新型撒布機及路拌機在機場地基處理石灰土施工中的應(yīng)用

許連強 上海寶冶集團有限公司中級工程師

1 石灰土施工概況

石灰土墊層不僅具有良好的力學(xué)性能，還擁有較好的水穩(wěn)定性和一定的抗凍性。民用機場墊層設(shè)計中越來越多采用石灰土墊層處理方法，石灰土施工區(qū)域一般為新建道肩邊線外延2 m以內(nèi)的區(qū)域，處理深度為0.8 m，分三層施工。石灰采用Ⅲ級以上的生石灰粉，采用鈣質(zhì)生石灰時，有效CaO、MgO含量應(yīng)不低于70%，用JTGE51-2009標(biāo)準(zhǔn)試驗方法檢測。

2 石灰土施工工藝

石灰土施工工藝包括驗收土基面、測量放樣、撒布生石灰、拌和石灰土、初壓、石灰土整形、終壓、石灰土養(yǎng)護和驗收。

2.1 驗收土基面

撒布石灰前對完成的土基進行驗收，驗收合格后方可在其上撒布石灰。對已完工多日的土基面，必須重新進行碾壓，在碾壓過程中如果發(fā)現(xiàn)過干、表層松散，應(yīng)適當(dāng)灑水，保證土基含水率比水灰土最佳含水率大5%～10%。

2.2 測量放樣

撒布石灰前進行測量放樣，每50 m設(shè)一樁，平曲線段每20 m設(shè)一樁，同時進行水平測量，在中樁及邊樁上標(biāo)出虛鋪高，如圖1所示。

圖1 測量放樣

2.3 撒布石灰

采用新型石灰撒布機進行撒布石灰，撒布機采用自動撒布系統(tǒng)，勻速行駛，單幅撒布寬2.4 m，撒布機撒布均勻，無污染，效率高，如圖2所示。石灰土設(shè)計厚度為0.8 m，分三層施工，虛鋪系數(shù)為1.2。

圖2 撒布石灰

2.4 石灰土拌和

石灰撒布完成后，采用路拌機進行拌和，單次拌和寬度為2.4 m，拌和速度為5 m/min，如圖3所示。石灰土拌和后應(yīng)均勻一致，含水量應(yīng)大于石灰土最佳含水量5%～10%。

圖3 石灰土拌和

2.5 石灰土整形

石灰土拌合后先放置約6 h，讓石灰土中的生石灰充分消解，然后用16 t壓路機進行初壓，初壓一遍后用平地機按照設(shè)計標(biāo)高進行整形。整形時標(biāo)高應(yīng)大于設(shè)計標(biāo)高3～5 cm，嚴(yán)禁采用薄層貼補法找平[1-4]。

2.6 碾壓

整形后用壓路機在結(jié)構(gòu)層全寬范圍內(nèi)進行壓實，壓實機具的選擇應(yīng)合理，一般首先用16 t振動壓路機靜壓2遍，然后用26 t壓路機振動碾壓3遍，最后用20 t壓路機靜壓2遍。碾壓后表面應(yīng)平整、光滑、密實、無松散，無明顯輪跡印，壓實度為主控項目應(yīng)符合設(shè)計及規(guī)范要求，碾壓時嚴(yán)禁壓路機轉(zhuǎn)向、掉頭。

2.7 養(yǎng)護

在碾壓結(jié)束后，應(yīng)立即用土工布覆蓋，并灑水濕養(yǎng)，防止石灰土產(chǎn)生裂縫，養(yǎng)護期為7天。

3 檢測指標(biāo)和要求

第一，0～0.8 m深度范圍內(nèi)的壓實度應(yīng)達到96%，檢測頻率為每5000m2一點。第二，采用滴定法檢測石灰劑量是否符合設(shè)計要求，檢測頻率為每5000m2一點。第三，自由膨脹率應(yīng)小于10%，檢測頻率為每10000m2/點。第四，在0.8m厚的石灰土層頂進行現(xiàn)場承載板試驗，道面區(qū)不小于60 MN/m3，檢測頻率為每10000 m2三點。

