火山渣掺土在埃塞118 公路项目底基层施工中的应用

沈金龙

（中铁七局海外公司 河南 郑州 450016）

1 工程概况

埃塞118 公路项目，处在埃塞俄比亚自然条件最为恶劣的北部地区，全长118 公里，终点距首都900 余公里，全线大部分路段属于火山岩覆盖地区和沙漠地区，这里不但水源缺少，并且常年处于高温中，6 到8 月是当地最热的季节，气温最高时可达55 度左右。 工程所在范围内无天然的合同要求的A 类底基层材料，但火山渣非常丰富，经反复试验，项目决定采用细粒土与火山渣拌合得到一种无机结合稳定材料用于施工底基层，该材料碾压后形成具有一定强度和稳定度的板结结构，整体性强、承载力高。

2 施工技术

底基层是介于基层和路基之间的结构层，主要作用是分散从基层传递来的荷载应力，减少路面变形，必须具有足够的强度、稳定性和耐久性。 我们采用火山渣与土按90：10 体积比进行掺拌，各项试验指标均符合埃塞俄比亚技术规范的相关要求，通过试验段施工，验证了该混合料具有较好的稳定性、合适的强度和耐久性、结构本身自成板体、整体性强、承载力高、技术可行、经济合理且便于施工。

2.1 底基层材料的选定

由于工程沿线的火山渣材料不均匀，差异大，使用前必须对火山渣掺土材料进行试验检测， 以符合埃塞规范要求。检测包括材料的加州承载比（CBR）、洛杉矶磨损值(LAA)以及火山渣掺土配合比试验、筛分试验（级配）、击实、最佳含水率等。

2.1.1 粒径要求

压实后的底基层， 应无最大尺寸超过压实层厚度2/3 的材料。

2.1.2 级配要求

根据合同规定，底基层材料应符合以下级配要求且在级配范围内应有一个连续级配。 （见表1）。

2.1.3 级配模数

最低级配模数为1.5， 经工程师批准后可以使用系数更低但不得低于1.2 的材料。

表1

2.1.4 塑性值（PI）

依据合同规定，根据AASHTO T-90 测定时，所有底基层材料的最大塑性指数为12。 塑性产品（PP=PI×通过0.075 毫米滤网的百分比）不得超过75。

2.1.5 加州承重比(CBR)

依据AASHTO T-193 要求测定时，最小浸湿加州承载比应为30%。 在依据AASHTO T-180 要求测定时，加州承载比应在95%最大干密度条件下测定。

2.1.6 压实要求

依据AASHTO T-238& AASHTO T-239 要求测定时底基层材料最低原地干密度的97%。

2.1.7 洛杉矶磨损

依据AASHTO T-96 的要求测定时， 洛杉矶磨耗值不得超过51%。

2.2 试验段的选取

选定材料后，在正式施工前，必须做试验段。 试验段施工的目的，是为了确定最佳压实厚度，进而确定适宜的松铺厚度， 根据既有的压实机械确定适宜的碾压程序和碾压速度，以及压实机械的最佳组合等，试验不同压实度所需要的压实遍数，为确定正确施工工艺流程提供依据，从而指导全线底基层的施工。

2.3 施工机械的选定与配套

自卸车8 台，挖掘机2 台，平地机1 台，装载机1 台，压路机1 台，35T 水车3 台。

装料时可用挖掘机或装载机，摊铺时用装载机（可备选推土机），自卸车和水车数量分别根据运距和用水量增减，其他设备可视具体情况增加1 台。

2.4 施工工艺

2.4.1 施工准备

（1）测量放线

根据设计图纸要求， 提前在试验段现场放样和测量高程。 每个断面左右坡顶位置放样控制桩，再根据控制桩在施工中控制好每断面上的5 个点，分别为：中桩、左3.5 米点、右3.5 米点、左坡顶点、右坡顶点，测量各控制点路基顶标高为h1n。

（2）拌料和运输

根据实验室确定的火山渣与土的掺拌体积比和最佳含水率，在料场用挖掘机对火山渣和土进行翻拌。 不同料源的最佳掺拌体积比不一样， 通常用90：10 和95：5 的比例进行掺拌。 最佳含水率通常为10%-13%，考虑运输和摊铺碾压过程中水分的散失，拌料时宜增加3%的水量。 用挖掘机或装载机装料，自卸车运输。 记录自卸车的到场时间，在保证供料充足的前提下，确定合理的自卸车数量。

（3）机械准备

所需机械设备全部进入试验段现场并且调试完毕。

2.4.2 上料

根据底基层设计宽度、厚度和经验松铺系数，计算每延米的拌合料需用量，确定自卸车卸料位置，现场专人指挥卸料并作好记录。

2.4.3 摊铺

使用装载机进行粗平， 粗平过程中需保证底基层宽度、厚度和顶面横坡。 根据放样控制桩挂线，确定粗平是否达到要求。 粗平后测量各断面控制点标高为h2n。

使用平地机进行精平，个别地方人工整平，精平应遵循从高到低的原则。 如拌合料过干或过湿，应适当均匀洒水或晾晒后方可进行碾压。

2.4.4 碾压

使用压路机进行碾压，碾压应遵循从低到高、直线段两边向中间、曲线段内侧向外侧的原则，纵向进退式进行。 碾压行驶速度不超过4km/h，横向接头重叠0.4-0.5m。从第二遍开始，每碾压一遍测定一次压实度，直到压实度达到规范要求为止，此时的碾压遍数即为最佳碾压遍数。 测量各断面控制点标高为h3n， 由此可计算试验段实际松铺系数为(h2n-h1n)/(h3n-h1n)，算出各断面控制点处的松铺系数，求出松铺系数的平均值。

2.5 工艺参数的确定

试验段施工完成后，对机械组合方式、卸料间距、松铺系数、碾压遍数、最佳含水量、人工配合状况等写出详细的试验报告，据此指导施工。

当填料发生变化时，应另选试验段，重新获取数据。

2.6 检验检测方法

2.6.1 标高

根据埃塞规范，标高检测中至少有90%不超出规定标高25 毫米以上， 与规定标高相差超过33 毫米的单独点应整改至25 毫米内。

2.6.2 宽度底基层的平均宽度不得低于规定宽度，并且外缘任何一处距离设计边线不得大于75 毫米。

2.6.3 厚度

厚度检测中，至少有90%等于或大于规定厚度-27 毫米，并且平均厚度不低于规定厚度-5 毫米。实际厚度低于规定厚度-35 毫米的单独点，应整改至-27 毫米内。

2.6.4 平整度

平整度不超过20 毫米。

2.6.5 压实度

每100 米检测1 个点，压实度大于等于97%，个别点不低于95%。

3 结语

埃塞118 公路项目新型底基层材料的应用，做到了就近取材、合理利用资源，为项目节省了成本，为今后的类似项目提供了指导性方案和依据。