科特迪瓦奧貝路紅土礫料的應(yīng)用技術(shù)

曹彪

（中交第三公路工程局有限公司第五工程分公司，北京100020）

1 引言

紅土粒料是一種常見(jiàn)的筑路材料，是一種在非洲熱帶地區(qū)的黏性土與碎礫石的天然混合料。在非洲地區(qū)分布較廣泛，儲(chǔ)藏量較大[1]，中國(guó)路橋在非洲科特迪瓦、赤道幾內(nèi)亞、盧旺達(dá)等非洲國(guó)家鋪筑的公路中，大部分采用了紅土礫石作為底基層和墊層材料，取得了良好的效果。

2 項(xiàng)目概況

奧貝路是科特迪瓦北部橫貫東西聯(lián)絡(luò)的一條重要通道，起點(diǎn)奧迭內(nèi)—終點(diǎn)貝利邦，公路主要為整修及瀝青鋪設(shè)項(xiàng)目，全長(zhǎng)71.5km。對(duì)科國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)，基礎(chǔ)建設(shè)的改善，國(guó)家安全都具有重要意義。本工程采用R80 型公路等級(jí)建設(shè)，道路主體由以下結(jié)構(gòu)組成：（1）精選紅土礫料墊層，根據(jù)下層材料的承受力，壓實(shí)后的最小厚度為0.30m；（2）精選紅土礫料底基層，壓實(shí)后的最小厚度為0.20m，普通路段寬11.20m，城鎮(zhèn)路段寬12.80m；（3）機(jī)軋碎石基層，壓實(shí)后最小厚度為0.15m，普通路段寬度為10.60m，城鎮(zhèn)路段12.20m；（4）寬度為7.00m的瀝青混凝土面層，最小壓實(shí)厚度0.05m；（5）瀝青混凝土路肩壓實(shí)后最小厚度0.03m，普通路段路肩寬度1.50m，通過(guò)村子的路段寬度為2.30m。

項(xiàng)目所在地3～6 月份為小雨季，降水量適中，料場(chǎng)含水量較為適宜，為施工的最佳季節(jié)；7～10 月份為大雨季，降水量特別大，不適合土方施工；11 月至次年2 月份為旱季，此段時(shí)間當(dāng)?shù)亟邓繛榱悖蠄?chǎng)土料含水量較小，需要對(duì)土料摻水拌和才能進(jìn)行壓實(shí)。

經(jīng)查閱資料以及對(duì)該項(xiàng)目沿線40 多個(gè)紅土礫石料場(chǎng)的分析研究認(rèn)為：該地區(qū)的紅土礫石基本上是在旱季雨季交替循環(huán)的氣候條件下，將石灰?guī)r以及其他巖漿巖經(jīng)過(guò)風(fēng)化后形成的富含鐵鋁氧化物的紅褐色礫料。

3 料場(chǎng)開(kāi)采

前期料場(chǎng)選擇，該項(xiàng)目選取了雜木林、腰果林及天然草地作為料場(chǎng)選取備選，在每個(gè)料場(chǎng)選擇5 個(gè)點(diǎn)進(jìn)行取樣，采用人工挖探坑，再根據(jù)探坑的土質(zhì)變化分層取樣做實(shí)驗(yàn)。雜木林的土層變化比較明顯，天然草地主要是粉質(zhì)白沙，含水量較大，觀察不能滿足施工用料需求，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，雜木林及腰果林均符合路基要求。

紅土礫石料場(chǎng)表層基本沒(méi)有較大的樹(shù)木，只生長(zhǎng)一些低矮的草本植物或者比較細(xì)的灌木，本著就地取材就近使用的原則，該項(xiàng)目在公路沿線范圍內(nèi)共選取土場(chǎng)40 余個(gè)。

為了減少工程造價(jià)和不必要的麻煩，該項(xiàng)目將沿線雜木林作為土場(chǎng)首選，盡量避開(kāi)地表有農(nóng)作物的地塊。由于所選的土場(chǎng)大部分是雜木林，表層約20cm 為腐殖土，20～60cm 為紅土粒料碎石，含有的碎石顆粒較多，可以用作底基層精選紅土粒料施工，60～100cm 為紅土，所含的碎石顆粒較少，可用在墊層及以下土方施工。清除地表腐殖土后，根據(jù)土樣變化分層取樣，詳細(xì)記錄取樣位置，分層厚度，通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)確定土場(chǎng)是否可用，確定的取土場(chǎng)根據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定其開(kāi)采范圍、厚度以及開(kāi)采礫料對(duì)應(yīng)的使用部位。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目土場(chǎng)一般分為 0～40cm 及 40～80cm 取樣進(jìn)行土工試驗(yàn)。

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出，0～40cm 土料的CBR（加州承載比）都大于30%，通過(guò)0.08mm 篩的顆粒百分比含量都小于20%，塑性指數(shù)IP 小于20，滿足項(xiàng)目專用技術(shù)條款《CCTP》對(duì)底基層材料的要求。

40～80cm 取樣試驗(yàn)的CBR 數(shù)據(jù)可以滿足項(xiàng)目專用技術(shù)條款《CCTP》對(duì)墊層及墊層以下路基填方材料的要求。

紅土粒料場(chǎng)的下部全是黏性土，因而在雨季開(kāi)采時(shí)，注意挖好排水溝，不能讓料場(chǎng)積聚大量的雨水。

本項(xiàng)目在確定土場(chǎng)開(kāi)采范圍時(shí)決定靠公路一側(cè)預(yù)留20m范圍內(nèi)不予開(kāi)采，保持原有樹(shù)木及草地。施工結(jié)束后的重點(diǎn)是防止水土流失和植被恢復(fù)，因此，等取土場(chǎng)完成使命后及時(shí)將清表腐殖土就地平整并壓實(shí)，促使植被自然恢復(fù)。

