刚果(布)红土砾石底基层施工工艺分析

摘要：本文以刚果（布）2号公路工程为依托，简要介绍了红土砾石的特点及其各项试验指标，并结合红土砾石底基层的铺筑经验及试验路段的检测结果，得出了铺筑红土砾石底基层的机械配置组合、最佳碾压次数、松铺系数，总结了施工工艺以及质量控制标准，可供以后在该国进行道路施工的单位进行参考。

关键词：红土砾石；试验路段；施工工艺；质量控制

中图分类号：O213文献标识码： A

1.引言

刚果（布）位于非洲大陆的西部，自然环境恶劣，地广人稀，经济十分落后，当地物资极度匮乏，水泥、级配碎石等建筑材料价格较为昂贵，导致公路建设成本高企，且其公路建设相对落后，绝大部分为土质单车道道路，道路沟壑纵横。处于旱季时，土质单车道道路勉强可以保证车辆通行，但一进入雨季，暴雨加快了道路的冲刷，路上的沟壑越冲越大，道路表面也会浮有一层较厚的泥浆，交通车辆特别是运输建筑材料的重载车辆通行极度困难。因此当地的公路建设需要因地制宜，宜选用当地料源为主，以降低工程造价及其运输难度[1]。本文根据刚果（布）当地分布着较为广泛的红土砾石这一实际情况，结合全长325公里的刚果（布）2号公路工程Owando~Ouesso段所铺筑红土砾石底基层的施工经验以及试验路段的试验检测结果，对红土砾石的各种特性以及红土砾石底基层的施工特点进行了简要的介绍，为以后在该国开展道路施工的单位提供经验参考。

2.红土砾石简介

红土砾石是由刚果（布）旱湿二季循环交替，促使原岩中可溶性的二氧化硅、碱类等物质与不溶性的铁、铝、硅等氧化物不断复合而成地不规则的球形铁质硅铝结核，因铁质硅铝结核及铁、铝、硅等氧化物而形成的粘性土均含有较为丰富的铁而呈红色，故称红土砾石[2][3]。刚果（布）红土砾石分布范围较广，蕴藏丰富，开采方便。根据2号公路工程施工经验，红土砾石一般埋藏深度为0.5米~5米，可供开采的厚度一般为1米~4米深度不等，埋藏深度大致由南向北逐渐加深，可供开采的厚度大致由南向北逐渐递减。靠近刚果（布）北部边界城市Ouesso，红土砾石已绝大部分埋藏至3~5米深度，可供开采的厚度也仅为1~2米，虽埋藏深度有所增加，但其上的覆盖的黏土质砂可作为路基填料，因此其开采的价格与方便程度并没有受到较大影响。

在铺筑2号路红土砾石底基层时，项目对沿线分布的红土砾石进行了大量的调查研究、试验及分析，结果表明红土砾石具有强度高、水稳定性好、级配适宜等优点，符合法国和刚果（布）的规范要求，是良好的筑路材料，红土砾石各项试验数据详见表1。

表12号公路沿线红土砾石试验数据

筛分 规范要求：2毫米筛孔过筛率小于50%；0.08mm筛孔过筛率小于25%

筛网尺寸(mm) 40 31.5 20 16 12.5 10 5 2 1 0.4 0.08

通过率（%） 最大 100 100 100 99.8 95.8 91.1 76.1 41.1 33.8 28.1 15.9

最小 100 95.6 87.7 80.9 66.1 64.5 39.5 21.6 18.1 14.2 6.2

试验项目 液限(%) 塑性指数 最大干密（g/cm3） 最佳含水率（%） CBR(%)

规范要求 WL

数据范围 23.0~33.4 6.5~19.6 1.94~2.17 5.5~12.4 31~84

3. 红土砾石底基层试验路段铺筑及其质量检测

3.1 试验路段铺筑

为确定红土砾石底基层的机械配置组合、最佳碾压次数以及松铺系数，本文选取了2号公路二期PK1+000红土砾石料场的红土砾石铺筑PK0+000~PK0+600长约600米的底基层试验路段，PK1+000红土砾石料场试验结果如表2所示。试验路段底基层设计厚度为20cm，宽度为11.8米，计划施工压实厚度为22cm。根据2号路一期的施工经验，松铺系数暂定为1.15，松铺厚度取25cm。

