1、1非洲高温气候下双层水泥稳定土施工工法【摘要】以我公司承建的坦桑尼亚某道路升级项目为例，该项目地处坦桑尼亚西北部的 KIGOMA 省，距首都 1640 公里。坦桑尼亚地区年平均气温为 21-26 度，年最高气温 39 度；工程所在地每年 11 月至次年 4月为雨季，5 月-10 月为旱季，雨季月平均降雨量达到 200 毫米以上，旱季基本无降雨，起点为 KIGOMA 省会东北 6 公里的 MWANDIGA 村，经MANYOVU 镇后，延伸至布隆迪边境。项目既有路为红土路，改造后原设计路面结构为路面基层、底基层由级配碎石(厚度 15cm)水泥稳定土(厚度为 20cm)CM(UCS=0.5MPA)组
2、成，路面形式为沥青双层表面处治。由于项目所在地合格石料运距远，后变更为路面基层、底基层由C2(UCS=0.5MPA 厚度 15cm)C1(UCS=1MPA 厚度为 20cm)组成，路面结构形式不变，简要介绍该项目高温气候下双层水泥稳定土施工工法。 【关键词】 整平 、碾压拌合、摊铺、含水率 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 一、工法特点 本工法旨在解决非洲高温气候下双层水稳的实用性以及旱雨季交替情况下的施工工艺；以及非洲高温条件下采用冷再生机进行水稳施工的工艺效果良好。 二、适用范围 本工法适用于非洲高温地区及旱雨季交替情况下进行的水稳基层施2工； 三、工艺原理及关键技术 对水
3、泥稳定土施工的要求是：要得到一个水泥剂量符合规定，水和水泥分布均匀、密实度大的混合料，经过养生后，水泥稳定土成为一种结硬的整体性材料，而且表面平整，具有规定的路拱。本项目水泥稳定土的施工方法采取路拌法，先将要稳定的土摊铺在下承层上，整型后在土层上摊铺水泥，也可能是在已翻松整型的原路基上或者老中级路面上摊铺水泥，然后用铣刨机进行拌和，要求拌和均匀并整平压实。 四、施工工艺流程及操作要点 5.1 准备下承层 水泥稳定土的下承层表面应平整、坚实，具有规定的路拱，没有任何松散的材料和软弱地点。下承层的平整度和压实度应符合有关技术规范的要求。下承层为 G15 层，3%横坡，压实度要求为 95%。 5.2
4、 施工放样 在下承层两侧路肩边缘外恢复指示桩，直线段每 15-25 米设一桩，平曲线段每 10-15 米设一桩。 进行水平测量，在两侧的指示桩上用明显标记标出水泥稳定土层边缘设计高。然后在施工中根据该高程利用“十字交叉法”控制水泥稳定土层高程，在施工过程中标桩如有丢失或移动，应及时补桩抄平，该环节必须引起重视，否则在水泥稳定土压实后将不容易调整标高，容易形成质量缺陷。 5.3 运输摊铺水稳料 3首先要确定松铺系数，根据松铺系数确定松土的方量，再以 25 米为单元确定卸土的车数。并且在 25 米范围内把车数均匀分布。选料装车时，应注意每辆自卸卡车的装载数量基本相等，根据各段需要的选料数量按计算距
5、离卸料。在路段范围内由远及近将土料堆放在路的一侧。应该严格掌握卸料的距离，避免选料不够或过多。本项目经过试验计算和现场实际统计，对于水稳 C1 层（厚度 20cm，路基宽度 10.4m）每 25 米卸 7车土刚好能满足施工需要，对于水稳 C2 层（厚度 15cm，路基宽度9.5m）每 25 米卸 5.5 车土刚好能满足施工，折合松铺系数为 1.21。 （注意：尽量按照松铺系数卸料，把握不准确时，可按稍小于松铺系数卸料，最后可进行少量的补土以达到经济性） 5.4 含水率过小时进行的洒水闷料 在翻松土的过程中，就需要洒水预湿土。洒水预湿可以使水在土中分布较为均匀，可以节省摊铺水泥后的操作时间。预湿
