关于水泥改良土路拌法施工技术问题的分析范吉川

关于水泥改良土路拌法施工技术问题的分析范吉川
发布时间：2021-07-06T15:59:30.207Z 来源：《基层建设》2021年第12期作者：范吉川
[导读] 本文简要分析了路拌法工艺的施工优势：工艺经济实用、工程性能优异
关于水泥改良土路拌法施工技术问题的分析
范吉川
中铁二十四局上海铁建工程有限公司上海市 201100
摘要：本文简要分析了路拌法工艺的施工优势：工艺经济实用、工程性能优异；以实例工程为视角，梳理路拌法工艺要点，以期解析工艺使用方法，为铁路工程规划建设提供技术支持。

关键词：水泥；铁路工程；路拌法
引言：在国内铁路工程规模化建设期间，增加了铁路路基建材的用量需求，同时改良土具有取材便利性、不受地理条件约束，在众多工程中获得了广泛应用。

而路拌法是国内铁路工程建筑的首选工艺，有助于提升国内铁路施工先进性，获取性能优异的铁路工程。

1路拌法工艺的施工优势
1.1工艺经济实用
路拌法施工工艺，是以填料改良为主要应用，在铁路工程中获得了广泛应用。

改良土在工程建筑时，表现出取料便利、无地理条件约束、工艺操作简单、成本经济、工艺高效等优势，极具工艺推广价值。

1.2工程性能优异
路拌法施工获得的工程，具有高强度、优异刚性、较强耐久性、结构稳定性、徐变均匀等特点，符合铁路工程施工需求。

因此，在铁路工程中，加强填料整理，具有施工应用的必要性。

对于路基填料性能不达标的情况，需有序落实改进工作，以符合铁路工程对建材性能需求，确保工程质量[1]。

2路拌法工艺的施工实践应用
2.1工程概述
（1）案例工程为南通动车运用所内（DZDK4+300=GDK4+300-GDK7+192）铁路站场项目，路基形式为路堤，最大边坡高2.0米。

技术要求为动车段（所、站）内的线路路基基床表层厚度为0.3米，基床底层厚度为0.9米，基床总厚度为1.2米。

客货共线Ⅱ级铁路路基填料标准：基床底层可填筑砾石类、碎石类及砂类土中的A、B、C1、C2组填料或化学改良土，采用改良土时填料的含水率应控制在15.5％的-3％—+2％，水泥掺入比为3％。

水泥改良土检测标准为：压实系数≥0.93；7d饱和无侧限抗压强度≥300KPa。

（2）案例工程地质情况：其一，粉土层成色为黄褐色，具有土质密集性，土质为重湿级别C=26.8kPa；其二，粉砂呈灰褐色，质地均匀性不足，夹带粉土成分；其三，粉质粘土层呈灰色，具有较强可塑性，土质为重湿级别C=14.7kPa。

（3）案例工程地下水情况：孔隙浅水的水位区间为[0.6，2.9]米；用于承载压力的水，均匀分布在粉土、砂土中；水位变幅最小值为1米且不大于3米。

2.2路拌法试验工程设计
（1）本次工艺性试验选取南通动车运用所D1、D2道（GDK5+400～GDK5+600）。

如图1所示为案例工程的填筑断面示意图。

图 1 案例工程填筑断面示意图
（2）试验工程目标：确定改良土中水泥最优掺量、确定改良土含水率的控制范围、确定松铺厚度和相应的松铺系数、确定压实机具的选择与组合，碾压速度及最佳碾压的遍数。

（3）工程参数设计：对200米试验段进行试验工段区段划分，共划分出三个施工区段：第一区为总长度为70米，里程分号为
GDK5+400-470，对此段工程采取3%水泥掺量形式，进行试验施工；第二区为总长度为70米，里程分号为GDK5+470-540，对此段工程采取4%水泥掺量形式，进行试验施工；第一区为总长度为60米，里程分号为GDK5+540-600，对此段工程采取5%水泥掺量形式，进行试验施工。

具体施工层工艺试验方法如下：
1）填筑第1层。

3个实验区段虚铺厚度均为30cm，以红布条标出虚铺标高。

用自卸汽车运料，画方格网，派专人指挥，均匀倒料，用推土机进行粗平，用平地机进行精平，达到平整度要求。

精平后按方格网布撒水泥，布撒完成后用路拌机均匀拌合混合土，然后用压路机以2.5～3.5km/h的碾压行驶速度，静压1遍，弱振1遍，强振2-4遍，弱振1遍，再静压1遍。