4 紅土礫料施工方案遇到的問(wèn)題及解決措施

4.1 保證施工質(zhì)量的前提是具有合格的材料

在施工過(guò)程中，應(yīng)派專人看守料場(chǎng)的開(kāi)采情況，取土深度不可超過(guò)實(shí)驗(yàn)確定深度，同時(shí)，應(yīng)注意不得將地表腐殖土混入料堆，發(fā)現(xiàn)土料顏色或顆粒含量發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)停止開(kāi)挖或重新起堆，取樣進(jìn)行試驗(yàn)確定其對(duì)應(yīng)的可用結(jié)構(gòu)層，每個(gè)料堆插牌予以標(biāo)注，提示可用結(jié)構(gòu)層，保證結(jié)構(gòu)層對(duì)應(yīng)的材料都為合格料。

4.2 標(biāo)高控制

施工前，通過(guò)試驗(yàn)段確定相應(yīng)的松鋪厚度（本項(xiàng)目墊層和底基層的松鋪系數(shù)分別是1.36 和1.32），一般控制成型后比控制標(biāo)高高1cm，碾壓成型后再用平地機(jī)找平。

4.3 碾壓

壓實(shí)質(zhì)量是道路工程質(zhì)量管理最重要的內(nèi)在指標(biāo)之一，只有對(duì)填料充分壓實(shí)，才能保證路基的強(qiáng)度、剛度、平整度，并能保證延長(zhǎng)公路的使用壽命，為保證壓實(shí)質(zhì)量，碾壓時(shí)該項(xiàng)目采取以下措施：（1）碾壓時(shí)，首先采用弱震穩(wěn)壓，壓路機(jī)碾壓速度為1.5～1.7km/h，然后用強(qiáng)震碾壓3～4 遍，壓路機(jī)碾壓速度為2.0～2.5km/h，強(qiáng)震使土體中氣體排出，一般碾壓3 遍后即可達(dá)到要求，壓實(shí)度合格后再多壓1 遍，最后用小震動(dòng)壓光1 遍。（2）直線段碾壓時(shí)，由兩側(cè)向中間碾壓，設(shè)超高的平曲線有內(nèi)測(cè)向外側(cè)碾壓，碾壓時(shí)應(yīng)重疊1/2 輪寬，且必須經(jīng)過(guò)兩端的接縫處。（3）碾壓時(shí)注意含水量的控制，本工程專用技術(shù)條款要求碾壓時(shí)含水量控制在最佳含水±3%，因紅土礫料對(duì)水分比較敏感，因此，碾壓施工時(shí)控制在最佳含水量的±2%范圍內(nèi)，并且均勻分布，局部含水過(guò)大的立即予以換填，控制好含水量后一次碾壓。

4.4 雨季施工

科特雨季雨水較多，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，因此，低洼地段的開(kāi)挖及涵洞基坑開(kāi)挖，一般都在旱季搶先完成施工。雨季施工天然料的含水率一般18%～20%，需要把土料拉倒現(xiàn)場(chǎng)攤平后，用平地機(jī)進(jìn)行翻曬，達(dá)到接近最佳含水量時(shí)再進(jìn)行碾壓，根據(jù)項(xiàng)目施工總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，碾壓完成3d 后再進(jìn)行彎沉檢測(cè)，才可達(dá)到最佳數(shù)據(jù)。

雨季來(lái)臨時(shí)必須考慮排水，若排水不暢，積水會(huì)軟化路體，經(jīng)過(guò)對(duì)比檢測(cè)，以前彎沉報(bào)檢合格的地段，由于排水不暢，經(jīng)過(guò)3～4d 翻曬后檢測(cè)結(jié)果不合格，而且變化很大很難恢復(fù)到以前狀態(tài)，而排水良好的地段，雨季后彎沉值結(jié)果變化較小。因此，雨季時(shí)低洼地段及排水不良地段應(yīng)做好防水槽及時(shí)排水。

4.5 紅土粒料的氧化固結(jié)

因其植被豐富，透過(guò)腐殖土層而呈微酸性的雨水，緩慢地淋溶、分解并帶走了原巖石中可溶的二氧化硅和堿類(lèi)等物質(zhì)后，不溶性的鐵、鋁、硅等氧化物，不斷膠結(jié)、復(fù)和、脫水過(guò)程，甚至可形成十幾米的堅(jiān)硬實(shí)體，即使用挖機(jī)都很難挖出，只能通過(guò)爆破、破碎錘進(jìn)行挖除。

挖方底邊坡可以用平地機(jī)直接刷坡，高邊坡采用挖機(jī)刷坡，挖機(jī)斗齒焊接一塊干板，保證坡面的平整順直。由于紅土粒料中富含鐵鋁氧化物，坡面經(jīng)過(guò)大約一年時(shí)間氧化，表層會(huì)形成一層“硬殼”，對(duì)邊坡坡面進(jìn)行有效的保護(hù)，可以有效防止雨水對(duì)邊坡的沖刷。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)科特迪瓦奧迭內(nèi)—貝利邦公路施工，了解了紅土粒料的成因及特點(diǎn)，結(jié)合項(xiàng)目施工過(guò)程的試驗(yàn)監(jiān)測(cè)成果和施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)紅土粒料在科特迪瓦西北部施工中的施工工藝及質(zhì)量控制注意事項(xiàng)。紅土粒料是一種良好的筑路材料，在非洲被廣泛用于道路各結(jié)構(gòu)層施工，為科特迪瓦后續(xù)公路施工提供參考。