延安至吳起高速公路灰土路基越冬對策

周榮宏， 劉強，李又云

（1陜西高速公路工程咨詢有限公司；2 山西路華通工程咨詢有限公司；3 長安大學）

延安至吳起高速公路灰土路基越冬對策

周榮宏1， 劉強2，李又云3

（1陜西高速公路工程咨詢有限公司；2 山西路華通工程咨詢有限公司；3 長安大學）

延吳高速公路建設者在開工前，對氣候條件和路基抗凍情況進行了詳細調(diào)查、核對，在設計時采取了摻加石灰改良，在施工中對寒冷凍害及時采取了覆蓋素土保溫措施，防止了路基受凍害，使灰土路基安全越冬，保證了工程質(zhì)量安全，為類似工程建設提供了可參考的經(jīng)驗。

路基；越冬；對策

冬季寒冷會對裸露的路基工程造成凍害，延安安塞經(jīng)志丹至吳起高速公路（以下簡稱“延吳高速”）建設者對黃土路基填料摻加3%石灰改良，其中高填路段摻加4%石灰改良，在冬季到來之前對路基工程采取了覆蓋保溫措施，保證路基工程安全越冬，保證了工程質(zhì)量安全，為類似工程建設提供了可參考的經(jīng)驗。

1 項目概況

延吳高速是我省高速公路“2637”路網(wǎng)規(guī)劃七橫中延吳線（延水關～吳起）的重要一段。它橫貫東西，連接陜西、山西、寧夏、甘肅四省，是位于青銀高速和青蘭高速之間的又一條公路運輸大通道。該路線起于包茂高速公路延安至靖邊段沿河灣立交處，向西經(jīng)安塞縣招安鎮(zhèn)、王窯鄉(xiāng)、志丹縣侯市鄉(xiāng)、保安鎮(zhèn)、順寧鄉(xiāng)、紙坊鄉(xiāng)、金丁鄉(xiāng)、吳起縣薛岔鄉(xiāng)，止于吳起縣走馬臺，路線全長109.759公里，采用雙向四車道高速公路技術標準，設計速度80公里/小時，路基寬度24.5米。

2 項目特點

項目區(qū)屬暖溫帶半干旱大陸季風性氣候，春季干旱多風，夏季旱澇相間，秋季溫涼濕潤，冬季寒冷干燥。冬長夏短，溫差較大。項目區(qū)內(nèi)年平均氣溫8.6--9.4℃，一月平均氣溫—5℃---—8℃，極端低溫—22℃---25.4℃；七月平均氣溫21℃---24.8℃，極端高溫36℃---39.7℃，無霜期117---186天，最大凍土88---96厘米。沿線各區(qū)縣年平均降雨量一般介于450---530mm之間，從南向北雨量有逐漸減少的趨勢。春季干旱少雨，多大風揚沙；夏季溫濕多雨，降雨量占全年的60%，且以暴雨、陣雨為主，歷時短，降雨量大，易形成黃土滑坡、泥石流等自然災害。冬季寒冷干燥、雨雪稀少。區(qū)內(nèi)季節(jié)性凍土深度70厘米，綜合資料分析，本項目在全國公路自然區(qū)劃分中屬于黃土高原干濕過渡區(qū)，二級區(qū)劃分屬于陜北典型高原中凍區(qū)（Ⅲ2）.

路基設計要求

土料使用純凈黃土或一般粘性土、土料中的有機質(zhì)含量不超過5%；生石灰顆粒不大于5mm，石灰質(zhì)量符合II級以上標準，活性CaO+MgO含量不低于60%（按干重計），石灰儲存時間不超過一個月，可以使用袋裝生石灰粉，分層碾壓厚度不超過30cm，碾壓時保證適當含水量，保證壓實度。

3 施工情況

3.1 原材料

石灰：生石灰進場后應充分消解后，采用孔徑為5mm篩過篩后盡快使用，若堆放時間較長時應覆蓋防潮。消石灰使用前應進行有效鈣鎂含量測試，活性CaO+MgO含量不小于60%（按干質(zhì)量計），質(zhì)量達到Ⅱ級或Ⅱ級以上石灰標準后方可使用。

石灰應提前10天消解，消石灰存放宜控制在1個月內(nèi)用完。

土：土中不得含有樹根、垃圾、腐殖質(zhì)等非實用性填料。其中有機質(zhì)含量不得超過5%，運到路基上的填筑含水量應控制接近最佳含水量3%以內(nèi)。

水：生活飲用水。

3.2 施工放樣：

測量隊利用全站儀放出路線中心樁和邊線，按要求設置路基施工控制樁。檢查復核控制點坐標、水準點高程、無誤后恢復中線樁，按20m設置一中樁，以便于控制頂面鋪筑高程和應鋪寬度。高程厚度控制點的設置：在離中樁1米的位置與15米的位置各設一高程控制點，用木桿插到坡腳線的位置，然后用油漆標注24cm的位置，并用石灰做好頂面厚度高程標識，另外，再在中間離中樁5米和10米的位置各加一標高控制點，每斷面按4點進行標高控制，標高控制時按預定虛鋪高程（即松鋪系數(shù)暫定為1.2）進行。

4.3 上土

從取土場取出素土，含水量不大于最佳含水量的5%時，采用挖掘機、裝載機等裝料，自卸車運輸至現(xiàn)場攤鋪，安排專人指揮，按平方量所需素土數(shù)量用灰線劃10米*10米方格定量鋪土，采用平地機均勻攤鋪在底層上，素土松鋪厚度定為24cm，灰土拌和后每層施工厚度按照20cm進行控制。路基每側應超寬50cm，每填3層應檢查邊坡坡率。

