CN117107577A - 一种水泥稳定掺砂红土粒料的厂拌施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水泥稳定掺砂红土粒料的厂拌施工工艺，通过拌和场的连续拌和、配备GPS的平地机、钢轮和胶轮压路机组合等措施，保证水泥稳定掺砂红土粒料的规模化施工。采用本方法进行施工的水泥稳定掺砂红土粒料，不仅能够实现规模化施工，而且施工完成后的水泥稳定掺砂红土粒料结构层具有较好的整体性和密实性，采用本发明的施工方法，能够实现良好的施工效果，可解决由于缺少特殊设备无法完成大厚度路面结构层施工的不足，并可减少购买专用设备的费用支出，是一种技术经济性较优的施工工艺，可为非洲地区同类项目提供切实可行的施工指导。
Description
技术领域
本发明涉及道路工程技术领域，特别涉及一种水泥稳定掺砂红土粒料的厂拌施工工艺。
背景技术
红土粒料在全球范围内的储量大、分布广，由于其在自然状态下含有大量的氧化铁和碳酸钙等物质，导致其强度较高，经过压路机压实后承载能力较好，在世界各地的公路建设领域得到了广泛使用。
当用于路面基层时，采用水泥稳定的红土粒料遇水后的黏度较大，一般需掺入一定的天然砂后混合使用，形成水泥稳定掺砂红土粒料，在非洲地区，主要用作路面工程中土基和基层之间的路基改善层。近年来，随着我国援建非洲各国道路基础设施建设项目的增多，关于水泥稳定掺砂红土粒料的研究和应用也逐渐受到重视，但目前仍没有***完整的施工工艺。特别是，非洲地区经常使用水泥稳定掺砂红土粒料铺筑25cm以上的路基改善层，连续施工中的材料供应、大厚度结构的摊铺和碾压等问题尤为突出。由于非洲地区施工条件落后，缺少特殊装备，如何利用现有的施工设备，完成大厚度水泥稳定掺砂红土粒料的施工作业，保证施工的连续性并达到良好的实施效果，是急需解决的一大难题。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种水泥稳定掺砂红土粒料的厂拌施工工艺，通过拌和场的连续拌和、配备GPS的平地机、钢轮和胶轮压路机组合等措施，保证水泥稳定掺砂红土粒料的规模化施工。本发明的主要步骤如下：
1)拌和工艺
按照水泥稳定掺砂红土粒料的配合比设计结果，确定水泥、砂、红土粒料、水的质量百分比，据此设定拌合机冷料仓传送带转速，以及相应的用水量和水泥剂量，使用串联在一起的双拌缸进行连续拌和；
2)运输工艺
采用自卸车从拌合机的传送带处装载水泥稳定掺砂红土粒料，自卸车运料斗内每装满1/3，前后移动自卸车继续装载，直至装满为止，采用篷布覆盖之后，运送至施工现场；
3)摊铺工艺
(1)采用全站仪测量下承层的表面高程H1，在路侧安装与水泥稳定掺砂红土粒料设计厚度h等厚的钢模板，
(2)确定松铺系数α，根据自卸车运料斗的体积V、水泥稳定掺砂红土粒料设计厚度h，计算得到每辆自卸车现场布料方格的长度x和宽度y，采用水泥粉在下承层表面标识出布料方格的长度边界和宽度边界，所述计算公式为：V/(h×α)＝xy，
(3)将自卸车内的水泥稳定掺砂红土粒料全部倾倒至布料方格内，
(4)采用装载机对每个布料方格内的水泥稳定掺砂红土粒料进行粗略摊平，直至表面无明显***和沉陷，
(5)将配备GPS的平地机铲刀底部高程调整为H2，其位置为高于下承层表面高程h×α处，之后，按照正向平整1遍、耙齿耙松1遍、再正向平整1遍的工序进行初步摊平，
(6)初步摊平完成后，使用双钢轮压路机采用前静后振方式预压一遍，
(7)预压完成后，将配备GPS的平地机铲刀底部高程调整为H3，其位置为高于下承层表面高程h×(α+1)/2处，之后，按照正向平整1遍、反向平整1遍、再正向平整1遍的工序进行精确摊平；
4)压实工艺
(a)使用双钢轮压路机采用前静后振方式对精确摊平后的水泥稳定掺砂红土粒料碾压4-6遍，
(b)当压实度满足要求以后，采用配备GPS的平地机进行刮平处理，将平地机铲刀底部高程调整为H4，其位置为高于下承层表面高程h处，按照正向平整1遍、反向平整1遍的工序进行刮平处理，
(c)最后，使用胶轮压路机由边线向中线静压收面2遍；
5)养生工艺