2）填筑第2层。

3个实验区段虚铺厚度均为20cm，以红布条标出虚铺标高。

用自卸汽车运料，画方格网，派专人指挥，均匀倒料，用推土机进行粗平，用平地机进行精平，达到平整度要求。

精平后按方格网布撒水泥，布撒完成后用路拌机均匀拌合混合土，然后用压路机以2.5～3.5km/h的碾压行驶速度，静压1遍，弱振1遍，强振2-4遍，弱振1遍，再静压1遍。

3）填筑第3层。

3个实验区段虚铺厚度均为35cm，以红布条标出虚铺标高。

用自卸汽车运料，画方格网，派专人指挥，均匀倒料，用推土机进行粗平，用平地机进行精平，达到平整度要求。

精平后按方格网布撒水泥，布撒完成后用路拌机均匀拌合混合土，然后用压路机压路机以2.5～3.5km/h的碾压行驶速度，静压1遍，弱振1遍，强振2-4遍，弱振1遍，再静压1遍。

2.3工程用工组织
（1）结合工程施工需求、工区施工条件、工期规划、工艺标准等因素，全面规划专业施工团队，同时配置优异的施工器具，采取多点并行施工方式，加强施工资源优化分配，提升工程方案优化性，确保工程管理科学可行。

（2）项目部有效成立了工程管理、安全监察、物资供应等部门，为工程高效运行提供保障。

（3）施工人员下场施工前，需完成岗前知识培训、技术实践考核，同时以书面交底形式确定工程工艺要求。

（4）施工管理工作以合同约定为履职依据，加强工程成本控制，分别从工期进度、工程质量、施工安全、环境保持等视角，全面落实施工管理[2]。

2.4施工机械选择
如表1所示为路拌机改良土施工机械配置表。

表1路拌改良土施工机械配置表
序号机械名称规格型号单位数量主要用途
1推土机CLGB160CL台3摊铺、粗平
2平地机PY160G台1精平
3压路机XS223JE台1压实
4小型夯实设备QD414-1套1压实
5自卸汽车YTDCS-ZTC001辆10填料运输
6洒水车DFL1160BX1V辆1湿润、降尘
7挖掘机SK200-10台3填料装车
8装载机ZL50C台1装车
9宝马路拌机WB21辆1拌和、翻晒
10撒布机MC07.28-50辆1撒布水泥
2.5路拌机施工参数表
如表2所示为路拌机施工参数表。

表2 路拌机施工参数表
项目施工参数项目施工参数
拌和宽度2100mm前轮距2200mm
拌和深度≥400后轮距2060mm
发动机功率269KW最小转弯半径7000mm
行驶速度≥24.5Km/h爬坡度不小于28%
作业速度≥3.3Km/h整机质量14500kg
2.6工艺流程
如图2所示，为案例工程路拌法工艺流程图。

图 2 路拌法工艺流程示意图
2.7路拌法工艺内容
2.7.1工程准备工作
（1）填筑工程的准备工作。

基床底层填筑前，基床以下路堤几何尺寸必须符合设计要求，压实度符合标准规范及设计要求，否则进行
修整，使之达到验收标准，经验收合格再进行改良土施工。

在施工前期，结合设计文件的具体内容，完成建材配合比设计。

在水泥改良土的工程中，水泥使用的材料类型为普通硅酸盐。

同时有序落实水泥建材的存储管理，防止建材存放时间较长，在工程进场前期，进行材料性能测试，确保性能达标。

改良土填料的取材位置，依据就近取材原则，在附近工程取土场进行材料采买。

在案例工程中，选择的填料为南通当地低液限粉土，含有一定比例的砂石，符合工程填筑要求。

（2）材料准备。

水泥改良土材料性能检测方案如表3所示。

表3 水泥改良土填料性能检测方案
项目性能检测方案
水泥每层100m水泥取三个样品，采取滴定法进行性能试验
含水率根据观测结果进行性能检测，如有异常随时试验
拌合均匀性拌合操作时观察
（3）施工机械准备。

