及沿线设施可能产生危害的地表水和地下水。
排水工程设计以防冲刷、防渗和有利于水土保持和环境保护为目的，早接远送。
在填方路段坡脚外设1.0 m宽的护坡道，并根据实际需要在护坡道外侧酌情设60（宽）cm×60（深）cm的矩形排水沟；在填方边坡平台上设30（宽）cm×30（深）cm的矩形平台排水沟；地面横坡陡于1︰5时，在填方坡脚上游2 m以外设50 cm×50 cm的矩形截水沟，以拦截地表水。
挖方路段采用50（宽）cm×60（深）cm的矩形边沟，并在边沟下设渗水盲沟，以拦截地下水对路基的危害；在挖方边坡平台设60（宽）cm×60（深）cm的矩形平台截水沟；地面横坡陡于1︰5时，在挖方坡脚上游5m以外设50 cm×50 cm的矩形截水沟，以拦截顺坡而下的地表水，防止对路基边坡的冲刷，确保路基的稳定。
排水设施均采用M7.5水泥砂浆砌MU30片石加固，M10水泥砂浆勾缝。
并在边沟、渗沟及截水沟底部铺设防渗土工布，设置方式见图1、图2.
2.3 地基处理
高速公路通过湿陷性黄土时，可根据路堤填高、受水浸湿的可能性、湿陷后的危害程度及湿陷等级确定处理措施。
山西省湿陷性黄土地基处理一般按以下原则进行处治：
a)Ⅰ、Ⅱ级非自重、Ⅰ级自重湿陷黄土根据湿陷厚度填方区地基采用冲击碾压或重锤夯实处理，挖方区开挖到路床后先冲击碾压，后回填30 cm厚的6％石灰土；桥头填方区采用重夯或强夯处理地基，桥头挖方区开挖至路床冲击碾压或重锤夯实后回填30 cm厚6%石灰土。
b)Ⅱ级自重及以上湿陷性黄土方区地基采用强夯处理，不具备强夯条件的，在路基中部范围地基50 cm 掺6%石灰处理，在路基坡脚范围地基采用挤密灰土桩处理，挖方区开挖到路床后先重锤夯实，后回填30 cm 厚的6％石灰土；桥头填方区采用强夯处理地基，桥头挖方区开挖至路床重夯后回填30 cm厚6%石灰土。
c)为保证路基压实度及减少工后沉降，在高填路基填土高度大于10 m范围内每填筑4 m进行一次重夯。
d)地基夯实宽度一般为路基坡脚以外1 m的范围；对路基范围内及其路线两侧的陷穴、落水洞和空洞，进行回填压实，确保路基的稳定。
e)重锤夯实单击夯击能要求达到500 ～800 kN•m，以消除地面3 m以内土层的湿陷性为原则；强夯单击夯击能要求达到2 000 kN•m，以消除地面5 m以内土层的湿陷性为原则。
夯实处理完毕，强夯最后两击平均夯沉量要求不大于5 cm，重夯要求不大于2 cm，否则增加夯实遍数。
f)采用重夯或强夯处理措施时应注意对村庄和构造物的影响，必要时，采用灰土垫层或灰土桩挤密桩处治。
离石—军渡高速公路、阳城—侯马高速公路采用上述原则进行地基处治，效果良好，在近期设计的临吉高速公路、龙白高速公路、临汾北环等项目中均采用上述原则进行设计。
２.4 路床填料
路床0～30 cm填料最小强度CBR值达不到规范要求8%时，采用掺灰处理，掺灰剂量为4%～6%.湿陷性黄土地区的路床填料不宜采用老黄土，老黄土黏粒含量较高，透水性能差，土体遇水软化，强度迅速降低，路基易变形，路肩及边坡易产生滑塌，因而不宜作路床填料。
3 结束语
位于湿陷性黄土地段的路基，宜选择设置在湿陷等级轻微、湿陷土层较薄、排水条件较好的地段。
湿陷性黄土区路基设计特别注意加强排水、采取拦截、分散的处理原则，设置防冲刷、防渗漏和有利于水土保持的综合排水设施及防护工程。
本文总结的湿陷性黄土路基的设计方法、处治措施是山西省多年经验的积累，也是近期设计项目广泛采用的。
随着公路工程的发展，经验的不断再积累，山西省湿陷性黄土地区高速公路的路基设计会与时俱进，
越来越经济、合理、安全。
参考文献：
[1] 工程地质手册编委会．工程地质手册［Ｍ］．第４版．北京：中国建筑工业出版社，1992．
[2] 张勇，杨广庆，吕鹏，等．高等级公路路基病害分析与防治技术［Ｍ］．北京：人民交通出版社，2007．
[3] 张留俊，王福胜，李刚．公路地基处理设计施工实用技术［Ｍ］．北京：人民交通出版社，2004．
[4] 交通部第二公路勘察设计院．公路设计手册：路基［Ｍ］．北京，人民交通出版社，1996．。
