摘要:天然红土粒料是非洲比较常见的筑路材料,广泛的应用于道路工程的基层施工。本文结合马里项目基层施工实际,总结了水泥稳定红土粒料基层施工过程中的质量控制措施。
关键词:红土粒料;基层;质量控制
1.项目简介
马里共和国六号国道 BAMAKO~ SEGOU段升级改造工程,路线起点位于巴马科城距现有六号国道起点约7公里的双向四车道终点处,终点位于塞古城西侧的环岛,全长211.401公里。现有道路为双向两车道公路,沥青混凝土路面,路基宽度 9~11 米。沿线地形起伏不大,路线平面线形较顺直,但路基填土高度较低,雨天公路局部路段被水淹没。此外路线穿越村镇段较多,给沿线居民生产、生活带来许多不便。旧路路线还穿越森林保护区,繁忙的交通运输,也不利于野生动植物的保护。为加速交通发展,马里政府决定着手对巴马科至塞古的双向两车道公路升级改造。本项目开工时间为2011年11月,2015年2月建成通车。
2.红土粒料的性质
天然红土粒料在非洲地区比较常见。为了满足当地各级援建公路工程修筑的实际需求,红土粒料常用于路面基层的填筑。马里属于西非内陆国家,红土粒料沿线分布区域广,储量丰富,容易采集,可用于填筑路基和用于路面结构的基层底基层使用。在参考各国关于粒料基层 CBR值强度要求的基础之上,经项目试验可知,天然红土粒料可用作各等级公路路面底基层填料,但要保证基层95%压实度,需要选用最佳配合比(3-5%)的水泥稳定红土粒料作为基层填料。
3.水泥稳定红土粒料基层施工过程及质量控制要点
本项目一般路段采用对向四车道设计,中央分隔带10米,每半幅左侧土路肩0.5米行车道宽2*3.5米,平均每2公里设紧急停车带1处,宽2.3米,土路肩0.5米,全宽26.0米。
3.1施工材料的准备
水泥采用普通硅酸泥水泥,其技术参数满足规范要求,红土粒料来源于巴塞公路沿线附近料源。施工用水可以用饮用水。
水泥稳定红土粒料处治方法:对天然红土粒料直接掺入低标号(P.O.32.5)水泥,选用最佳配合比(3-5%)的水泥稳定红土粒料作为基层填料。本项目通过试验得知,从水泥稳定天然红土粒料的各方面性能判断,本项目常规水泥剂量为3-4%。
由于红土粒料的吸水率较大,在配料拌合前,注意对其进行预湿处理。拌合前,准确称量所有材料,保证设备正常运转,并监测所有设备使混合料的颗粒组成和含水量都达到规定要求,发生异常需及时调整。拌合过程中还要注意含水量的控制,马里地区天气晴热,要考虑到拌合、运输、摊铺过程中水分蒸发,在拌合时可以稍微加大水量。巴马科通常雨季时间为5个月,雨季施工时,则要考虑由于下雨的影响,混合料中占有一定水分,因此,拌合时适当减少水量。具体的含水量还要参照施工现场反馈回来的数据进行调整,以便混合料含水量达到最佳。
需要的施工设备配置包括:水稳拌合站、松土拌合机、摊铺机、挖掘机、装载机、重型轮胎压路机、双钢轮振动压路机、平地机、洒水车、自卸车、平板载货汽车和加油车等若干。设备要定期进行检查、保养、维修,以保证不耽误施工进度,并保证工程质量。
3.2下承层准备:
摊铺料前要对底基层进行全面的检测,平面位置、高程、横坡度、宽度、强度、厚度及表面清洁情况要达到要求,不达标的要采用合理的办法进行处理直至达标,特别是底基层的松散及起皮材料要彻底清除,绝不能留下软弱夹层。
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3.3测量放样
放样前,要先对施工现场施工技术人员、工长进行技术交底,控制测量资料必须由监理工程师签字,测量、放样数据进行抽检并合格。
恢复底基层中心线,以边桩形式确定基层填筑的横向宽度,直线段纵向桩距为20-30 m,平曲线段纵向桩距为10-20 m,并在两侧路肩边缘外设指示桩,考虑将边坡压实超宽的距离,基于松铺系数,标定每层的填筑高度。
