CN111364310A - 一种大厚度水泥处治红土粒料的摊铺作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大厚度水泥处治红土粒料的摊铺作业方法。本发明提出了一种基于装载机、平地机、GPS高程控制系统的大厚度水泥处治红土粒料的摊铺作业方法，不仅保证施工完成后的水泥处治红土粒料结构层具有较好的整体性和密实性，同时可以保证施工的连续性，可为非洲地区同类项目的规模化施工提供切实可行的技术指导。

Description

一种大厚度水泥处治红土粒料的摊铺作业方法

技术领域

本发明涉及道路工程技术领域，特别涉及一种大厚度水泥处治红土粒料的摊铺作业方法。

背景技术

红土粒料主要分布于非洲地区，由于其储量丰富、压实后具有一定承载能力、价格又相 对低廉，被广泛应用于当地的道路工程建设领域。其中，在红土粒料中掺加2-3％水泥、6-8％ 水所形成的水泥处治红土粒料，多用作非洲路面工程中土基和基层之间的路基改善层。

近年来，我国中资企业援建非洲地区的道路基础设施项目逐渐增多。由于缺少基础性研 究工作，目前非洲多数国家的公路建设并无本国标准，非洲法语区国家不得不直接取用法国 标准进行路面设计和施工，按照《法国沥青路面结构设计指南》的要求，水泥处治红土粒料 用于路基改善层的单层厚度一般为：15cm、20cm、25cm、30cm。然而，从材料性质上看，水 泥处治红土粒料属于水泥稳定类材料，其合理设计厚度一般应为15-20cm，一旦厚度大于20cm 则属于大厚度水泥稳定材料结构层，必须对摊铺、碾压等施工工艺进行改进后方可进行施工。 目前，大厚度水泥稳定材料结构层主要使用抗离析大功率摊铺机、大吨位大激振力压路机等 特殊装备进行施工，以保证结构层的整体性和密实性。但由于非洲地区施工条件落后，缺少 这种特殊装备，如何利用现有的施工设备，完成大厚度水泥处治红土粒料的摊铺作业，保证 施工的连续性并达到良好的实施效果，是摆在中资企业面前的一大难题。

发明内容

针对上述问题，为了保证大厚度水泥处治红土粒料的施工作业，在缺少特殊设备的情况 下，获得满足设计要求的路面结构层，本发明研究提出了一种基于装载机、平地机、GPS高 程控制系统的大厚度水泥处治红土粒料的摊铺作业方法，不仅保证施工完成后的水泥处治红 土粒料结构层具有较好的整体性和密实性，同时可以保证施工的连续性，可为非洲地区同类 项目的规模化施工提供切实可行的技术指导。

一种大厚度水泥处治红土粒料的摊铺作业方法，包括：摊铺准备、布点、布料、粗平、 初平、预压、精平施工工序，具体步骤为：

1)摊铺准备测量下承层表面高程H1，在施工断面两侧安装与水泥处治红土粒料设计厚度h 等厚的钢模板，20cm≤h≤30cm；

2)布点根据运输车中所装载水泥处治红土粒料总体积V、水泥处治红土粒料设计厚度和松 铺系数α，计算得到每辆运输车现场布料方格的横向尺寸x和纵向尺寸y，采用水泥粉在下 承层表面标识出布料方格横向边界和纵向边界，所述计算公式为：V/(h×α)＝xy；

3)布料将运输车内的水泥处治红土粒料一次性、不间断、均匀地卸载至布料方格内；

4)粗平采用装载机即铲车对每个布料方格内的水泥处治红土粒料进行粗略摊平，直至表面 无明显隆起和沉陷；

5)初平采用配备GPS高程控制系统的平地机进行初步摊平，利用连接在平地机铲刀上的 GPS高程控制系统，将平地机铲刀底部的高程H2控制为高于下承层表面高程h×α的位置处， 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)预压采用单钢轮压路机碾压一遍；

7)精平采用配备GPS高程控制系统的平地机进行精确摊平，利用连接在平地机铲刀上的 GPS高程控制系统，将平地机铲刀底部的高程H3控制为高于下承层表面高程h×(α+1)/2 的位置处，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；

所述松铺系数α为1.25-1.35。

优选松铺系统α为1.32。

所述布料前将下承层顶面进行洒水湿润。

所述初平时当沿道路走向方向完成50m粗平的施工段落时开始初平。

所述碾压中前进时静压，倒退时弱振。

本发明主要利用配备GPS高程系统的平地机完成大厚度水泥处治红土粒料的摊铺作业， 有效解决了缺少特殊设备完成大厚度路面结构层施工的不足，施工后的结构层具有良好的整 体性和密实性，并可保证规模化施工作业，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

