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科特迪瓦奥贝路红土砾料的应用探究

2020-12-28 515 上传者：管理员

摘要：科特迪瓦红土砾料分布广泛，通过科特迪瓦奥贝公路施工过程中料场的筛选，以及对各个料场填料颗粒分析、塑性指数、强度的对比及对路基土方施工后的技术指标进行总结，为科特迪瓦后续公路施工提供参考依据。

关键词：
公路施工
筑路材料
红土粒料
路基土方施工
路桥施工技术
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1、引言

红土粒料是一种常见的筑路材料，是一种在非洲热带地区的黏性土与碎砾石的天然混合料。在非洲地区分布较广泛，储藏量较大[1]，中国路桥在非洲科特迪瓦、赤道几内亚、卢旺达等非洲国家铺筑的公路中，大部分采用了红土砾石作为底基层和垫层材料，取得了良好的效果。

2、项目概况

奥贝路是科特迪瓦北部横贯东西联络的一条重要通道，起点奥迭内—终点贝利邦，公路主要为整修及沥青铺设项目，全长71.5km。对科国国民经济的恢复，基础建设的改善，国家安全都具有重要意义。本工程采用R80型公路等级建设，道路主体由以下结构组成：（1）精选红土砾料垫层，根据下层材料的承受力，压实后的最小厚度为0.30m;(2）精选红土砾料底基层，压实后的最小厚度为0.20m，普通路段宽11.20m，城镇路段宽12.80m;(3）机轧碎石基层，压实后最小厚度为0.15m，普通路段宽度为10.60m，城镇路段12.20m;(4）宽度为7.00m的沥青混凝土面层，最小压实厚度0.05m;(5）沥青混凝土路肩压实后最小厚度0.03m，普通路段路肩宽度1.50m，通过村子的路段宽度为2.30m。

项目所在地3～6月份为小雨季，降水量适中，料场含水量较为适宜，为施工的最佳季节；7～10月份为大雨季，降水量特别大，不适合土方施工；11月至次年2月份为旱季，此段时间当地降水量为零，料场土料含水量较小，需要对土料掺水拌和才能进行压实。

经查阅资料以及对该项目沿线40多个红土砾石料场的分析研究认为：该地区的红土砾石基本上是在旱季雨季交替循环的气候条件下，将石灰岩以及其他岩浆岩经过风化后形成的富含铁铝氧化物的红褐色砾料。

3、料场开采

前期料场选择，该项目选取了杂木林、腰果林及天然草地作为料场选取备选，在每个料场选择5个点进行取样，采用人工挖探坑，再根据探坑的土质变化分层取样做实验。杂木林的土层变化比较明显，天然草地主要是粉质白沙，含水量较大，观察不能满足施工用料需求，经过试验，杂木林及腰果林均符合路基要求。

红土砾石料场表层基本没有较大的树木，只生长一些低矮的草本植物或者比较细的灌木，本着就地取材就近使用的原则，该项目在公路沿线范围内共选取土场40余个。

为了减少工程造价和不必要的麻烦，该项目将沿线杂木林作为土场首选，尽量避开地表有农作物的地块。由于所选的土场大部分是杂木林，表层约20cm为腐殖土，20～60cm为红土粒料碎石，含有的碎石颗粒较多，可以用作底基层精选红土粒料施工，60～100cm为红土，所含的碎石颗粒较少，可用在垫层及以下土方施工。清除地表腐殖土后，根据土样变化分层取样，详细记录取样位置，分层厚度，通过室内实验确定土场是否可用，确定的取土场根据室内实验结果确定其开采范围、厚度以及开采砾料对应的使用部位。根据经验，项目土场一般分为0～40cm及40～80cm取样进行土工试验。

根据试验数据可以得出，0～40cm土料的CBR（加州承载比）都大于30%，通过0.08mm筛的颗粒百分比含量都小于20%，塑性指数IP小于20，满足项目专用技术条款《CCTP》对底基层材料的要求。

40～80cm取样试验的CBR数据可以满足项目专用技术条款《CCTP》对垫层及垫层以下路基填方材料的要求。

红土粒料场的下部全是黏性土，因而在雨季开采时，注意挖好排水沟，不能让料场积聚大量的雨水。

本项目在确定土场开采范围时决定靠公路一侧预留20m范围内不予开采，保持原有树木及草地。施工结束后的重点是防止水土流失和植被恢复，因此，等取土场完成使命后及时将清表腐殖土就地平整并压实，促使植被自然恢复。

