一、引言
膨胀土在我国20余个省、自治区均有分布,其富含蒙脱石、伊利石等亲水性黏土矿物,对水分变化极为敏感。在此类地区修建道路,若不进行处理,路面会随季节更替出现波浪、龟裂和拱起等严重病害,养护成本高昂。
膨胀土处治具有复杂性,为降低膨胀土路基施工后出现严重病害,需要采取科学的处治方案。石灰改良是处治膨胀土最常用的技术手段,通过离子交换和火山灰反应从根本上改变膨胀土的工程性质。

二、石灰改良膨胀土的机理
石灰改良膨胀土主要通过以下途径发挥作用。离子交换与双电层压缩——石灰消化生成的Ca²⁺离子置换出黏土颗粒表面吸附的Na⁺、K⁺等低价阳离子,压缩双电层厚度,减少土粒吸水量,从根源上降低土体的膨胀潜势。火山灰反应——在碱性环境中,黏土矿物中的活性SiO₂和Al₂O₃与Ca(OH)₂反应生成C-S-H和C-A-H等胶凝物质,将土颗粒包裹、固定,形成刚性骨架结构,约束膨胀变形。团聚作用——石灰促使分散的黏土颗粒凝聚成较大的团聚体,改善土的粒度组成,提高渗透性和强度。
三、石灰掺量的确定
以长晋高速公路晋城段工程为依托,以该地区膨胀土为研究对象,通过石灰改良膨胀土的试验数据结果,确定了石灰的合理掺量。试验综合考虑了膨胀土的膨胀特性、压缩特性、强度及施工经济性,确定了最优石灰掺量。
对于膨胀土,石灰的加入不仅改善了强度特性,更重要的是降低了膨胀潜势。适量的石灰掺量可使膨胀土的膨胀率和膨胀压力显著降低,满足路基填筑要求。
四、施工工艺流程
石灰改良膨胀土路基的施工有别于一般地区的路基修筑,需采取一系列专门的施工工艺和质量控制措施。主要工艺流程包括:测量放样与填前处理——施工前进行精确测量放样,对原地表进行清理和处理。石灰撒布与拌和——将消解后的石灰按确定掺量均匀撒布,采用大功率路拌机进行充分拌和。拌和深度和均匀性是质量控制的关键。含水率控制——应在最佳含水率附近进行碾压。碾压与养生——遵循“先轻后重、先慢后快”的碾压原则,成型后及时覆盖保湿养生。

五、质量控制要点
石灰改良膨胀土路基的质量控制应重点关注以下环节:土块粉碎——最大粒径不应超过15mm,确保石灰与土充分接触。石灰剂量——加强剂量控制,保证拌合遍数和均匀性。压实度——路床应不低于96%,基层应不低于98%。养生条件——成型后应及时洒水或覆盖养生,养生期不少于7天。
六、结语
石灰改良是处治膨胀土路基的有效技术手段。通过离子交换、火山灰反应和团聚作用,石灰可显著降低膨胀土的胀缩潜势、提高强度。以长晋高速公路晋城段工程为依托的实践表明,科学确定石灰掺量、严格执行施工工艺、加强质量控制,是确保膨胀土路基长期稳定性的关键。