压实完成后，立即对水泥稳定掺砂红土粒料进行洒水养生并采用土工布覆盖，之后，每天洒水养生5遍以上，直至上层材料开始施工时为止。
所述布料前将下承层顶面进行洒水湿润，然后再卸料。
所述初步摊平应在沿道路走向方向完成50m粗略摊平的施工段落后开始。
所述摊铺完成50m之后，开始压实作业。
所述压实度满足要求为随机选择3个位置进行压实度检测，3处压实度平均值大于设计要求，说明压实度满足要求。
所述设计要求为压实度96％。
所述步骤(a)中双钢轮压路机碾压完成后，检测压实度并做好记录，当压实度满足要求时开展下一步骤，否则应增加双钢轮压路机的碾压次数，直至压实度满足要求时为止。
本发明主要利用拌和场的连续拌和、配备GPS的平地机、钢轮和胶轮压路机组合等措施，保证水泥稳定掺砂红土粒料的规模化施工，施工后的结构层具有良好的整体性和密实性，对于非洲地区同类工程具有现实的指导意义。
具体实施方式
以非洲某高速公路项目水泥稳定掺砂红土粒料路基改善层的施工为例，说明本发明的具体实施方式。
该高速公路水泥稳定掺砂红土粒料设计厚度h为30cm，由于厚度大于20cm，属于大厚度结构层，在施工中使用了本发明中的施工方法，具体步骤如下：
1)拌和工艺
该水泥稳定掺砂红土粒料的配合比设计结果所确定的水泥、砂、红土粒料、水的质量百分比为2.3％：12.1％：80.4％：5.2％，拌和机的拌和能力为500t/h，则每小时所需的各种材料质量分别为：水泥11.5t、砂60.5t、红土粒料402t、水26t，则控制红土粒料冷料仓向拌和锅传送带的转动速度可设定为6.7t/min，砂冷料仓向拌和锅传送带的转动速度可设定为1t/min，加水速度为0.43t/min，泵送水泥速度为0.19t/min，使用串联在一起的双拌缸进行连续拌和。
2)运输工艺
采用装载容量为25m3自卸车作为运输车，将装载拌和好的水泥稳定掺砂红土粒料采用篷布覆盖之后，运送至施工现场。
3)摊铺工艺
按照下述步骤进行摊铺。
(1)采用全站仪测量下承层表面高程H1为10m，在路侧安装厚度为30cm的钢模板。
(2)水泥稳定掺砂红土粒料松铺系数α根据经验取1.32，自卸车运料斗中所装载水泥稳定掺砂红土粒料总体积V为25m3，则布料方格面积为：V/(h×α)＝25/(0.30×1.32)＝63.1m2，为了便于施工，布料方格的长度尺寸x取10m，则可计算得到每辆运输车现场布料方格的宽度尺寸y为6.31m，采用水泥粉在下承层表面标识出布料方格长度边界和宽度边界。
(3)使用洒水车将下承层顶面进行洒水湿润。然后，将每辆自卸车内的水泥稳定掺砂红土粒料全部倾倒至布料方格内。
(4)采用装载机对每个布料方格内的水泥稳定掺砂红土粒料进行粗略摊平，直至表面无明显***和沉陷。
(5)当沿道路走向方向完成50m粗略摊平的施工段落时，采用配备GPS的平地机进行初步摊平。初步摊平时，将平地机铲刀底部的高程H2控制为高于下承层表面高程39.6cm的位置处，即此时平地机铲刀底部的高程H2为10.396m。之后，按照正向平整1遍、耙齿耙松1遍、再正向平整1遍的工序进行初步摊平。
(6)初步摊平完成后，使用双钢轮压路机采用前静后振方式预压一遍。
(7)预压完成后，将配备GPS的平地机铲刀底部高程H3控制为高于下承层表面高程34.8cm的位置处，即此时平地机铲刀底部的高程H3为10.348m。之后，按照正向平整1遍、反向平整1遍、再正向平整1遍的工序进行精确摊平。
4)压实工艺
摊铺完成50m之后，开始压实作业，具体步骤包括：
(1)使用双钢轮压路机采用前静后振方式对精确摊平后的水泥稳定掺砂红土粒料碾压5遍，压路机由边线向中线方向行走。
(2)碾压完成后，随机选择3个位置进行压实度检测，3处压实度平均值为98.3％，大于设计要求的96％，说明压实度满足要求。
(3)采用配备GPS的平地机进行刮平处理，将平地机铲刀底部的高程H4控制为高于下承层表面高程30cm的位置处，即此时平地机铲刀底部的高程H4为10.30m。按照正向平整1遍、反向平整1遍的工序进行刮平处理。
(4)最后，使用胶轮压路机由边线向中线静压收面2遍。
5)养生工艺
