科特迪瓦奧貝路紅土礫料的應用技術

曹彪

（中交第三公路工程局有限公司第五工程分公司，北京100020）

1 引言

紅土粒料是一種常見的筑路材料，是一種在非洲熱帶地區的黏性土與碎礫石的天然混合料。在非洲地區分布較廣泛，儲藏量較大[1]，中國路橋在非洲科特迪瓦、赤道幾內亞、盧旺達等非洲國家鋪筑的公路中，大部分采用了紅土礫石作為底基層和墊層材料，取得了良好的效果。

2 項目概況

奧貝路是科特迪瓦北部橫貫東西聯絡的一條重要通道，起點奧迭內—終點貝利邦，公路主要為整修及瀝青鋪設項目，全長71.5km。對科國國民經濟的恢復，基礎建設的改善，國家安全都具有重要意義。本工程采用R80 型公路等級建設，道路主體由以下結構組成：（1）精選紅土礫料墊層，根據下層材料的承受力，壓實后的最小厚度為0.30m；（2）精選紅土礫料底基層，壓實后的最小厚度為0.20m，普通路段寬11.20m，城鎮路段寬12.80m；（3）機軋碎石基層，壓實后最小厚度為0.15m，普通路段寬度為10.60m，城鎮路段12.20m；（4）寬度為7.00m的瀝青混凝土面層，最小壓實厚度0.05m；（5）瀝青混凝土路肩壓實后最小厚度0.03m，普通路段路肩寬度1.50m，通過村子的路段寬度為2.30m。

項目所在地3～6 月份為小雨季，降水量適中，料場含水量較為適宜，為施工的最佳季節；7～10 月份為大雨季，降水量特別大，不適合土方施工；11 月至次年2 月份為旱季，此段時間當地降水量為零，料場土料含水量較小，需要對土料摻水拌和才能進行壓實。

經查閱資料以及對該項目沿線40 多個紅土礫石料場的分析研究認為：該地區的紅土礫石基本上是在旱季雨季交替循環的氣候條件下，將石灰巖以及其他巖漿巖經過風化后形成的富含鐵鋁氧化物的紅褐色礫料。

3 料場開采

前期料場選擇，該項目選取了雜木林、腰果林及天然草地作為料場選取備選，在每個料場選擇5 個點進行取樣，采用人工挖探坑，再根據探坑的土質變化分層取樣做實驗。雜木林的土層變化比較明顯，天然草地主要是粉質白沙，含水量較大，觀察不能滿足施工用料需求，經過試驗，雜木林及腰果林均符合路基要求。

紅土礫石料場表層基本沒有較大的樹木，只生長一些低矮的草本植物或者比較細的灌木，本著就地取材就近使用的原則，該項目在公路沿線范圍內共選取土場40 余個。

為了減少工程造價和不必要的麻煩，該項目將沿線雜木林作為土場首選，盡量避開地表有農作物的地塊。由于所選的土場大部分是雜木林，表層約20cm 為腐殖土，20～60cm 為紅土粒料碎石，含有的碎石顆粒較多，可以用作底基層精選紅土粒料施工，60～100cm 為紅土，所含的碎石顆粒較少，可用在墊層及以下土方施工。清除地表腐殖土后，根據土樣變化分層取樣，詳細記錄取樣位置，分層厚度，通過室內實驗確定土場是否可用，確定的取土場根據室內實驗結果確定其開采范圍、厚度以及開采礫料對應的使用部位。根據經驗，項目土場一般分為 0～40cm 及 40～80cm 取樣進行土工試驗。

根據試驗數據可以得出，0～40cm 土料的CBR（加州承載比）都大于30%，通過0.08mm 篩的顆粒百分比含量都小于20%，塑性指數IP 小于20，滿足項目專用技術條款《CCTP》對底基層材料的要求。

40～80cm 取樣試驗的CBR 數據可以滿足項目專用技術條款《CCTP》對墊層及墊層以下路基填方材料的要求。

紅土粒料場的下部全是黏性土，因而在雨季開采時，注意挖好排水溝，不能讓料場積聚大量的雨水。

本項目在確定土場開采范圍時決定靠公路一側預留20m范圍內不予開采，保持原有樹木及草地。施工結束后的重點是防止水土流失和植被恢復，因此，等取土場完成使命后及時將清表腐殖土就地平整并壓實，促使植被自然恢復。

