肯尼亞高速公路項目建設材料現狀與優化控制

廖新輝

（江西中煤國際控股集團有限公司，江西南昌 330000）

0 引言

“一帶一路”倡議是中國為了推動經濟全球化深入發展而提出的國際合作新模式。基礎設施互聯互通是“一帶一路”建設的優先領域。“一帶一路”陸上以亞歐大陸為重點，依托綜合交通干線的經濟集聚和輻射功能，共同打造六大經濟走廊。“一帶一路”陸上沿線國家和地區普遍存在交通不便利、基礎設施相對落后的情況，要想加快經濟發展，必須做好包括公路在內的交通基礎設施建設，在“一帶一路”倡議實施背景下，帶動海外高速公路項目穩步發展。經過幾年的建設，也使得更多的國家認可了中國的基建能力，并將會繼續帶動相關工程的建設。因此，深入分析高速公路項目建設材料質量管理問題，提出有效的策略，助力相關工程的建設，有重要意義。

1 項目概述

以C81 項目為例，該工程在推進期間，遇到了很多挑戰，使項目一度陷入虧損狀態。試驗室認真履行自身職責，圍繞各方面進行嚴格把控。在材料管理方面，綜合分析經濟性和質量，優選工程建設材料，嚴格控制材料的質量與使用量，在保障高速公路工程建設質量的同時做到成本節約，促使項目順利推進，并獲得相應的效益[1]。現結合項目管理實踐，進行具體的分析。

2 肯尼亞高速公路項目建設材料管理實施情況

2.1 加強底基層與基層水泥使用量控制

根據特殊規范中的規定，該工程項目應將底基層的水泥用量控制在3%～6%之間，基層的水泥用量控制在5%～8%之間；施工方的單價分析遵循此規范進行報價；監理方也堅持認為，底基層與基層應按規定用量添加水泥。但在前期填料檢測時發現，個別取土場在不添加水泥的情況下，也可以滿足規范對底基層填料的要求。

因此，施工方對底基層水泥計量方法和招標答疑46 條進行了仔細研究，發現如下條款：一是“在單價不變的情況下，可以使用天然材料完成底基層，但需要得到監理方的批準”；二是“對于規范中給出的水泥用量需要經過試驗室驗證，并以試驗室結果為準”。試驗室通過找特例的方式，證明了存在底基層材料添加水泥會出現綜合填料不滿足技術規范、不添加水泥但材料卻完全滿足底基層填料要求的情況。經過與監理方的有效溝通，決定在填料達到特定要求后，底基層可以不添加水泥。由于施工方的單價分析中含有水泥報價，為避免業主方對底基層報價進行調整，監理方建議底基層添加0.5%的水泥。最終施工方結合試驗室技術處理PI、篩分等指標，篩選出滿足特定要求的底基層填料。在底基層水泥含量得到有效控制后，基層水泥含量確定為3.5%，也低于規范的最低要求5%。在保證質量的前提下，C81 項目的實際水泥用量比規范要求的最低水泥用量大幅減少，達到了節省成本的目標，其中底基層節省成本約253601358.3 肯尼亞先令，基層節省成本約101836280.2 肯尼亞先令。

2.2 加強周邊基層材料有機物含量控制

C81 項目推進中遇到了兩大問題，一是抗硫酸鹽水泥問題，二是底基層與基層原材料有機物含量問題。肯尼亞國家實驗室采用了美式規范中的兩種方法檢測底基層原材料有機物含量，但是結果卻相差很大：燒失量法檢測每次都在2%以上（不合格）；化學滴定法檢測每次都在2%以下（合格），且大部分在0.2%左右。由于C81 項目材料監理工作中慣用燒失量法檢測有機物含量，否定化學滴定法檢測的結果，使得項目推進面臨挑戰。

監理方檢測高速公路附近的料源，結果均為不合格，因此建議擴大找料范圍，如果依舊沒有達到標準的料源才可以改變特殊規范中對基層填料該項指標的要求。從業主方和監理方的角度來看，成本高不是降低質量要求的理由。在對比肯尼亞國家實驗室和項目試驗室關于有機物含量的檢測結果后，發現肯尼亞國家實驗室采用化學滴定法所測的有機物含量符合項目規范要求；不過，監理方只認同監理方材料工程師的檢測結果，因此不同意基層水泥含量為3.5%的施工方案。對比分析兩種檢測方法后，試驗人員認為填料中碳酸鈣含量很高，由于碳酸鈣在高溫條件下會分解為固體氧化鈣和氣體二氧化碳（引起質量變化），且土顆粒中自由水和中弱結合水在高溫下會揮發，因而影響了燒失量法檢測結果的準確性。經過不斷溝通，最終確定采用化學滴定法進行檢測，順利推進基層建設。