以非洲法语区国家之一——塞内加尔的某高速公路水泥处治红土粒料施工为例，说明本 发明的具体实施方式。

该高速公路水泥处治红土粒料设计厚度h为25cm，由于厚度大于20cm，属于大厚度水泥 处治红土粒料结构层，在施工中使用了本发明中的摊铺作业方法，具体步骤如下：

1)摊铺准备。采用水准仪测量下承层表面高程H1为1m，在施工断面两侧安装厚度为25cm 的钢模板。

2)布点。运输车中所装载水泥处治红土粒料总体积V为20m³，水泥处治红土粒料松铺系数α 根据经验取1.32，则布料方格面积为：V/(h×α)＝20/(0.25×1.32)＝60.6m²，为了便于 施工，布料方格的纵向尺寸y取10m，则可计算得到每辆运输车现场布料方格的横向尺寸x 为6.06m，采用水泥粉在下承层表面标识出布料方格横向边界和纵向边界。

3)布料。使用洒水车将下承层顶面进行洒水湿润。然后，将每辆运输车内的水泥处治红土粒 料一次性、不间断、均匀地卸载至布料方格内。

4)粗平。采用装载机对每个布料方格内的水泥处治红土粒料进行粗略摊平，直至表面无明显 隆起和沉陷。

5)初平。当沿道路走向方向完成50m粗平的施工段落时，采用配备GPS高程控制系统的平地 机进行初步摊平。初步摊平时，利用连接在平地机铲刀上的GPS高程控制系统，将平地机铲 刀底部的高程H2控制为高于下承层表面高程h×α＝33cm的位置处，即此时平地机铲刀底部 的高程H2为1.33m。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)预压。初平完成后，采用单钢轮压路机碾压一遍。碾压中，前进时静压，倒退时弱振。

7)精平。预压完成后，采用配备GPS高程控制系统的平地机进行精确摊平。精确摊平时，利 用连接在平地机铲刀上的GPS高程控制系统，将平地机铲刀底部的高程H3控制为高于下承层 表面高程29cm的位置处，即此时平地机铲刀底部的高程H3为1.29m。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。

摊铺作业完成后，采用水准仪测量水泥处治红土粒料结构层的层顶高程，随机选取16个 测点，得到的高程平均值为1.2911m，因高程控制要求为设计高程±15mm，故该断面摊铺后 的层顶高程符合质量要求，可以进入到下一道工序的施工。用本发明的高速公路由于路面结 构层施工质量良好，于2019年7月获美国《工程新闻纪录》(ENR)2019年度公路类全球最 佳项目奖。由此可见，采用本发明的摊铺作业方法，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。

Claims (6)

1.一种大厚度水泥处治红土粒料的摊铺作业方法，包括：摊铺准备、布点、布料、粗平、初平、预压、精平施工工序，具体步骤为：

1)摊铺准备 测量下承层表面高程H1，在施工断面两侧安装与水泥处治红土粒料设计厚度h等厚的钢模板，20cm≤h≤30cm；

2)布点 根据运输车中所装载水泥处治红土粒料总体积V、水泥处治红土粒料设计厚度和松铺系数α，计算得到每辆运输车现场布料方格的横向尺寸x和纵向尺寸y，采用水泥粉在下承层表面标识出布料方格横向边界和纵向边界，所述计算公式为：V/(h×α)＝xy；

3)布料 将运输车内的水泥处治红土粒料一次性、不间断、均匀地卸载至布料方格内；

4)粗平 采用装载机对每个布料方格内的水泥处治红土粒料进行粗略摊平，直至表面无明显隆起和沉陷；

5)初平 采用配备GPS高程控制系统的平地机进行初步摊平，利用连接在平地机铲刀上的GPS高程控制系统，将平地机铲刀底部的高程H2控制为高于下承层表面高程h×α的位置处，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)预压 采用单钢轮压路机碾压一遍；

7)精平 采用配备GPS高程控制系统的平地机进行精确摊平，利用连接在平地机铲刀上的GPS高程控制系统，将平地机铲刀底部的高程H3控制为高于下承层表面高程h×(α+1)/2的位置处，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。

2.根据权利要求1所述的摊铺作业方法，所述松铺系数α为1.25-1.35。

3.根据权利要求2所述的摊铺作业方法，所述松铺系统α为1.32。

4.根据权利要求1所述的摊铺作业方法，所述布料前将下承层顶面进行洒水湿润。

5.根据权利要求1所述的摊铺作业方法，所述初平时当沿道路走向方向完成50m粗平的施工段落时开始初平。

6.根据权利要求1所述的摊铺作业方法，所述碾压中前进时静压，倒退时弱振。