6、土（特别是预湿中粒土和粗粒土）可以使拌和过程中水泥立即粘结在砂粒和砾石颗粒上，而不至于漏落到处治层的底部。如需处治土的含水量比最佳含水量低 2%-3%，水泥和土就更容易拌和。预湿过程中，应使土的含水量约为最佳含水量的 70%。预湿时，应该将水均匀地喷洒在土上。水侵入土颗粒后，蒸发损耗就减少。如果隔天预湿素土，有可能遭受夜雨而变的过分潮湿，则可以在当天的清晨进行预湿工作。一般情况下严禁洒水车在洒水段停留和“调头” 。 5.5 整平及轻压 土经过预湿之后，应该整型成要求的路拱和坡度，并用 6-8 吨的光4面压路机碾压 1-2 遍，使素土层具有平整光滑的表面，同时具有一定的密实度，以便摊铺水泥。 5
7、.6 摆放和摊铺水泥 按计算的每袋水泥的纵横间距，用石灰或水泥在粒料层上做摆放水泥的标记。水泥应在当日用拖车或自卸车（运水泥的车必须配有防雨设备）送到摊铺路段，卸在做标记的地点，并检查有无遗漏和多余。然后打开水泥将水泥倒在粒料层上，并用刮板将水泥均匀摊开。应注意每袋水泥摊铺的面积相等。水泥摊铺完毕后，表面应没有空白位置，也没有水泥过分集中的地点。本路段以 2 袋水泥为一方格单元进行摊铺，并且摊铺方法采用了平地机初步刮平，再人工部分空白点维修的办法提高了水泥摊铺的速度和效率。 5.7 拌和 这个阶段的目的是使水泥完全均匀的分布到土中。在拌和机进行拌和时，拌和的深度应达到设计要求，专人跟随拌合机，
8、随时检查拌和深度并配合拌合机操作人员调整拌和深度，严禁在拌和层底部留有“素土”夹层。应略破坏（约 1-2cm,不应过多）下承层的表面，以利上下层粘结。本项目采用铣刨机进行拌和，机器本身由电脑操作，可设固定深度，所以无需进行随时的深度检查及调整。 本项目由于采用的铣刨机拌和，之前进行闷料达到最佳含水量，并且无需进行深度检查及调整， （或是铣刨机直接连接水车，在电脑的自动控制下进行加水以达到最佳含水率）这样很大程度上节省了水稳的施工时间，并且提高了质量。 55.7.1 摊铺水泥：在摊铺的集料上，用 6-8T 两轮光面压路机碾压，使其表面平整，然后按计算水泥量摊铺水泥（计算见附录） 。摊铺水泥和集料
9、要制定防雨措施。 5.7.2 干拌：用稳定土拌和机拌和，拌和深度要达到稳定层底，并要设专人随拌和及检查，并及时调整拌和深度。 5.7.3 洒水湿料：干拌过程结束时，如果混合料含水量不足（用含水量快速测定仪测定，比最佳含水量大 0.5%-1%为限） ，应洒水补充水分，洒水时长度要超出施工段 2 米，水车不得在施工段调头、停留，保证洒水均匀。拌和机应紧跟洒水车后进行拌和，尤其在纵坡的路段更应该配合紧密，以减少水分流出。在洒水和拌和的过程中，还应该及时检查测定混合料的含水量。 5.8 整平压实 1、整形后，应立即用振动压路机以低幅振动模式进行压实，此时混合料的含水量应略大于最佳含水量（大于+1%+2
