西非红土粒料施工技术研究

唐 壹 陈顺治

中交二航局第一工程有限公司

1 引言

经项目前期调查可知，由于项目所在地碎石资源有限，且开采成本较高，仅在供应路面及路面基层已捉襟见肘的情况下，作为当地分部广泛、储量丰富的红土粒料成为了路面底基层的最优选择，且在当地中方的承建道路项目中，红土粒料广泛用于道路基层和底基层，因此，在施工过程中如何精确地进行标高控制、虚铺厚度确定以及压实机具的组合及碾压遍数，既能满足施工规范要求，又能防止下一层施工出现超铺或铺筑厚度不够的情况，是本项目施工中需要解决的问题。

2 工程概况

尼日利亚凯菲至马库尔迪公路改扩建项目位于尼日利亚东南部的拉萨拉瓦州，主要工作为将现有的对向双车道公路升级改造为双向四车道一级公路，以提高道路的通行能力和服务水平，促进当地社会经济发展。道路全长227.2 公里，路面结构从上到下依次为：4cm AC-13细粒式沥青混凝土、6cm AC-20中粒式沥青混凝土、20cm级配碎石基层、25cm红土粒料底基层。

3 红土粒料的材料选择标准

红土粒料英文名laterite，主要呈暗红色或黑褐色，主要由风化岩颗粒、红土及沙粒组成，在项目沿线普遍存在，通过对项目沿线12个红土粒料取土场取样、试验结果，项目所在地的红土粒料CBR 在65%以上，最大干密度为2.021～2.131g/cm3，塑性指数为26.3%～34.5%，液限指数为2.5%～11.7%，最大粒径通常是在20～40mm 之间，0.075mm 通过的质量分数为8.6%～19.2%，0.425mm的通过的质量分数为11.8%～37.9%,0.6mm通过的质量分数为26%～59.2%,75mm 通过的质量分数为100%,满足本项目路面设计报告的相关要求。

4 施工难点

（1）根据以往施工经验，根据试验段已确定的摊铺系数，放桩带线进行备料、粗平、精平、碾压，却往往忽视了在整平过程中设备对松铺系数带来的不利影响，埋下了后续返工的风险。

（2）根据实验结果可知红土粒料最佳含水量为9%～10.5%，但在实际的施工过程中，因含水量控制不到位引起的弹簧土或压不实的现象时有发生。

（3）精平到位后，采用常规的压实方法，弯沉试验和压实度试验的通过率通常在70%～80%,通过率无法得到有效的提高。

5 关键施工技术

5.1 松铺系数的调整

红土粒料在本项目中用于路面结构的底基层，底基层宽度为11.25m，选取LCH14+200～LCH14+400路基验收完成段进行施工，施工前应清理干净路基顶面杂物并洒水湿润，然后测量员放出边桩，根据试验段得出的1.25的松铺系数带线，按每车16m3的布料量画5.75m×8.9m的网格布料、推土机粗平、平地机精平后，在每隔20m 的横断面上分别检测1.2m、4.85m、8.5m 3 个点的标高，根据现场实地测量数据发现，1.25松铺系数布料在精平过后的标高不合格率大于80%，且普遍低于试验段要求松铺厚度1～4cm，将对其进行二次布料、整改，不但影响施工进度，还会造成不必要的施工机具的浪费，发现此问题后，通过分析整个施工过程发现，试验段施工的虚铺厚度是受推土机或装载机、平地机施工作业影响后的虚铺厚度，即在布料时1.25 的松铺系数在整平完成后变成了1.16，为保证摊铺、整平施工能一次到位，根据同等比例，为保证整平后摊铺系数为1.25，对应的布料时的摊铺系数应为1.36，相应的布料网格尺寸调整为5.75m×8.18m,然后再选取LCH14+200～LCH14+400段进行布料，经粗平、精平后，同样在每隔20m 的横断面上分别选取1.2m、4.85m、8.5m3 个点的标高，检测数据如表1 所示，精平后的标高误差在-1.1cm～2m 之间，除局部少量区域需补料外，在整个整平过程基本一次到位，有效的提高了工作效率，也有效的避免了补料的重载车辆的行驶对虚铺厚度的二次影响。

