火山渣摻土在埃塞118 公路項目底基層施工中的應用

沈金龍

（中鐵七局海外公司 河南 鄭州 450016）

1 工程概況

埃塞118 公路項目，處在埃塞俄比亞自然條件最為惡劣的北部地區，全長118 公里，終點距首都900 余公里，全線大部分路段屬于火山巖覆蓋地區和沙漠地區，這里不但水源缺少，并且常年處于高溫中，6 到8 月是當地最熱的季節，氣溫最高時可達55 度左右。 工程所在范圍內無天然的合同要求的A 類底基層材料，但火山渣非常豐富，經反復試驗，項目決定采用細粒土與火山渣拌合得到一種無機結合穩定材料用于施工底基層，該材料碾壓后形成具有一定強度和穩定度的板結結構，整體性強、承載力高。

2 施工技術

底基層是介于基層和路基之間的結構層，主要作用是分散從基層傳遞來的荷載應力，減少路面變形，必須具有足夠的強度、穩定性和耐久性。 我們采用火山渣與土按90：10 體積比進行摻拌，各項試驗指標均符合埃塞俄比亞技術規范的相關要求，通過試驗段施工，驗證了該混合料具有較好的穩定性、合適的強度和耐久性、結構本身自成板體、整體性強、承載力高、技術可行、經濟合理且便于施工。

2.1 底基層材料的選定

由于工程沿線的火山渣材料不均勻，差異大，使用前必須對火山渣摻土材料進行試驗檢測， 以符合埃塞規范要求。檢測包括材料的加州承載比（CBR）、洛杉磯磨損值(LAA)以及火山渣摻土配合比試驗、篩分試驗（級配）、擊實、最佳含水率等。

2.1.1 粒徑要求

壓實后的底基層， 應無最大尺寸超過壓實層厚度2/3 的材料。

2.1.2 級配要求

根據合同規定，底基層材料應符合以下級配要求且在級配范圍內應有一個連續級配。 （見表1）。

2.1.3 級配模數

最低級配模數為1.5， 經工程師批準后可以使用系數更低但不得低于1.2 的材料。

表1

2.1.4 塑性值（PI）

依據合同規定，根據AASHTO T-90 測定時，所有底基層材料的最大塑性指數為12。 塑性產品（PP=PI×通過0.075 毫米濾網的百分比）不得超過75。

2.1.5 加州承重比(CBR)

依據AASHTO T-193 要求測定時，最小浸濕加州承載比應為30%。 在依據AASHTO T-180 要求測定時，加州承載比應在95%最大干密度條件下測定。

2.1.6 壓實要求

依據AASHTO T-238& AASHTO T-239 要求測定時底基層材料最低原地干密度的97%。

2.1.7 洛杉磯磨損

依據AASHTO T-96 的要求測定時， 洛杉磯磨耗值不得超過51%。

2.2 試驗段的選取

選定材料后，在正式施工前，必須做試驗段。 試驗段施工的目的，是為了確定最佳壓實厚度，進而確定適宜的松鋪厚度， 根據既有的壓實機械確定適宜的碾壓程序和碾壓速度，以及壓實機械的最佳組合等，試驗不同壓實度所需要的壓實遍數，為確定正確施工工藝流程提供依據，從而指導全線底基層的施工。

2.3 施工機械的選定與配套

自卸車8 臺，挖掘機2 臺，平地機1 臺，裝載機1 臺，壓路機1 臺，35T 水車3 臺。

裝料時可用挖掘機或裝載機，攤鋪時用裝載機（可備選推土機），自卸車和水車數量分別根據運距和用水量增減，其他設備可視具體情況增加1 臺。

2.4 施工工藝

2.4.1 施工準備

（1）測量放線

根據設計圖紙要求， 提前在試驗段現場放樣和測量高程。 每個斷面左右坡頂位置放樣控制樁，再根據控制樁在施工中控制好每斷面上的5 個點，分別為：中樁、左3.5 米點、右3.5 米點、左坡頂點、右坡頂點，測量各控制點路基頂標高為h1n。

（2）拌料和運輸

根據實驗室確定的火山渣與土的摻拌體積比和最佳含水率，在料場用挖掘機對火山渣和土進行翻拌。 不同料源的最佳摻拌體積比不一樣， 通常用90：10 和95：5 的比例進行摻拌。 最佳含水率通常為10%-13%，考慮運輸和攤鋪碾壓過程中水分的散失，拌料時宜增加3%的水量。 用挖掘機或裝載機裝料，自卸車運輸。 記錄自卸車的到場時間，在保證供料充足的前提下，確定合理的自卸車數量。

（3）機械準備

所需機械設備全部進入試驗段現場并且調試完畢。

2.4.2 上料

根據底基層設計寬度、厚度和經驗松鋪系數，計算每延米的拌合料需用量，確定自卸車卸料位置，現場專人指揮卸料并作好記錄。

2.4.3 攤鋪

使用裝載機進行粗平， 粗平過程中需保證底基層寬度、厚度和頂面橫坡。 根據放樣控制樁掛線，確定粗平是否達到要求。 粗平后測量各斷面控制點標高為h2n。

使用平地機進行精平，個別地方人工整平，精平應遵循從高到低的原則。 如拌合料過干或過濕，應適當均勻灑水或晾曬后方可進行碾壓。

2.4.4 碾壓

使用壓路機進行碾壓，碾壓應遵循從低到高、直線段兩邊向中間、曲線段內側向外側的原則，縱向進退式進行。 碾壓行駛速度不超過4km/h，橫向接頭重疊0.4-0.5m。從第二遍開始，每碾壓一遍測定一次壓實度，直到壓實度達到規范要求為止，此時的碾壓遍數即為最佳碾壓遍數。 測量各斷面控制點標高為h3n， 由此可計算試驗段實際松鋪系數為(h2n-h1n)/(h3n-h1n)，算出各斷面控制點處的松鋪系數，求出松鋪系數的平均值。

2.5 工藝參數的確定

試驗段施工完成后，對機械組合方式、卸料間距、松鋪系數、碾壓遍數、最佳含水量、人工配合狀況等寫出詳細的試驗報告，據此指導施工。

當填料發生變化時，應另選試驗段，重新獲取數據。

2.6 檢驗檢測方法

2.6.1 標高

根據埃塞規范，標高檢測中至少有90%不超出規定標高25 毫米以上， 與規定標高相差超過33 毫米的單獨點應整改至25 毫米內。

2.6.2 寬度底基層的平均寬度不得低于規定寬度，并且外緣任何一處距離設計邊線不得大于75 毫米。

2.6.3 厚度

厚度檢測中，至少有90%等于或大于規定厚度-27 毫米，并且平均厚度不低于規定厚度-5 毫米。實際厚度低于規定厚度-35 毫米的單獨點，應整改至-27 毫米內。

2.6.4 平整度

平整度不超過20 毫米。

2.6.5 壓實度

每100 米檢測1 個點，壓實度大于等于97%，個別點不低于95%。

3 結語

埃塞118 公路項目新型底基層材料的應用，做到了就近取材、合理利用資源，為項目節省了成本，為今后的類似項目提供了指導性方案和依據。