在工艺确定时，项目部人员需对机械设备进行有效报检工作，同时依据工程要求，提交报检报告。

2.7.2工艺流程
（1）摊铺素土。

使用自卸汽车进行材料运输，由专人控制倒料工序，确保倒料均匀。

各区段长度设定时，需结合机械设备的运行能力、设备数量规划，回避交叉施工问题。

在填筑时，需采取横断面整体分区、两侧向中心两种填筑方式。

结合边桩测量情况，确保路基边坡压实效果，边坡填筑宽度需增加50厘米。

在分层填筑时，需有效控制每层填筑施工的厚度。

分层施工具体规划如表4所示。

表4 分层施工具体规划表
填筑层数虚铺厚度填筑宽度方格网宽度方格网长度用车数
首层30cm22.6cm11.3cm20cm4辆
次层20cm21.7cm10.85cm31.3cm4辆
第三层35cm21.3cm10.65cm18.2cm4辆
（2）含水率调整。

土的含水比例应采取有效控制方法，可使用洒水、晾晒等形式。

同时考量在拌和与整平程序中形成的水分损失问题，当含水比例较大时，依据气候、拌和整平周期综合确定土的湿润程度，保障土含水比例符合标准。

与此同时，加强检测填料的含水程度，获取客观准确的含水结果，确保填料含水比例的标准性。

如果填料含水比例低于标准要求，需及时进行洒水处理。

洒水量的计算方法为：m＝mw×[（1+ω）×（ωopt-ω）]-1，式中mw表示填料的含水质量（kg）、ωopt表示填料含水比例的最佳值，ω表示天然含水比例。

如果填料含水比例高于标准要求，需采取沟槽水位降低处理，同时使用“推土机+松土器”相结合的工艺，进行路面晾晒，提升水分散失效果。

（3）摊铺整平。

其一，在每层土运送至指定工程现场时，使用推土机进行整平处理。

在初期整平时，路面相比松铺线高出3厘米。

其二，在首层土初平处理完成时，需检查现场路面松铺厚度的规范性，同时测定路面含水比例。

如果发现路面有凸凹不平的情况，需及时进行填补、刮平等处理。

其三，推土机初平施工的同时，进行路肩首次压实处理，减少路肩滑坡问题，确保压路机作业效果。

其四，在路面含水比例标准时，需使用压路机进行初次碾压，以显示路面不平整位置。

其五，再使用平地机进行整平处理，整平处理采取两边向中心推进的方式。

其六，首层填土时，需准确排查路拱位置，将横坡角度维持在2%左右，使用平地机进行多次精细整平，确保整平效果。

其七，在填筑整平处理完成时，再次测定填料含水情况，在含水比例趋近于最佳配比方案时，进行碾压夯实施工[3]。

（4）布灰。

其一，在布灰工程前期，需运行压路机，静压处理处于铺开状态的松土，加强布灰车辙控制。

其二，布灰工艺前期，需有序落实水泥运输防灰尘操作，使用彩条布进行防灰覆盖，同时覆盖时选择风级较低的天气，一般情况下，在风四级以下，可进行防灰覆盖处理。

其三，在路基方格表面，均匀摊铺水泥改良剂，确保摊铺平整性。

其四，在改良剂摊铺平整完成时，在土面表面进行水泥均匀摊铺，同时进行布灰，提升水泥均匀性。

表5 每平方水泥用量
序号虚铺厚度（cm）最大干密度（g/cm3）掺灰量（%）水泥掺量（kg/㎡）备注
130 1.77315.9
22010.6
33518.6
430 1.78421.4
52014.2
63524.9
730 1.79526.9
82017.9
93531.3
（5）拌和。

在拌和工序中，需使用专用拌和机进行路拌法施工。

其一，拌和施工时，需调派专员跟机作业，采取间隔挖验法，间隔距离为[5，10]米，确保拌和施工有效完成。

针对拌和施工不完全的工程位置，需及时提醒拌和操作员，进行再次拌和施工，拌和频率一般为2~3次。

其二，在水泥土拌和完成时，检测水泥剂量标准性，保证水泥剂量误差处于[-0.5，+1]%之间。

图3 现场布灰、拌和施工图
（6）碾压。

其一，在碾压施工时，需运行压路机进行一次静压，再进行一次弱振碾压，继而进行最小值为2且不大于6次的强振碾压，在强振完工时，在运行压路机进行静压施工，以消除各碾压作业形成的轮迹。

