西非紅土粒料施工技術(shù)研究

唐 壹 陳順治

中交二航局第一工程有限公司

1 引言

經(jīng)項(xiàng)目前期調(diào)查可知，由于項(xiàng)目所在地碎石資源有限，且開采成本較高，僅在供應(yīng)路面及路面基層已捉襟見肘的情況下，作為當(dāng)?shù)胤植繌V泛、儲(chǔ)量豐富的紅土粒料成為了路面底基層的最優(yōu)選擇，且在當(dāng)?shù)刂蟹降某薪ǖ缆讽?xiàng)目中，紅土粒料廣泛用于道路基層和底基層，因此，在施工過程中如何精確地進(jìn)行標(biāo)高控制、虛鋪厚度確定以及壓實(shí)機(jī)具的組合及碾壓遍數(shù)，既能滿足施工規(guī)范要求，又能防止下一層施工出現(xiàn)超鋪或鋪筑厚度不夠的情況，是本項(xiàng)目施工中需要解決的問題。

2 工程概況

尼日利亞凱菲至馬庫(kù)爾迪公路改擴(kuò)建項(xiàng)目位于尼日利亞東南部的拉薩拉瓦州，主要工作為將現(xiàn)有的對(duì)向雙車道公路升級(jí)改造為雙向四車道一級(jí)公路，以提高道路的通行能力和服務(wù)水平，促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。道路全長(zhǎng)227.2 公里，路面結(jié)構(gòu)從上到下依次為：4cm AC-13細(xì)粒式瀝青混凝土、6cm AC-20中粒式瀝青混凝土、20cm級(jí)配碎石基層、25cm紅土粒料底基層。

3 紅土粒料的材料選擇標(biāo)準(zhǔn)

紅土粒料英文名laterite，主要呈暗紅色或黑褐色，主要由風(fēng)化巖顆粒、紅土及沙粒組成，在項(xiàng)目沿線普遍存在，通過對(duì)項(xiàng)目沿線12個(gè)紅土粒料取土場(chǎng)取樣、試驗(yàn)結(jié)果，項(xiàng)目所在地的紅土粒料CBR 在65%以上，最大干密度為2.021～2.131g/cm3，塑性指數(shù)為26.3%～34.5%，液限指數(shù)為2.5%～11.7%，最大粒徑通常是在20～40mm 之間，0.075mm 通過的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.6%～19.2%，0.425mm的通過的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.8%～37.9%,0.6mm通過的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26%～59.2%,75mm 通過的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%,滿足本項(xiàng)目路面設(shè)計(jì)報(bào)告的相關(guān)要求。

4 施工難點(diǎn)

（1）根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)段已確定的攤鋪系數(shù)，放樁帶線進(jìn)行備料、粗平、精平、碾壓，卻往往忽視了在整平過程中設(shè)備對(duì)松鋪系數(shù)帶來的不利影響，埋下了后續(xù)返工的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知紅土粒料最佳含水量為9%～10.5%，但在實(shí)際的施工過程中，因含水量控制不到位引起的彈簧土或壓不實(shí)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

（3）精平到位后，采用常規(guī)的壓實(shí)方法，彎沉試驗(yàn)和壓實(shí)度試驗(yàn)的通過率通常在70%～80%,通過率無法得到有效的提高。

5 關(guān)鍵施工技術(shù)

5.1 松鋪系數(shù)的調(diào)整

紅土粒料在本項(xiàng)目中用于路面結(jié)構(gòu)的底基層，底基層寬度為11.25m，選取LCH14+200～LCH14+400路基驗(yàn)收完成段進(jìn)行施工，施工前應(yīng)清理干凈路基頂面雜物并灑水濕潤(rùn)，然后測(cè)量員放出邊樁，根據(jù)試驗(yàn)段得出的1.25的松鋪系數(shù)帶線，按每車16m3的布料量畫5.75m×8.9m的網(wǎng)格布料、推土機(jī)粗平、平地機(jī)精平后，在每隔20m 的橫斷面上分別檢測(cè)1.2m、4.85m、8.5m 3 個(gè)點(diǎn)的標(biāo)高，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，1.25松鋪系數(shù)布料在精平過后的標(biāo)高不合格率大于80%，且普遍低于試驗(yàn)段要求松鋪厚度1～4cm，將對(duì)其進(jìn)行二次布料、整改，不但影響施工進(jìn)度，還會(huì)造成不必要的施工機(jī)具的浪費(fèi)，發(fā)現(xiàn)此問題后，通過分析整個(gè)施工過程發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)段施工的虛鋪厚度是受推土機(jī)或裝載機(jī)、平地機(jī)施工作業(yè)影響后的虛鋪厚度，即在布料時(shí)1.25 的松鋪系數(shù)在整平完成后變成了1.16，為保證攤鋪、整平施工能一次到位，根據(jù)同等比例，為保證整平后攤鋪系數(shù)為1.25，對(duì)應(yīng)的布料時(shí)的攤鋪系數(shù)應(yīng)為1.36，相應(yīng)的布料網(wǎng)格尺寸調(diào)整為5.75m×8.18m,然后再選取LCH14+200～LCH14+400段進(jìn)行布料，經(jīng)粗平、精平后，同樣在每隔20m 的橫斷面上分別選取1.2m、4.85m、8.5m3 個(gè)點(diǎn)的標(biāo)高，檢測(cè)數(shù)據(jù)如表1 所示，精平后的標(biāo)高誤差在-1.1cm～2m 之間，除局部少量區(qū)域需補(bǔ)料外，在整個(gè)整平過程基本一次到位，有效的提高了工作效率，也有效的避免了補(bǔ)料的重載車輛的行駛對(duì)虛鋪厚度的二次影響。