10、%） 。 2、直线和不设超高的平曲线段，由路肩向路中心碾时，应重叠 1/2轮宽，压完路面全宽时即为一遍。一般需碾压 46 遍。压路机的碾压速度，头两遍以采用 1.51.7km/h 为宜，以后宜采用 2.0-2.5km/h。碾压速度不宜过快,防止表面出现横向裂纹。 3、现场对压实度进行检测，发现问题及时解决，压实至规范要求的压实度。根据试验段结果，振动压路机碾压 4 遍，压实度可达到设计要求。碾压时应遵循先轻后重、先慢后快、先外侧后内侧的原则。压路机折回不应处在同一横断面上，碾压速度设定在 1.5km/h 左右，以防拥包6等不良现象，对于靠近横缝部分，必须碾压到位并且多次来回碾压该部分。 4、从
11、拌和到碾压完成（加水拌合后的延迟时间） ，必须控制在34h 内完成，不能延误时间，影响强度。施工过程中严禁用“薄层贴补”方法找平，如局部低洼，可采用翻松新鲜混合料重新碾压。严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车，应保证再生层表面不受破坏。 5、碾压过程中，如有“弹簧” 、松散、起皮等现象，应及时翻开重新拌和（加适量的水泥）或用其他方法处理，使其达到质量要求。 6、在碾压结束前，用平地机再终平一次，达到线路平顺，路拱和超高符合要求，终平应仔细检查，必须将局部高出部分刮除并扫出路外，对于局部低洼之处（尤其是水稳结构层 C2） ，不再进行找补，可留待铺筑沥青面层时处理。 5.9 接缝和“
12、调头”的处理 1、同一天内施工的两工作段的横向衔接处，应采用搭接，前一段拌和整形后，留 5-8 米不进行碾压，后段施工时前段留下未压实部分应再重新拌和，并与后段一起碾压成型。 2、经过拌和、整形的水泥稳定土，必须在规定的时间内完成碾压。 3、工作缝和调头处可按以下方法进行： 1）：在已碾压完成的水泥稳定土末端（或调头处） ，沿水泥稳定土挖一条横贯铺设层全宽的宽约 30cm 的槽，深度至下承层面。此槽应与路的中心线垂直，靠稳定土的一面应切成垂直面，并放两根与压实厚度等7厚、长为全宽一半的方木紧贴其垂直面。 如图 2）：用原挖出的素土回填槽内其余部分 3）：如拌和机械或其他机械必须到已压成的水泥稳
13、定土层上掉头，应采取措施保护调头作业段。一般可在准备用于调头，应采取措施保护调头作业段。一般可在准备用于调头约 8-10m 长的稳定土层上，先覆盖一张厚塑料布或油毡纸，然后铺上约 10cm 厚的土、砂或砂砾。 4）：第二天，邻接作业段拌和后，除去方木，用混合料回填。靠近方木未能拌和的一小段，应人工进行补充拌和。整平时，接缝处的水泥稳定土应较以完成断面高出约 5cm，以利形成一个平顺的接缝。 5）：整平后，用平地机将塑料布上大部分土除去（注意勿刮破塑料布） ，然后人工除去余下的土，并收起塑料布。 5.10 养生 本项目水稳 C1 的养护采用覆盖水稳 C2 粒料，并且洒水保持湿润进行养护。C2 料
14、的覆盖厚度不能大于 10cm。同时封闭交通。 水稳结构层 C2 的养护采用 MC70 透层进行养护。设计撒布率为 1.0升/平方米。由于之前的其他项目一般都采用 MC30 沥青进行养护，很少用到 MC70，所以项目对 MC70 沥青透层油的撒布进行了多次试验，在试验过程中，对 MC70 在不同温度下的密度进行了测定，计算并制定了现场最佳撒布温度及撒布率。 8基层水稳 C2 施工结束后的 24 小时之内进行透层油撒布，撒布前必须对水稳结构层 C2 面进行清扫并洒水润湿，这样有利于透层的渗透效果。要求表面不能太湿，也不能太干，否则都将影响到透层的渗透效果。 五、材料 国内规范规定水稳土可选用的三种