3.4摊铺
混合料拌合合格后,为避免凝固要及时运输到施工现场,并马上摊铺。运输车应尽量避免在未达到养生强度的路上行驶,以免造成新的伤害,影响路的质量。本项目的基层设计厚度为20cm,松铺厚度在30-35cm范围内。卸料前要在底基层上洒水,保持表面湿润。采用摊铺机将集料均匀摊铺在预定区间,并有规定的路拱。摊铺中如有离析现象,应用人工进行找补,同将含水量及时反馈到拌合站,并适当调整拌合参数,保证工程质量。在进行摊铺时,要做好虚铺厚度记录。
路段施工一般尽可能的不设纵向接缝。横向接缝垂直于路基中线。设置横向接缝时,一般采用人工的方式,将摊铺机驶离混合料末端,人工将混合料末端修整整齐,并紧扣混合料放两个方木,和混合料高度尽量一致,方木一侧用砂石等回填3-4米,高度略高于方木,夯实采用人工及小型机械的方式。混合料压实后将砂石和方木去掉,人工把所有松散的粒料全部清除,打扫干净。然后摊铺机就可以继续返回摊铺了。
3.5碾压
基于压实功等效原则,本项目通过对比振动压实法与重型击实法两类压实方法,发现采用中国规范《公路土工试验规程》(JTG E40-2007)中重型击实试验,并采用类别为Ⅱ-2规定的试验方法,能使红土粒料取得更为理想的密实度。本项目还对其颗粒破碎进行界定与观察,试验发现即使红土粒料在常规击实功作用下,产生明显的破碎现象,压实度也不会因颗粒破碎而降低,反之,由于破碎而导致孔隙比不断的减少,使破碎作用以正面效应来影响压实效果,从而使经充分碾压或击实后的红土粒料能取得较高的干密度。因此,现场施工过程中采用高强度的碾压压实,使红土粒料充分破碎,能提高基层的整体压实度。同时,试验过程中,注意观察发现,对此级配类型而言,由于其颗粒的易碎性及本身0.075 mm过筛率过高,在含水率大于12%时,开始出现类似于“弹簧土”难以压实的情况出现。故而在现场压实过程中,需要对现场碾压时的含水率进行一定控制。
3.6检测和养生
当一施工段碾压完成后,立刻按要求频率检测压实度,各项指标的试验要求在24小时内完成。除外观要求无松散满足要求外,还要满足质量指标的标准要求,压实度、平整度也要满足规范的要求,会同监理逐段检测。不满足标准的采取合理的手段直至满足要求。对成型的基层顶面进行高程复核,超高的部分用平地机刮除。成型后要进行保水养生。养生期间,最好封闭交通,如果某一路段无法彻底封闭则要求车辆限速行驶,重车禁止通过。养生时选择在基层表面铺设一薄层粗砂,厚度在5-10cm,摊铺均匀后,立即洒水,非洲天气炎热,若是非雨季则要每天洒水,次数视情况而定,使基层在整个养生期间保持潮湿状态。养生结束后,必须将覆盖物清除干净,养生期一般为7-14天。
4.结语
在非洲,红土粒料具有一定的路用性能,可是经过调查发现直接用于路基填筑易产生道路病害,但是经过项目试验可知红土粒料处治后则能够满足基层施工的需要。本项目充分合理地利用水泥稳定红土粒料进行路面结构的修筑,保障公路设施的长期性能,制定并总结了针对水泥稳定红土粒料基层施工质量控制措施,为今后该类型的施工奠定了基础。工程完成后,还能有效的缓解当地的交通压力,为非洲地区的交通建设做出了一定贡献。
参考文献:
[1]张瑞菊,王国康,白墨.非洲天然红土粒料的路用性能及使用标准[J].《交通科技》,2017(1):23-26
[2]黄小华,席俊,刘春,李云强.水泥稳定红土粒料在贝宁阿博公路项目中的应用研究[J].《公路》,2016(8):32-38
论文作者:陈侃
论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期
论文发表时间:2018/7/20
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