其二，压路机施工时，需依据“两侧-中心”的方法，逐一进行碾压作业。

其三，压路机碾压时，行驶速度需不大于4km/h，强振时碾压行驶速度最大值为3km/h。

其四，在碾压完成时，结合桩位进行土层属性检查，核实填土边线，采取人工清理方式，去除多余松土[4]。

（7）检测压实效果。

在每层填筑碾压作业完工时，检测人员需结合检验标准，进行压实效果记录。

（8）路基整修。

依据标高规划内容，进行路堤填筑，继而进行路面平整、工程测量等作业。

中线恢复时，采取间隔20米设桩形式，同时准确获取水平标高，确保平整高度的标准性。

再修筑路拱，启动压路机再次静压，保证路面清洁，同时设计角度为2%的水平方向排水坡。

（9）工艺总结。

基床底层改良土填料松铺系数1.09-1.19，最优含水率15.5%，水泥参量为3%，22吨压路机碾压7遍（静压1遍，弱振1遍，强振3遍，弱振1遍，静压1遍），压实系数能达到≥0.93、7d饱和无侧限抗压强度≥300kpa的设计要求。

2.8工程质量控制要点
2.8.1工程质量控制方法
（1）碾压作业完成时，路面需保证无突出轮迹，依据标准频率次数，进行工程质量检测。

针对填筑质量存有问题的工程地段，增加检测节点，深入落实质检工作。

（2）在检测达到压实质检标准时，由监理负责人进行签字确认，方可进行下道工序填筑施工。

2.8.2填筑质量控制方法
（1）路基路面质检核查。

基床位置进行填筑施工前期，需确保路堤规格标准性，同时检查压实工程质量情况。

如果存在质量问题，需及时进行修整工作。

在路基面质量验收达标的基础上，方可开展改良工程。

（2）工程测量质控法。

结合工程设计规划方案，由设计院进行工程导线重复测试，准确获取路基横断面测量结果。

同时借助GPS技术，完成路基中桩的放样工序，中桩间距设计时，直线距离为20米，曲线间距为10米。

（3）路基防水。

在路基工程作业时，需有序落实防水、排水工作，关注工程中永久性、临时性两种基建设施，有序落实基底边坡各项工作，减少雨水冲涝灾害问题。

在填筑前期，有序完成防水覆盖材料的使用，减少路基质量受到雨水浸泡影响，确保雨水如期完成施工任务。

（4）在工程期间，需进行填料取样操作，确定填料性能达标的基础上，方可进行调料使用。

在填筑作业期间，采取横断面全填、纵断面分层的作业形式，同时有效控制分层厚度，确保填料粒径均匀性。

（5）有序落实工人施工技能培训工作，完善岗位权责机制。

（6）依据各工程需求、技术特点，使用符合工程施工要求的机械设施，完善各设施使用制度，保障在施工期间机械设备处于最佳使用状态，减少设备故障问题。

（7）各级施工技术人员，在工程落实前期，需有序完成现场检查工作，对于施工全程进行有效跟进。

（8）全面回收工程各项资料，保障工程资料档案内容记录的全面性、真实性，为后续工程结算、工程改造、工程维修等工作提供参考依据。

（9）落实文明施工管理，确保工程施工期间的安全性，采取各部门技术岗位持证上岗原则，最大程度地保证工程安全[5]。

结论：综上所述，结合路拌法工艺优势，对其施工方法加以研究，能够发现路拌法在实践工程运作时，具有多种使用优势，能够有效提升施工效率，确保工程质量，顺应铁路工程性能的各项需求，以期为人们建设性能优质、安全耐久的铁路工程，促进铁路事业健康发展。

参考文献：
[1]朱金佳，欧阳小定.水泥改良土路拌法施工[J].中国战略新兴产业，2019（34）：57.
[2]王勇.石灰和水泥改良湿陷性黄土路用性能试验研究[J].河南建材，2021（2）：16-17.
[3]蔡黄河，胡焕校.水泥改良含砂高液限粉土路用特性试验研究[J].科技视界，2019（5）：1-5.
[4]姬枫.水泥/纤维改良花岗岩残积土路基性能试验研究[J].粉煤灰综合利用，2021，35（1）：113-117，128.
[5]谭望生.机场大道花岗岩残积土路基采用水泥石灰改良土方案的施工工艺探究[J].工程技术研究，2018（15）：48-49.。