表2PK1+000红土砾石料场试验结果

筛分 规范要求：2毫米筛孔过筛率小于50%；0.08mm筛孔过筛率小于25%

筛网尺寸(mm) 40 31.5 20 16 12.5 10 5 2 1 0.4 0.08

通过率（%） 100 100 87.7 82.1 95.8 66.1 56.4 23.0 19.0 15.2 9.0

试验项目 液限(%) 塑性指数 最大干密（g/cm3） 最佳含水率（%） CBR(%)

规范要求 WL

数据范围 23 7.0 2.15 6.5 44.8

铺筑试验路段的试验方案拟分四个区域，采用四种碾压方式进行，即第①个区域静压1遍、振压2遍；第②个区域静压1遍、振压3遍；第③个区域静压2遍、振压2遍；第④个区域静压2遍、振压3遍。具体如图1所示。

铺筑红土砾石底基层的主要机械配置为：一台用于粗平的推土机；一台用于压实的20T单钢轮压力机；一辆用于精平的平地机；一辆用于湿润下承层以及保持红土砾石最佳含水量的洒水车。

图1试验路段区域划分

3.2 试验路段质量检测

为得出红土砾石底基层的最佳碾压次数，在完工的试验路段上，选取适当的位置对不同区域采用灌砂法及酒精烧干法测定了压实度和含水率，具体结果如表3所示。

对于2号路二期项目红土砾石底基层，刚果（布）2号路特殊技术条款要求压实度最小值不得小于97%，由表3可知，②区及④区均满足规范要求，考虑到施工成本及环保节能的因素，最终确定②区碾压遍数为最佳碾压遍数即静压1遍、振压3遍，试验路段所安排的主要机械配置初步确定基本能满足红土砾石底基层的施工要求。

为得出红土砾石底基层的松铺系数，在松铺时，选取了适当的位置用全站仪对不同区进行了松铺厚度的测定。红土砾石底基层压实后，在最佳碾压遍数的②区用全站仪在测定松铺厚度的相同位置进行了压实后厚度的测定，具体结果如表4所示。由表4可知，测定的数值与暂定的松铺系数非常接近，其最终确定的松铺系数为1.13。

表3压实度及含水量检测结果 表4松铺系数的测定

为检验红土砾石应用于底基层的工程质量，最终确定摊铺红土砾石所需要的主要机械配置，在刚碾压完成的②区底基层上，根据法国规范《路面弯沉试验》（NF P98-200-1）以及《路基承载试验》（NF P94-117-1）用贝克曼梁以及承载板法测定了弯沉和土基回弹模量，具体结果如表5所示。

表5弯沉及土基回弹模量试验结果

桩号 PK0+150 PK0+300 PK0+450 PK0+600 代表值

或均值 设计

或规范要求

弯沉

（0.01mm） 86 72 66 78 89.55 设计要求

承载板(Mpa) 327 368 368 368 358 EV2>100

由表5可知，弯沉及承载板均满足设计或法国规范要求，证明红土砾石应用于底基层可取得较高的工程质量及经济效益，试验路段所配置的主要机械设备组合完全能满足摊铺红土砾石底基层的施工要求。

4.红土砾石底基层施工工艺及质量控制总结

通过试验路段的铺筑，结合2号路红土砾石底基层施工的相关经验，总结出了一整套红土砾石底基层的施工工艺以及质量控制方法，其步骤如下：

(1)准备工作

选取符合法规规范要求的红土砾石运至堆料场拌匀。摊铺前，应按底基层宽度进行放样，放样时应注意比设计宽度两边各宽30~50cm，以避免刚果（布）雨季对底基层的冲刷，同时，将路基上的浮土、杂物等清扫干净，并洒适量的水使路基表面湿润，确保底基层与路基彼此结合良好。