經(jīng)現(xiàn)場試驗檢測結(jié)果，壓實度在碾壓7遍后可以達到97%，自由膨脹率7天時檢測一般在3%～5%，道基反應(yīng)模量可以達到150 MN/m3，遠高于設(shè)計指標(biāo)60 MN/m3，這說明經(jīng)石灰土改良后墊層效果非常好。相比于山皮石墊層，石灰土墊層的水穩(wěn)定性較好，不透水。

4 新型撒布機及路拌機在石灰土施工時的工作參數(shù)

根據(jù)現(xiàn)場實際施工情況，總結(jié)出石灰土施工時的各項參數(shù)，用來指導(dǎo)未來大面積施工，實現(xiàn)了預(yù)定的試驗?zāi)繕?biāo)，具體參數(shù)如下：

4.1 機械搭配及工作效率

全自動新型石灰土撒布車采用20m3容量的設(shè)備，型號為FS-2500，撒布寬度的理論值為2.4 m，每100 m一個工作段，每車裝滿灰需要20 min。路拌機的理論工作寬度為2.4 m，拌和100 m所需時間約20 min，拌合過程中可配合1臺水車使用。根據(jù)現(xiàn)場實際施工情況，1臺路拌機的每天實際工作效率在4500～5000 m2，一臺撒布機每天可以撒約10000 m2灰。

4.2 拌合機的拌和效果和拌和遍數(shù)

拌合機速度控制在5 m/min，充分拌合1遍后，根據(jù)現(xiàn)場的實際施工情況發(fā)現(xiàn)，新型路拌機具有拌和均勻、拌和深度大的優(yōu)點，拌和一遍的效果達到設(shè)計要求，拌和深度能滿足施工要求，拌和后石灰土表觀一致，無明顯的灰團、灰條。經(jīng)現(xiàn)場灰劑量檢測，上、中、下3個位置的取樣效果基本一致。

4.3 松鋪厚度控制

經(jīng)現(xiàn)場實測，壓實厚度為27 cm，實際松鋪厚度控制在32 cm較為合理，經(jīng)計算松鋪系數(shù)平均為1.19。壓實厚度為26 cm時，實際松鋪厚度控制在31 cm較合理。

4.4 壓實遍數(shù)

經(jīng)驗證，采取“1靜2弱振3強振1靜”共7遍的壓實方法，可以有效保證壓實度達到設(shè)計要求。首先用16 t的壓路機進行靜碾壓1遍，然后開弱振動2遍，強振動3遍，最后20 t壓路機收光2遍，共碾壓8遍。

4.5 石灰劑量控制

施工時，應(yīng)隨時檢測石灰劑量，確保石灰劑量滿足設(shè)計要求，出現(xiàn)偏差時及時糾正。

4.6 石灰消解時間

通過兩次試驗段施工，石灰土拌和完成后放置4～6 h，可使生石灰完全消解，此時石灰土的含水量大于最佳含水量2%為最佳。

4.7 石灰土養(yǎng)護

由于施工現(xiàn)場天氣炎熱以及拌合用土容易產(chǎn)生干縮裂紋的特性，石灰土養(yǎng)護方式如下：在石灰土碾壓合格后，用灑水車養(yǎng)護一遍，然后立即用土工布進行覆蓋，養(yǎng)護期為7天。

5 新型石灰土撒布機及路拌機在機場地基處理中的應(yīng)用前景

全自動新型石灰土撒布機具有石灰撒布量控制精度準(zhǔn)確、撒布均勻、不污染環(huán)境等眾多優(yōu)點，必將取代傳統(tǒng)的石灰土路拌法，而路拌機具有旋耕深度大、拌和均勻、施工速度快等優(yōu)點，也將取代傳統(tǒng)的路拌法旋耕機等小型路拌設(shè)備，在機場石灰土墊層中得到更廣闊的應(yīng)用。

6 結(jié)語

全自動新型石灰土撒布機在石灰土施工的運用，既能保證地基處理施工的質(zhì)量，又可以提高施工進度，而且非常環(huán)保，建議在更多機場推廣這種工藝。隨著該工藝的不斷成熟，人們對這種工藝的理解也會越來越深，相信我國機場建設(shè)將會更快、更好。總之，隨著我國民航機場建設(shè)的不斷發(fā)展，全自動機械化施工必將取代傳統(tǒng)施工工藝，民航建設(shè)者應(yīng)不斷創(chuàng)新，為民航機場建設(shè)作出更大的貢獻。