表1 路面底基層標(biāo)高驗(yàn)收記錄表

5.2 含水率的控制

由于項(xiàng)目所在地旱季時(shí)上午、下午的溫差較大，填料中的水分蒸發(fā)快慢不同，若在不同時(shí)段不對(duì)灑水量進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，將會(huì)導(dǎo)致紅土粒料填料含水率不足或含水過量，在壓實(shí)過程中產(chǎn)生壓不實(shí)或彈簧土的現(xiàn)象，由此造成的返工不但造成機(jī)械臺(tái)班浪費(fèi)，也使得工作效率無法得到有效提高。為解決含水率控制的問題，施工現(xiàn)場(chǎng)具體采取措施如下：

在從紅土粒料取土場(chǎng)取料到運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)完成整平的過程中，通過對(duì)不同時(shí)段填料反復(fù)進(jìn)行含水率檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在上午紅土粒料底基層完成整平時(shí)，其含水率在6%～7.5%左右；當(dāng)在下午紅土粒料底基層完成整平時(shí)，其含水率在4%～5.8%左右，而紅土粒料達(dá)到最佳壓實(shí)效果的最佳含水率為9%～10.5%，因此接下來將對(duì)不同時(shí)段施工時(shí)的含水率進(jìn)行調(diào)整。本項(xiàng)目采用10T灑水車，且均在均勻?yàn)⑺異灅影胄r(shí)后進(jìn)行含水率測(cè)定的程序反復(fù)試驗(yàn)后得出以下結(jié)論：在上午施工時(shí)，按每100m 為一個(gè)施工區(qū)段，將1滿車水均勻撒布，在悶樣半小時(shí)后的含水率檢測(cè)數(shù)據(jù)為9.3%～10.2%，在下午施工時(shí)，仍選取每100m 為一個(gè)施工區(qū)段，將1.5 滿車水均勻撒布，在悶樣半小時(shí)后的含水率檢測(cè)數(shù)據(jù)為9.1%～9.9%，均在紅土粒料達(dá)到最佳壓實(shí)效果的最佳含水率區(qū)間內(nèi)，如表2所示。按此流程進(jìn)行含水率控制后，紅土粒料底基層的壓實(shí)效果得到普遍提升，壓不實(shí)或彈簧土的現(xiàn)象也得到了很大的改善。

表2 不同時(shí)間段含水率情況

5.3 壓實(shí)機(jī)具的組合調(diào)整

對(duì)于不同道路結(jié)構(gòu)的填料，對(duì)應(yīng)的壓實(shí)度檢測(cè)要求也不同，因此本項(xiàng)目路面的紅土粒料底基層壓實(shí)過程將成為施工過程控制的重點(diǎn)。針對(duì)項(xiàng)目初期路面底基層彎沉試驗(yàn)通過率不理想的情況，在經(jīng)試驗(yàn)人員確定填料本身及其含水率沒問題的情況下，在常規(guī)施工工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合尼日利亞當(dāng)?shù)乇硖幝访娴氖┕すに嚕瑢?duì)壓實(shí)方面進(jìn)行了一定的調(diào)整，即在單一使用光輪壓路機(jī)的基礎(chǔ)上增加了羊角碾和平地機(jī)參與施工，具體實(shí)施過程如下：

項(xiàng)目部選取LCH31+400～LCH31+600段進(jìn)行施工，在場(chǎng)平完成且灑水悶樣完成后，以八遍壓實(shí)法作為依據(jù)，確定總的碾壓遍數(shù)為8遍后開始碾壓，先采用20t羊角碾靜壓一遍，接著再開強(qiáng)振振壓2遍，然后平地機(jī)將羊角碾壓過的糙面刮平后，再用20t光輪壓路機(jī)先靜壓一遍，然后強(qiáng)振3遍，最后一遍靜壓收光，每遍碾壓速度不超過2km/h，碾壓完成后，每隔50m 選取一個(gè)點(diǎn)做壓實(shí)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果分別為98.7%、97.3%,97.4%，99.1%，然后每隔20米選取一個(gè)點(diǎn)做彎沉測(cè)試的試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 回彈彎沉試驗(yàn)記錄

31+44031+46031+48031+50031+52031+54031+56031+58031+60033 6253 3444 4233 7845 1522 2510 1025 1351 3440 4856 4868 3440 5422 8657 3383 5158 7565 1563 3025 4836 5050 3501 4654 1670 3016 5060 28

根據(jù)施工工藝調(diào)成后的壓實(shí)度和彎沉試驗(yàn)結(jié)果可知，滿足本項(xiàng)目壓實(shí)度≥96%，彎沉值＜94的設(shè)計(jì)規(guī)范要求，按照此工藝施工，本項(xiàng)目LCH31+400～LCH40 段的試驗(yàn)通過率為99.6%，為路基底基層的施工功效和質(zhì)量提供了有力保障。

6 結(jié)語(yǔ)

通過項(xiàng)目施工前期對(duì)路面底基層紅土粒料底基層施工過程中松鋪系數(shù)的調(diào)整、含水率的控制以及對(duì)碾壓施工工藝的改進(jìn)，在后續(xù)15km的路面底基層施工過程中，標(biāo)高控制極少出現(xiàn)返工現(xiàn)象，且壓實(shí)度以及彎沉測(cè)試保持著相當(dāng)高的通過率，由此可鑒，本項(xiàng)目關(guān)于松鋪系數(shù)調(diào)整、含水率控制和碾壓工藝可以在后續(xù)的路面底基層施工中廣泛推廣借鑒。