压实完成后，立即对水泥稳定掺砂红土粒料进行洒水养生并采用土工布覆盖，之后，每天洒水养生6遍，直至上层材料开始施工时为止。
施工完成后，经检测，该高速公路水泥稳定掺砂红土粒料结构层的压实度平均值可以达到98.3％，大于设计要求值96％，压实性较好。通过钻芯检测发现，水泥稳定掺砂红土粒料结构层的厚度平均值为30.2cm，符合设计厚度要求，且芯样底部密实，未见明显蜂窝状空隙，整体性和密实性良好，可以进行到下一道工序的施工；应用本发明的高速公路由于路面结构层施工质量良好。由此可见，采用本发明的施工方法，能够实现良好的施工效果，可解决由于缺少特殊设备无法完成大厚度路面结构层施工的不足，并可减少购买专用设备的费用支出，是一种技术经济性较优的施工工艺。
本发明主要利用拌和场的连续拌和、配备GPS的平地机、钢轮和胶轮压路机组合等措施，保证水泥稳定掺砂红土粒料的规模化施工，施工后的结构层具有良好的整体性和密实性，可有效解决大厚度水泥稳定掺砂红土粒料的在缺少特殊设备时的规模化施工问题，施工后的结构层具有良好的整体性和密实性，对于非洲地区同类工程具有现实的指导意义。
Claims (6)
1.一种一种水泥稳定掺砂红土粒料的厂拌施工工艺，包括：拌和工艺、运输工艺、摊铺工艺、压实工艺、养生工艺，具体步骤为：
1)拌和工艺
按照水泥稳定掺砂红土粒料的配合比设计结果，确定水泥、砂、红土粒料、水的质量百分比，据此设定拌合机冷料仓传送带转速，以及相应的用水量和水泥剂量，使用串联在一起的双拌缸进行连续拌和；
2)运输工艺
采用自卸车从拌合机的传送带处装载水泥稳定掺砂红土粒料，自卸车运料斗内每装满1/3，前后移动自卸车继续装载，直至装满为止，采用篷布覆盖之后，运送至施工现场；
3)摊铺工艺
(1)采用全站仪测量下承层的表面高程H1，在路侧安装与水泥稳定掺砂红土粒料设计厚度h等厚的钢模板，
(2)确定松铺系数α，根据自卸车运料斗的体积V、水泥稳定掺砂红土粒料设计厚度h，计算得到每辆自卸车现场布料方格的长度x和宽度y，采用水泥粉在下承层表面标识出布料方格的长度边界和宽度边界，所述计算公式为：V/(h×α)＝xy，
(3)将自卸车内的水泥稳定掺砂红土粒料全部倾倒至布料方格内，
(4)采用装载机对每个布料方格内的水泥稳定掺砂红土粒料进行粗略摊平，直至表面无明显***和沉陷，
(5)将配备GPS的平地机铲刀底部高程调整为H2，其位置为高于下承层表面高程h×α处，之后，按照正向平整1遍、耙齿耙松1遍、再正向平整1遍的工序进行初步摊平，
(6)初步摊平完成后，使用双钢轮压路机采用前静后振方式预压一遍，
(7)预压完成后，将配备GPS的平地机铲刀底部高程调整为H3，其位置为高于下承层表面高程h×(α+1)/2处，之后，按照正向平整1遍、反向平整1遍、再正向平整1遍的工序进行精确摊平；
4)压实工艺
(a)使用双钢轮压路机采用前静后振方式对精确摊平后的水泥稳定掺砂红土粒料碾压4-6遍，
(b)当压实度满足要求以后，采用配备GPS的平地机进行刮平处理，将平地机铲刀底部高程调整为H4，其位置为高于下承层表面高程h处，按照正向平整1遍、反向平整1遍的工序进行刮平处理，
(c)最后，使用胶轮压路机由边线向中线静压收面2遍；
5)养生工艺
压实完成后，立即对水泥稳定掺砂红土粒料进行洒水养生并采用土工布覆盖，之后，每天洒水养生5遍以上，直至上层材料开始施工时为止。
2.根据权利要求1所述的施工工艺，所述布料前将下承层顶面进行洒水湿润，然后再卸料。
3.根据权利要求1所述的施工工艺，所述初步摊平应在沿道路走向方向完成50m粗略摊平的施工段落后开始。
4.根据权利要求1所述的施工工艺，所述摊铺完成50m之后，开始压实作业。
5.根据权利要求1所述的施工工艺，所述压实度满足要求为随机选择3个位置进行压实度检测，3处压实度平均值大于设计要求，说明压实度满足要求。
6.根据权利要求1所述的施工工艺，所述步骤(a)中双钢轮压路机碾压完成后，检测压实度并做好记录，当压实度满足要求时开展下一步骤，否则应增加双钢轮压路机的碾压次数，直至压实度满足要求时为止。
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