燒失量法檢測有機物的流程如圖1 所示，經過105℃干燥的土樣，除去土壤中的自由水和弱結合水，還剩下結合水、結晶水以及高溫下可發生質量損失的非有機物、有機物和其他土壤成分。經過455℃烘烤6h，結合水、結晶水、盛土樣容器的天然水、有機物都將消失，并引起質量變化。除此之外，還有非有機物在高溫下發生的質量變化。美式規范T267 中，定義有機物含量為(A-B)×100/(A-C)。結合以上可以看出，(A-B)×100/(A-C)并不只等于有機物含量，而是等于結合水、結晶水、坩堝中的天然含水量、非有機物高溫下發生的質量損失量、有機物含量的總和。因此，燒失量法本身存在一定的缺陷。當非有機物在高溫下發生的質量損失量加大時，或者土壤中存在一定量的氯化銨、碳酸銨、氧化銅、碳酸鈣、碳酸氫鈣、碳酸鈉、碳酸氫鈉、塑料等時，會使燒失量法檢測結果和化學滴定法檢測結果存在較大的差異。

圖1 T267 燒失量法檢測有機物流程圖（A、B、C 均為質量）

化學滴定法在對基層材料有機物含量進行檢測時有一定的優勢。化學滴定法檢測有機物含量在常溫下進行，非有機物等在常溫下保持穩定，其他因素對有機物含量的影響非常小，結果更精準。

綜上所述，在符合化學滴定法檢測條件的情況下，建議采用化學滴定法檢測土壤中的有機物含量。從材料選擇的方面來說，常遇到與監理方意見不同的情況，用科學試驗的方式證明，以及做到有效溝通，可以更好地解決問題，保證高速公路項目順利推進。

2.3 加強瀝青混凝土材料使用量控制

該高速公路項目，面臨虧損和高標準建設要求的雙重壓力。一方面需要保證高速公路建設的質量，另一方面要實現對成本的有效控制。該工程中基層采用的是路拌法平地機施工，該方法在基層標高控制精度上遠不及廠拌法攤鋪機施工，面層施工時容易出現瀝青面層厚度不合格的問題。在該項目路面承重體系中，半剛性基層起主要承重作用，由于瀝青面層很薄，路面整體承載力較小，只能起到功能作用。因此，在不破壞瀝青面層的情況下，適當擴大面層厚度變化范圍，對瀝青面層功能沒有影響。

資料顯示，瀝青面層厚度不小于瀝青混凝土最大粒徑的2.5～3 倍，AC-14（最大粒徑14mm）的最小層厚為3.5～4.2cm，這意味著，如果瀝青面層保證在3.5cm 以上，瀝青面層就不會因厚度不足發生破壞，也不會影響瀝青面層使用功能。C81 項目瀝青面層采用的是單層瀝青混凝土（AC-14），厚度為5cm，對比技術要求的最小厚度為3.5cm，此情況下安全系數很高，因此將瀝青面層厚度允許偏差放大，控制在50±5mm 就可以滿足要求。經過運作，在保證質量合格的情況下，通過取消面層厚度安全系數、降低松鋪厚度的方式，為項目節省了瀝青混凝土材料。由于項目的碎石、瀝青問題突出，采取此方式不但可避免日后因面層厚度不合格返工，還能節省成本超50000000 肯尼亞先令。

2.4 加強瀝青混凝土殘留穩定度控制

高速公路項目推進期間，遇到了原碎石料源拒絕繼續提供碎石的情況，施工方積極搜尋新碎石料源，最終找到中國人開設的碎石場（地址為ISINYA）。確定料源后，試驗室積極進行瀝青配合比設計，在配合比設計驗證階段，發現該碎石配制的瀝青混凝土殘留穩定度不合格，導致監理方拒絕使用該碎石。試驗人員及時匯報了此事，并建議停運。但由于無法找到更合適的新石源，項目部決定繼續拖運ISINYA 碎石，共計19636.08t。經過翻閱資料，以及嘗試多種方法，最終找到高質石灰代替一部分礦粉的方法，解決了殘留穩定度不合格的問題。通過多次試驗和試拌，最終監理方認可了承包商的施工方案，并同意使用已托運至現場的ISINYA 碎石。其后，試驗室在不加或少加石灰的情況下，通過專業手段，保證了試驗結果均為合格。并且，計劃通過試驗，將多余石灰用于底基層施工，節約部分底基層水泥。試驗室在花費較低成本的情況下，使用完已拖運至現場的ISINYA 碎石，為項目節約了部分成本。