(2)红土砾石摊铺

根据试验路段确定的松铺系数，计算所需要铺筑的松铺厚度，并画卸料网格，鉴于铺筑完毕的红土砾石在有交通车辆行驶的情况下，会出现将红土砾石底基层表面松散的粒料被行驶的车辆跑掉的情况，因此其压实后的厚度应比设计厚度厚2-5cm。同时，为避免刚果（布）雨季对底基层的冲刷，摊铺宽度应比设计宽度两边各宽30~50cm。将运至现场的红土砾石按照网格进行卸料。卸料完毕后，用平地机进行粗略的拌合并检查含水量是否在最佳含水量范围之内，避免出现严重的离析现象及含水量过大的现象，如含水量过大或偏小，应采用翻晒和洒水的措施进行处理，同时，在拌合的过程中，应雇用当地员工挑拣出粒径大于2/3层厚的红土砾石。

(3)粗平及碾压

用推土机结合平地机进行粗平，由于刚果（布）气候炎热，蒸发量大，在粗平的过程中，应随时观测其含水量情况，避免因含水量偏小，出现碾压完成后粒料松散的情况。粗平后，用20T单钢轮压路机静压1遍、振压1遍，碾压速度及碾压方式可参考《公路路面基层施工技术规范》(JTJ 034-2000)的要求。施工中应严格遵循“宁高勿低，宁刮勿补”的原则[6]。

(4)精平

用平地机对碾压成型后的底基层进行精平，局部过高的地方因红土砾石碾压成型后强度较高，刮平过厚的红土砾石对平地机刀片损坏较大，可采用人工修整的方式整平过高的地方。精平过程中，用20T单钢轮压路振压2遍，在碾压结束之前，应用平地机再一次进行精平，使其纵向顺适，路拱和超高符合设计要求。验收高程，对于局部高程过低的地方，严禁薄层补贴，应对高程过低的地方进行刨松，添加红土砾石再进行压实。在基层铺筑之前，应在红土砾石底基层上洒适量水，用平地机再次进行精平，直到符合设计高程为止。

5.结论

依托刚果（布）2号公路工程的施工经验及红土砾石底基层试验路段的铺筑，分析了红土砾石底基层的施工工艺，得出了以下结论：

（1）通过对沿线分布的红土砾石进行了大量的调查研究、试验及分析，结果表明红土砾石具有强度高、水稳定性好、级配适宜等优点，符合法国和刚果（布）的规范要求，是良好的筑路材料。

（2）通过对试验路段的铺筑及其质量检测，确定了铺筑红土砾石底基层的主要机械配置组合为一台推土机、一台20T单钢轮压路机、一辆平地机、一辆洒水车；最佳碾压遍数为静压1遍、振压3遍；红土砾石的松铺系数为1.13。

（3）通过对试验路段的铺筑，结合2号路红土砾石底基层施工的相关经验，总结出了一整套红土砾石底基层的施工工艺以及质量控制方法，为以后在该国开展道路施工的单位提供经验参考。

参考文献

[1]张毅. 级配砾石柔性基层沥青路面结构研究[重庆交通大学硕士学位论文][D]. 重庆: 重庆交通大学，2005,p1.

[2]郭奕清. 科特迪瓦水泥水泥稳定红土砾石基层[J]. 国外公路，1990，No.2，p18-20.

[3]王伯伟. 非洲地区的筑路材料―红土砾石[J]. 公路，1985，No.12，p25-29.

[4]法国规范. Essais relatifs aux chaussées - Mesure de la déflexion engendrée par une charge roulante Partie 1:Définitions, moyens de mesure , valeurs caractéristiques (NF P98-200-1)[S]. Paris: 法国标准化协会（AFNOR），1991.7.

[5]法国规范. Sols:reconnaissance et essais - Portance des plates-formes Partie 1: Module soul chargement statique la plaque (EV2) (NF P94-117-1)[S]. Paris: 法国标准化协会（AFNOR），2000.4

[6]张. 水泥稳定碎石在赤道几内亚道路工程中的应用[J]. 市政技术，2001，No.3，p47-53.

[7]中华人民共和国行业标准. 公路路面基层施工技术规范(JTJ 034-2000)[S]. 北京: 人民交通出版社，2000.6.

[8]邓学钧. 路基路面工程[M]. 北京: 人民交通出版社，2005.