4、红土砾料施工方案遇到的问题及解决措施

4.1保证施工质量的前提是具有合格的材料

在施工过程中，应派专人看守料场的开采情况，取土深度不可超过实验确定深度，同时，应注意不得将地表腐殖土混入料堆，发现土料颜色或颗粒含量发生变化时，应停止开挖或重新起堆，取样进行试验确定其对应的可用结构层，每个料堆插牌予以标注，提示可用结构层，保证结构层对应的材料都为合格料。

4.2标高控制

施工前，通过试验段确定相应的松铺厚度（本项目垫层和底基层的松铺系数分别是1.36和1.32），一般控制成型后比控制标高高1cm，碾压成型后再用平地机找平。

4.3碾压

压实质量是道路工程质量管理最重要的内在指标之一，只有对填料充分压实，才能保证路基的强度、刚度、平整度，并能保证延长公路的使用寿命，为保证压实质量，碾压时该项目采取以下措施：（1）碾压时，首先采用弱震稳压，压路机碾压速度为1.5～1.7km/h，然后用强震碾压3～4遍，压路机碾压速度为2.0～2.5km/h，强震使土体中气体排出，一般碾压3遍后即可达到要求，压实度合格后再多压1遍，最后用小震动压光1遍。（2）直线段碾压时，由两侧向中间碾压，设超高的平曲线有内测向外侧碾压，碾压时应重叠1/2轮宽，且必须经过两端的接缝处。（3）碾压时注意含水量的控制，本工程专用技术条款要求碾压时含水量控制在最佳含水±3%，因红土砾料对水分比较敏感，因此，碾压施工时控制在最佳含水量的±2%范围内，并且均匀分布，局部含水过大的立即予以换填，控制好含水量后一次碾压。

4.4雨季施工

科特雨季雨水较多，且持续时间较长，因此，低洼地段的开挖及涵洞基坑开挖，一般都在旱季抢先完成施工。雨季施工天然料的含水率一般18%～20%，需要把土料拉倒现场摊平后，用平地机进行翻晒，达到接近最佳含水量时再进行碾压，根据项目施工总结经验，碾压完成3d后再进行弯沉检测，才可达到最佳数据。

雨季来临时必须考虑排水，若排水不畅，积水会软化路体，经过对比检测，以前弯沉报检合格的地段，由于排水不畅，经过3～4d翻晒后检测结果不合格，而且变化很大很难恢复到以前状态，而排水良好的地段，雨季后弯沉值结果变化较小。因此，雨季时低洼地段及排水不良地段应做好防水槽及时排水。

4.5红土粒料的氧化固结

因其植被丰富，透过腐殖土层而呈微酸性的雨水，缓慢地淋溶、分解并带走了原岩石中可溶的二氧化硅和碱类等物质后，不溶性的铁、铝、硅等氧化物，不断胶结、复和、脱水过程，甚至可形成十几米的坚硬实体，即使用挖机都很难挖出，只能通过爆破、破碎锤进行挖除。

挖方底边坡可以用平地机直接刷坡，高边坡采用挖机刷坡，挖机斗齿焊接一块干板，保证坡面的平整顺直。由于红土粒料中富含铁铝氧化物，坡面经过大约一年时间氧化，表层会形成一层“硬壳”，对边坡坡面进行有效的保护，可以有效防止雨水对边坡的冲刷。

5、结语

通过科特迪瓦奥迭内—贝利邦公路施工，了解了红土粒料的成因及特点，结合项目施工过程的试验监测成果和施工经验，总结红土粒料在科特迪瓦西北部施工中的施工工艺及质量控制注意事项。红土粒料是一种良好的筑路材料，在非洲被广泛用于道路各结构层施工，为科特迪瓦后续公路施工提供参考。

参考文献：

[1]王伯伟.非洲地区的主路材料---红土砾石[J].公路,1985(12):25-29.

曹彪.科特迪瓦奥贝路红土砾料的应用技术[J].工程建设与设计,2020(24):44-45.