4 紅土礫料施工方案遇到的問題及解決措施

4.1 保證施工質量的前提是具有合格的材料

在施工過程中，應派專人看守料場的開采情況，取土深度不可超過實驗確定深度，同時，應注意不得將地表腐殖土混入料堆，發現土料顏色或顆粒含量發生變化時，應停止開挖或重新起堆，取樣進行試驗確定其對應的可用結構層，每個料堆插牌予以標注，提示可用結構層，保證結構層對應的材料都為合格料。

4.2 標高控制

施工前，通過試驗段確定相應的松鋪厚度（本項目墊層和底基層的松鋪系數分別是1.36 和1.32），一般控制成型后比控制標高高1cm，碾壓成型后再用平地機找平。

4.3 碾壓

壓實質量是道路工程質量管理最重要的內在指標之一，只有對填料充分壓實，才能保證路基的強度、剛度、平整度，并能保證延長公路的使用壽命，為保證壓實質量，碾壓時該項目采取以下措施：（1）碾壓時，首先采用弱震穩壓，壓路機碾壓速度為1.5～1.7km/h，然后用強震碾壓3～4 遍，壓路機碾壓速度為2.0～2.5km/h，強震使土體中氣體排出，一般碾壓3 遍后即可達到要求，壓實度合格后再多壓1 遍，最后用小震動壓光1 遍。（2）直線段碾壓時，由兩側向中間碾壓，設超高的平曲線有內測向外側碾壓，碾壓時應重疊1/2 輪寬，且必須經過兩端的接縫處。（3）碾壓時注意含水量的控制，本工程專用技術條款要求碾壓時含水量控制在最佳含水±3%，因紅土礫料對水分比較敏感，因此，碾壓施工時控制在最佳含水量的±2%范圍內，并且均勻分布，局部含水過大的立即予以換填，控制好含水量后一次碾壓。

4.4 雨季施工

科特雨季雨水較多，且持續時間較長，因此，低洼地段的開挖及涵洞基坑開挖，一般都在旱季搶先完成施工。雨季施工天然料的含水率一般18%～20%，需要把土料拉倒現場攤平后，用平地機進行翻曬，達到接近最佳含水量時再進行碾壓，根據項目施工總結經驗，碾壓完成3d 后再進行彎沉檢測，才可達到最佳數據。

雨季來臨時必須考慮排水，若排水不暢，積水會軟化路體，經過對比檢測，以前彎沉報檢合格的地段，由于排水不暢，經過3～4d 翻曬后檢測結果不合格，而且變化很大很難恢復到以前狀態，而排水良好的地段，雨季后彎沉值結果變化較小。因此，雨季時低洼地段及排水不良地段應做好防水槽及時排水。

4.5 紅土粒料的氧化固結

因其植被豐富，透過腐殖土層而呈微酸性的雨水，緩慢地淋溶、分解并帶走了原巖石中可溶的二氧化硅和堿類等物質后，不溶性的鐵、鋁、硅等氧化物，不斷膠結、復和、脫水過程，甚至可形成十幾米的堅硬實體，即使用挖機都很難挖出，只能通過爆破、破碎錘進行挖除。

挖方底邊坡可以用平地機直接刷坡，高邊坡采用挖機刷坡，挖機斗齒焊接一塊干板，保證坡面的平整順直。由于紅土粒料中富含鐵鋁氧化物，坡面經過大約一年時間氧化，表層會形成一層“硬殼”，對邊坡坡面進行有效的保護，可以有效防止雨水對邊坡的沖刷。

5 結語

通過科特迪瓦奧迭內—貝利邦公路施工，了解了紅土粒料的成因及特點，結合項目施工過程的試驗監測成果和施工經驗，總結紅土粒料在科特迪瓦西北部施工中的施工工藝及質量控制注意事項。紅土粒料是一種良好的筑路材料，在非洲被廣泛用于道路各結構層施工，為科特迪瓦后續公路施工提供參考。