2.5 解決強度不合格的碎石材料利用問題

項目初期，由于物探設備落后（風鎬），在未充分了解碎石料源的情況下開設了碎石場。后發現下部碎石和上部碎石不一致，下部碎石強度不合格，于是在拖運完已爆破碎石后，立即撤除了該碎石場。碎石被破碎成0～6 碎石集料，但由于強度不合格，且碎石中夾雜了少量土，監理方不允許承包商使用該碎石。經項目試驗人員分析后指出，在瀝青混凝土中，粗集料主要起承重作用，細集料主要起填充空隙作用，且軟石在攪拌、碾壓等工序中會被進一步細化，因此成型后變形很小。綜上所述，0～6 碎石集料強度偏低時，不會影響瀝青混凝土質量，項目試驗人員通過試驗手段進行多次驗證后，監理方最終同意使用0～6碎石。0～6 碎石約4000t，通過充分利用該碎石，減少了碎石場選取失誤造成的損失，也減輕了瀝青面層施工細集料不足造成的施工壓力[2]。

2.6 解決基層與底基層用水問題

經檢測，所用井水含鹽量超標，因此監理方不同意施工方使用井水進行基層與底基層施工。經項目試驗人員分析，某些水井的超標鹽分僅為氯鹽，而硫酸鹽含量合格。在沒有鋼筋的情況下，只有硫酸鹽會影響水泥的安定性，而氯鹽對素混凝土質量無明顯影響，結合項目規范，項目試驗人員通過不斷分析給出可行性方案，使監理方最終同意使用某些特定水井，用于基層與底基層施工。由于淡水運距遠，此舉一定程度上緩解了用水問題，降低了施工成本，加快了施工進度[3]。

3 肯尼亞高速公路項目建設材料管理經驗總結

3.1 充分利用當地人的力量推進相關工作

高速公路項目建設對材料的需求很大，尤其是土料。在取土場的選擇方面，要充分考慮運距和方量，做到綜合分析。為提高找料效率，盡量帶熟悉當地情況的當地工人一起去計劃好的區段，用肉眼搜尋，確定可能存在理想填料的位置[4]。當地工人一方面可以作為翻譯，做到有效溝通避免引起矛盾，保護中國人的安全；另一方面可以獲悉當地大致地理情況，可能會找到更適宜的填料。找料時要把握以下要點：

一是尋找地勢稍有起伏的地區。由于多年雨水沖刷，表土會被沖走，一般坡頂及下坡段能找到比較理想的填料，且表土一般較薄。二是注意觀察地表土質及植被情況。有的地表土質屬于砂土，也有的地表土質屬于露表粒料，有露表粒料和中粗砂的地帶，存在理想填料的概率比較大，因為粒料和中粗砂的強度都比較高，表土下面的土一般會更好。也可以根據已經找到料場的表土情況（顏色、粒徑、土的大致分類）和植被種類，總結出理想填料存在概率較大區域的表土和植被情況[5]。三是搜尋動物洞穴。C81 沿線動物活動非常活躍，動物建造洞穴的過程相當于一次機械淺層鉆探，根據洞穴可以大致了解地表下面的情況。在當地人的幫助下尋找動物洞穴，可以更加高效。

完成肉眼搜尋以后，道路測量員記錄好可能存在理想料場的位置，再安排挖機挖掘，憑經驗觀察表土下面的土質，并確定理想土質的范圍。預計該土質適合做填料后，把較好的土挖出表面，以便試驗室在監理的見證下取樣，進行進一步檢測，以確定土適合作哪一結構層的填料。取料之后，無論土質好壞，都應及時用表土回填土坑，防止人和動物墜落。最后用挖機清理出一條簡易的便道，并做好簡易的標示標牌，以方便取樣車輛進入，也方便其他人找到該取土場[6]。

3.2 加強同各方的溝通

在海外高速公路工程項目建設中，受到規范標準等因素的影響，常出現材料質量檢測方法、材料使用意見等方面存在分歧的情況，使項目推進受阻。對此，應積極發揮試驗室的作用，通過試驗檢測分析的方式，驗證檢測方法的可行性，并給出材料使用的有效方案，為高速公路工程的建設提供支持。在建設材料選擇、使用、質量管理方面，材料管理人員需要積極與監理方、施工方等進行有效溝通，共同解決工程施工遇到的各類問題，保障高速公路工程順利推進，以免影響工程建設效益。

4 結語

綜上所述，在高速公路項目建設材料管理工作中，既需要解決工程材料質量問題，也要保證工程的經濟效益，因此需要積極探索有效的管理方法。在肯尼亞高速公路項目建設材料管理實踐中，上述策略解決了材料管理中遇到的各類問題，高效保障了項目順利推進，可為同類型工程的材料管理工作提供一定的參考。