15、水稳土源： 细粒土：颗粒的最大粒径小于 9.5mm，且其中小于 2.36mm 的颗粒含量不小于 90%。中粒土：颗粒的最大粒径小于 26.5mm，且其中小于19.0mm 的颗粒含量不小于 90%。粗粒土：颗粒的最大粒径小于 37.5mm，且其中小于 31.5mm 的颗粒含量不小于 90%。 坦桑规范要求：用于水稳 C2 的水稳料必须满足塑性指数小于20，CBR 大于等于 30，10%抗压强度最小 50KN；GM 模量最小 1.5； 通过以上中坦规范对比，我们可以看出，坦桑规范水稳砾料对含颗粒的比率有一定的要求，以此达到符合要求的抗压强度。其中 C2 的颗粒比率含量和颗粒抗压强度要求较高，这就对
16、水稳土有一定的筛选要求。从表观上看，基本为均匀的颗粒状堆积。 1、颗粒组成分析 从理论上讲，除有机质含量大及硫酸盐含量大的土外，只要土中的最大颗粒的粒径不超过规定的路面基层材料的最大粒径，几乎各种类型的土都可以用水泥稳定。但并不是各种类型的土用水泥稳定都是经济合理的。考虑到经济性和施工的可能性，实际上各国对适宜用水泥稳定的土的颗粒组成范围都有一定的限制。美国的经验表明，含有 10%-35%粉粒和粘粒的砂土和砂砾土，用水泥稳定最佳。挪威对水泥稳定基层所用集9料作了如下规定： 最大粒径：31.5mm 19mm 颗粒含量 25% 2mm 颗粒含量 75% 在水泥加集料中小于 0.075mm 的含量1
17、0% 当水泥稳定土用作路面底基层和基层时： 1）水泥稳定土用作基层与底基层时，颗粒的最大粒径（方孔筛）不应超过 50mm(高等级道路不宜超过 40mm)。土的颗粒组成应在表 2-4 所列范围内，同时土的均匀系数应大于 5，土的液限不应超过 40，塑性指数不应超过 20。实际工作中，宜选用均匀系数大于 10，塑性指数小于 12的土。 可用水泥稳定的土的颗粒组成范围 2）其它各项指数（详见各项指数试验报告） 包括液塑性和塑性指数、击实试验、相对密度和压实工作曲线、砾石的压碎值、水泥标号和初、终凝时间等。 本项目经过不断的寻找天然土源，不断的试验，最终找到了级配较好、各种试验指数均符合要求的天然粒料
18、，并根据试验结果确定水稳 C1的水泥含量为 4%（重量比） ，密度为 2149g/cm3 ,最佳含水率为：9.2%，能满足无侧限抗压强度 UCS 为 1.0Mpa-1.5Mpa1.0Mpa,并且各项性质参数均满足要求。 10最佳含水率的试验结果（水稳 C1） 水稳 C2 水泥含量为 5%，密度为 2146 g/cm3 ，最佳含水率 8.3%，能满足无侧限抗压强度 UCS 为 2.0Mpa-2.5Mpa2.0Mpa,并且其它各项性质参数均满足要求（详见试验报告） 。并按照规范要求，水稳施工必须要在4 小时内全部完工。 六、机具设备及人员配置 单个作业队施工机械配置：根据试验段结果，配置机械；施工机械使用前应进行检查，各类机械应运行良好，并满足施工的需要。 单个作业面施工人员机械表： 七、质量要求 8.1 原材试验：所使用的土、水泥按照规范规定进行原材标准试验； 8.2 铺筑试验段：通过试验段确定集料配合比、材料松铺系数、标准的施工方法、作业段的合适长度、控制结合料和拌和均匀的方法，各工序的作业时间； 8.3 基本要求：粒料符合要求；配料准确；混合料拌和均匀，无明显粗细颗粒离析现象；碾压达到要求的压实度；养生符合要求；