4.4 布灰

裝載機裝消解后的石灰，并用自卸汽車運送至試驗段，按平方量所需布灰數(shù)量進行用灰線劃15米*15米格定量布灰，采用平地機配合人工均勻攤鋪在素土層表面上，3%白灰用量厚度為1.6cm厚。

4.5 拌合

用路拌機對灰土進行均勻拌和，拌和過程中安排專人檢查，嚴禁在拌和層底部留有夾層，拌和適當破壞下層（1-2cm），以利于兩層粘結。在路拌過程應對灰劑量進行自檢，并及時報驗，灰劑量、含水量符合要求后再予碾壓，如果達不到灰劑量進行重新加灰拌和。在拌制混合料過程中，根據(jù)早晚天氣變化、各種材料的含水量變化、近水源且地勢較高的場地內(nèi)，防止石灰受潮和被水現(xiàn)場檢測混合料的信息及時調(diào)整加水量，試驗室派專人在施工現(xiàn)場配合隨時抽查混合料的石灰劑量、含水量，不合適時及時進行現(xiàn)場補水。拌和好的混合料的停放時間不得超過24h，應在當天將拌和后的混合料碾壓成型，不得將拌成的混合料長時間停放。在拌和過程中應隨時進行對灰劑量進行自檢，并應及時報驗，灰劑量符合要求后再予碾壓。

4.6 壓實

壓實設備：應選用激振力大于55T的拖式振動壓實設備。工藝采用：以機械壓實原理為依據(jù)進行科學組織，壓實機具采用輕重結合，先輕后重再輕收面，碾壓速度先慢后快再慢，速度控制在4km/h，以免出現(xiàn)推移和起皮現(xiàn)象。壓實路線先兩側后中間，相鄰兩次的輪跡應重疊三分之一。經(jīng)常注意檢查壓實情況，對于表面松散或表面受潮，無法保證其外觀質(zhì)量的應采用灑水或延時碾壓。

4.7 養(yǎng)生

石灰土是一種水硬性材料，其強度形成需要一定的濕度。在一定的濕度生時，能加速石灰土的鈣化硬結，使其盡早成型。并保持一定濕度。但石灰土表層不應過濕或忽干忽濕。若表面缺水干燥，會引起表面松散而不能成型。若表面過濕，又會泡軟灰土層，使其變形損壞。養(yǎng)生方法可視具體情況采用灑水、覆土保水的方法進行。

5 本項目采取的越冬措施

冬季施工時間的確定：施工現(xiàn)場的室外日平均氣溫連續(xù)5天低于5℃時，施工必須按冬季施工要求停止路基施工；采取越冬措施。

5.1 覆蓋土標準的確定

根據(jù)延安地區(qū)往年區(qū)內(nèi)季節(jié)性凍土深度70厘米，結合以往同類工程施工經(jīng)驗，確定采用素土覆蓋法保溫措施，覆蓋土中不得含有樹根、垃圾、腐殖質(zhì)等非實用性填料。其中有機質(zhì)含量不得超過5%，覆蓋土壓實厚度不少于80cm，虛鋪厚度約100cm。

5.2 填筑覆蓋土

從取土場取出素土，含水量不大于最佳含水量的5%時，采用挖掘機、裝載機等裝料，自卸車運輸至現(xiàn)場攤鋪，安排專人指揮，按平方量所需素土數(shù)量用灰線劃10米*10米方格定量鋪土，采用平地機均勻攤鋪在底層上，素土松鋪厚度定為100cm，路基每側應超寬50cm。

5.3 覆蓋土碾壓

以機械壓實原理為依據(jù)進行科學組織，壓實機具采用輕重結合，先輕后重再輕收面，碾壓速度先慢后快再慢，速度控制在4km/h，以免出現(xiàn)推移和起皮現(xiàn)象。壓實路線先兩側后中間，相鄰兩次的輪跡應重疊三分之一。覆蓋土縱坡、橫坡符合設計要求，表面平整無輪跡。

5.4 完善臨時排水設施

做好臨時排水，路基兩側做 攔水帶，沿路基縱向每隔30米用彩條布或水泥砂漿等設置一道急流槽，防止路基表面積水凍脹、路表水沖刷路基邊坡。

6 復工

復工時間的確定：來年施工現(xiàn)場的室外日平均氣溫連續(xù)5天高于于5℃時，冬季施工期結束，開始復工。

6.1 覆蓋土清理

采用裝載機鏟除覆蓋土，汽車運輸清理覆蓋土至取土場，或者堆放在路基工作面以外的路基上，二次利用。

6.2 復工檢查

對覆蓋土清理徹底后，對灰土路基進行平整、碾壓，經(jīng)施工單位自檢合格后，報監(jiān)理工程師檢查驗收，驗收合格后，按照正常施工程序，展開施工作業(yè)。

7、總結

延吳高速公路建設者在開工前，對氣候條件和路基抗凍情況進行了詳細調(diào)查、核對，在設計時采取了摻加石灰改良，在施工中對寒冷凍害及時采取了覆蓋素土保溫措施，防止了路基受凍害，使灰土路基安全越冬，保證了工程質(zhì)量安全，為類似工程建設提供了可參考的經(jīng)驗。