路基料施工技術研究

王春喜

（中國水利水電第五工程局有限公司國際公司 四川成都 610065）

1 工程概況

蘇丹上阿特巴拉水利樞紐C1A項目位于蘇丹東南部、加達里夫州境內上阿特巴拉河上。壩址位于上阿特巴拉（Atbara）河及賽特（Setit）河的交匯處上游約20km處，距首都喀土穆約470km。項目所在地氣候炎熱、空氣干燥，全年10個月日最高溫度達40～44℃。

項目的工程內容主要包括：裝機容量4×80MW的壩后式廠房、5孔溢流壩、灌溉取水口、心墻壩及土堤等。大壩全長6348m，主要工程量包括開挖616.35萬方，填筑529.55萬方，混凝土澆筑59.05萬方等。

根據設計，蘇丹上阿特巴拉水利樞紐C1A項目道路施工包括壩頂道路和永久進廠道路，道路總長約17km，所需路基料約3.3萬方。

2 方案選擇

2.1 方案比選

蘇丹上阿特巴拉水利樞紐C1A項目公路施工路基料可選方案包括采用人工破碎料和天然砂礫石料兩種，兩種方案各有優缺點，其對比見表1。

綜合以上情況，項目部本著降本增效的理念，決定選擇方案二，并確定以“路基料制備技術研究”作為課題展開，解決天然砂礫石品質保證的問題。

2.2 現狀調查

路基料采用天然砂礫石作為料源進行制備。經現場考察，項目周圍存在面積大、厚度厚的砂礫石料場，可作為天然砂礫石開采料場。根據相關技術規范及合同技術條款，對路基料的級配、塑性指數、有機物含量及承載力均有明確要求。天然砂礫石存在級配不均、塑性指數不確定問題，需對天然砂礫石進行測試，以確認天然砂礫石是否滿足規范和合同技術要求。

對天然砂礫石進行篩分、塑性指標、最優含水率和CBR試驗等檢測，檢測結果級配和塑性指標不合格，料場天然砂礫石較粗，大部分超出包絡線。料場天然砂礫石沒有塑性，即塑性指標為0，而要求的塑性指標為6～15。其它實驗結果均合格[1]。

表1 路基料可選方案對比

3 研究活動目標及可行性分析

3.1 研究活動目標

利用天然砂礫石料制備出級配、塑性5＜IP＜16和有機質含量＜2%的等均合格的路基料。

3.2 目標可行性分析

項目部對路基料的生產高度重視，成立了專門的研究，增設了專項研究經費，保證資源供給。綜合以上，實現既定目標是完全可能的。

4 原因分析

4.1 魚刺圖分析

分別從人、機、料、法3個方面對可能導致路基料不合格的因素進行分析，如圖1所示。

圖1 因素分析魚刺圖

4.2 排列圖分析

研究對導致路基料不合格的末端因素進行統計分析，見圖2。

圖2 末端因素統計圖

4.3 要因確認

結合圖1和圖2，以及現場統計調查，找出了要因，即料源本身不合格。

5 對策比選及實施

5.1 對策比選

針對料源本身不合格的要因，基于有效性、可實施性、經濟性、可靠性、時間性等5方面，對“進行分級篩分再根據比例摻拌”、“篩除超徑，摻加細料”、“尋找新的料場”3種對策方案進行比選，最終分析得出應優先選擇“篩除超徑，摻加細料”的方案。

5.2 實施對策

（1）實施目的

保證生產制備合格的路基料。

（2）實施措施

①制作篩除超徑（＞40mm）石子的篩子。

②將天然砂礫石過篩，剔除粒徑＞40mm的石子[2]。

③向過篩后的砂礫石中摻拌低塑性粘土，并進行路基料實驗，確定合適摻加比例。

④根據實驗結果進行生產。

（3）實施情況

①2015.11.26～2015.11.30：加工制作超徑篩，篩孔為邊長40mm的正方形。方孔篩由工字鋼做框架、φ20mm的螺紋鋼做篩網焊接而成。

②2015.12.1～2015.12.2：用圓形鋼管做支架，將超徑篩架設至儲料場，通過實驗調整篩面角度，最終確定為與水平面30°最佳，然后焊接固定。

③2015.12.3～2015.12.7：將天然砂礫石過篩，篩出1方砂礫石，將砂礫石用四分法分成4份，然后分別按4%、8%、12%、16%的比例摻入低塑性粘土。對這4組樣品分別進行路基料實驗，包括篩分、塑性指數、有機質含量和CBR，結果見表2。

表2 路基料實驗結果

④2015.12.7：根據表2，分析得出結論按6%的摻量摻加低塑性粘土為最優。

（4）實施效果

2015年12月8日，按6%的摻量摻加低塑性粘土進行試生產，生產出100方，然后取樣做實驗，實驗結果見表3。

表3 實驗結果

6 產品質量前后對比

（1）級配質量對比。通過分析改良前、后的材料級配曲線，可知，天然砂礫石較粗，大部分區間超出了級配包絡線，改良后制備的路基料級配良好。

（2）塑性指標對比。結合改良前后塑性指標實驗報告，可知，天然的砂礫石沒有塑性，改良后，塑性指數為10，塑性指標良好。

（3）有機質含量及CBR值對比。根據有機質含量及CBR值研究前后對比，可知，研究活動前后路基料的有機質含量、CBR值、磨耗、最優含水率和最大干密度均合格。

7 結束語

綜上所述，蘇丹上阿特巴拉水利樞紐項目道路施工的路基料研究制備，通過對天然砂礫石料＞40mm篩子篩除超徑石子、摻加5%的低塑性粘土，有效地解決了天然砂礫石塑性指標不合格的問題，摻加10%的人工骨料提高路基料承載力，滿足合同要求。此方法制備的路基料大幅降低了路基料生產成本，為項目降本增效做出貢獻。但還需對后續生產過程加強管理和控制，及時跟蹤質量情況，發現問題及時采取措施，持續改進。