表1 路面底基层标高验收记录表

5.2 含水率的控制

由于项目所在地旱季时上午、下午的温差较大，填料中的水分蒸发快慢不同，若在不同时段不对洒水量进行相应的调整，将会导致红土粒料填料含水率不足或含水过量，在压实过程中产生压不实或弹簧土的现象，由此造成的返工不但造成机械台班浪费，也使得工作效率无法得到有效提高。为解决含水率控制的问题，施工现场具体采取措施如下：

在从红土粒料取土场取料到运送至施工现场完成整平的过程中，通过对不同时段填料反复进行含水率检测发现，当在上午红土粒料底基层完成整平时，其含水率在6%～7.5%左右；当在下午红土粒料底基层完成整平时，其含水率在4%～5.8%左右，而红土粒料达到最佳压实效果的最佳含水率为9%～10.5%，因此接下来将对不同时段施工时的含水率进行调整。本项目采用10T洒水车，且均在均匀洒水闷样半小时后进行含水率测定的程序反复试验后得出以下结论：在上午施工时，按每100m 为一个施工区段，将1满车水均匀撒布，在闷样半小时后的含水率检测数据为9.3%～10.2%，在下午施工时，仍选取每100m 为一个施工区段，将1.5 满车水均匀撒布，在闷样半小时后的含水率检测数据为9.1%～9.9%，均在红土粒料达到最佳压实效果的最佳含水率区间内，如表2所示。按此流程进行含水率控制后，红土粒料底基层的压实效果得到普遍提升，压不实或弹簧土的现象也得到了很大的改善。

表2 不同时间段含水率情况

5.3 压实机具的组合调整

对于不同道路结构的填料，对应的压实度检测要求也不同，因此本项目路面的红土粒料底基层压实过程将成为施工过程控制的重点。针对项目初期路面底基层弯沉试验通过率不理想的情况，在经试验人员确定填料本身及其含水率没问题的情况下，在常规施工工艺的基础上，结合尼日利亚当地表处路面的施工工艺，对压实方面进行了一定的调整，即在单一使用光轮压路机的基础上增加了羊角碾和平地机参与施工，具体实施过程如下：

项目部选取LCH31+400～LCH31+600段进行施工，在场平完成且洒水闷样完成后，以八遍压实法作为依据，确定总的碾压遍数为8遍后开始碾压，先采用20t羊角碾静压一遍，接着再开强振振压2遍，然后平地机将羊角碾压过的糙面刮平后，再用20t光轮压路机先静压一遍，然后強振3遍，最后一遍静压收光，每遍碾压速度不超过2km/h，碾压完成后，每隔50m 选取一个点做压实度试验，试验结果分别为98.7%、97.3%,97.4%，99.1%，然后每隔20米选取一个点做弯沉测试的试验结果如表3所示。

表3 回弹弯沉试验记录

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

根据施工工艺调成后的压实度和弯沉试验结果可知，满足本项目压实度≥96%，弯沉值＜94的设计规范要求，按照此工艺施工，本项目LCH31+400～LCH40 段的试验通过率为99.6%，为路基底基层的施工功效和质量提供了有力保障。

6 结语

通过项目施工前期对路面底基层红土粒料底基层施工过程中松铺系数的调整、含水率的控制以及对碾压施工工艺的改进，在后续15km的路面底基层施工过程中，标高控制极少出现返工现象，且压实度以及弯沉测试保持着相当高的通过率，由此可鉴，本项目关于松铺系数调整、含水率控制和碾压工艺可以在后续的路面底基层施工中广泛推广借鉴。