一种荒漠区水泥稳定基层与风积沙路肩协同施工方法与流程

1.本发明涉及道路施工技术领域，具体而言，涉及一种荒漠区水泥稳定基层与风积沙路肩协同施工方法。


背景技术：

2.目前，荒漠区公路施工缺乏天然砂砾，但施工过程通常还是采用传统天然砂砾或钢木作为路肩或侧模予以支挡，上述材料需经过长途运输，不但大大增加了施工成本，而且后续涉及的施工程序较多，效率较低。
3.鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种荒漠区水泥稳定基层与风积沙路肩协同施工方法以解决上述技术问题。
5.本技术可这样实现：
6.本技术提供一种荒漠区水泥稳定基层与风积沙路肩协同施工方法，包括以下步骤：将风积沙路肩进行摊铺成型并作为基层摊铺时的侧模，风积沙路肩成型后立即进行水泥稳定基层施工；
7.施工过程中所用的风积沙的含水率为4-6％。
8.在可选的实施方式中，施工过程中所用的风积沙中0.0.75mm以下的粉尘含量小于10wt％。
9.在可选的实施方式中，风积沙路肩的摊铺过程中，摊铺速度为3-5m/min，摊铺厚度为37-39cm，松铺系数为1.083-1.088，振动频率为10-25hz；
10.在可选的实施方式中，风积沙路肩的摊铺采用单机单幅摊铺方式进行。
11.在可选的实施方式中，风积沙路肩的厚度不小于水泥稳定基层的松铺厚度。
12.在可选的实施方式中，风积沙路肩的厚度较水泥稳定基层的松铺厚度高1-2cm。
13.在可选的实施方式中，成型的风积沙路肩的压实度不小于90％，优选不小于92％。
14.在可选的实施方式中，每完成800-1000m的侧模单元摊铺成型后，立即对侧模单元之间的区域进行水泥稳定基层施工，其中，侧模单元由相对设置的两组侧模组成，每组侧模的长度为400-500m。
15.在可选的实施方式中，水泥稳定基层施工包括：先进行水泥稳定层摊铺，随后依次采用胶轮压路机、双钢轮压路机以及单钢轮压路机进行压实。
16.在可选的实施方式中，水泥稳定基层施工完成后还包括进行包边土施工。
17.在可选的实施方式中，包边土施工结束后，还包括对风积沙路肩、水泥稳定基层以及包边土共同进行洒水养生处理。
18.在可选的实施方式中，养生时间为5-7天。
19.本技术的有益效果包括：
20.通过采用就地取材的风积沙替代普工施工过程中使用的钢木侧模和砂砾路肩材料，有利于节约资源；并且，采用风积沙路肩，可省略钢木侧模及后续制作路肩工序，机械施工效率高，工艺简单易操作，有利于降低施工成本。
21.将含水率为4-6％的风积沙用于制作路肩，该含水率下，风积沙具有一定的塑性，成型效果好。含水率过低和过高均会导致成型能力较差，甚至还会在摊铺水泥稳定基层时出现坍塌现象。
22.将上述含水率的风积沙用于制作路肩并与水泥稳定基层协同施工，可发挥风积沙良好的水稳定性，提高有侧限水泥稳定基层边缘压实度，有益于提高施工质量。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
24.图1为实施例1中主要施工工艺的流程图；
25.图2为实施例1中自卸汽车与风积沙摊铺机协同作业示意图；
26.图3为实施例1中成型的风积沙路肩的单侧图；
27.图4为实施例1中成型的风积沙路肩的整体图；
28.图5为实施例1中水泥稳定基层的摊铺示意图；
29.图6为实施例1中水泥稳定基层的碾压示意图；
30.图7为实施例1中成型的水泥稳定基层的整体图。
具体实施方式
31.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
32.下面对本技术提供的荒漠区水泥稳定基层与风积沙路肩协同施工方法进行具体说明。
33.本技术提出一种荒漠区水泥稳定基层与风积沙路肩协同施工方法，包括以下步骤：将风积沙路肩进行摊铺成型并作为基层摊铺时的侧模，风积沙路肩成型后立即进行水泥稳定基层施工，水泥稳定基层施工完成后立即进行包边土施工。
34.施工所用的风积沙选用采取就近原则，选取地下水丰富的段落取沙，选取其中干净且粉尘含量较小、含水率适中的风积沙。
35.具体的，上述施工所用的风积沙的含水率为4-6％，如4％、4.5％、5％、5.5％或6％，也可以为4-6％范围内的其它任意值。
36.通过将风积沙的含水率控制在4-6％，该含水率下，风积沙具有一定的塑性，成型效果好。含水率过高和过低均会导致成型能力较差，甚至还会在摊铺水泥稳定基层时出现坍塌现象。
37.本技术通过采用就地取材的风积沙替代普工施工过程中使用的钢木侧模和砂砾路肩材料，有利于节约资源；并且，采用风积沙路肩，可省略钢木侧模及后续制作路肩工序，机械施工效率高，工艺简单易操作，有利于降低施工成本。
38.将含水率为4-6％的风积沙成型为路肩并与水泥稳定基层协同施工，可发挥风积沙良好的水稳定性，提高有侧限水泥稳定基层边缘压实度，有益于提高施工质量。
39.在一些实施方式中，上述施工过程中所用的风积沙中0.0.75mm以下的粉尘含量小于10wt％，优选为6.8％，也可以为10％范围内的其它任意值。
40.将风积沙的粉尘含量控制在10wt％以内，有利于透水性。若风积沙粉尘含量高于10wt％，容易使得毛细水上升，导致路基破坏。
41.本技术中，摊铺风积沙路肩之前，还包括准备工作和风积沙运输。
42.其中，施工准备包括：
43.(1)测量放样，用白灰洒出路肩边模摊铺边线，并清除施工范围内的杂物及障碍物。
44.(2)对取料场进行清表处理，处理完后对取料场进行用料规划，根据规划用料方案进行有序开采。通过试验确定风积沙路肩成型的最佳含水率(4-6％)。
45.(3)测定不同的天气条件下成型风积沙路肩失水坍塌时间，并根据水泥稳定基层施工每日摊铺长度综合确定风积沙路肩每日施工长度(如900-1100m)，确保风积沙路肩施工与水泥稳定基层施工有效衔接。
46.(4)为了保证水泥稳定基层的厚度，控制好风积沙路肩摊铺的厚度(如37-39cm)。
47.风积沙运输包括：
48.利用挖掘机将满足含水率要求的风积沙快速装车，采用大吨位自卸车进行风积沙运输，自卸车将风积沙拉运至现场后，在路肩摊铺机前停下，等待摊铺。
49.本技术中，风积沙路肩进行摊铺成型包括：
50.摊铺过程：路肩摊铺优选采用单机单幅摊铺方式作业，摊铺时保证速度、厚度、松铺系数、振动频率等一致，线型直顺。自卸汽车优选根据摊铺机用料量和前进速度均匀在路肩摊铺机前方缓慢卸料。
51.在一些实施方式中，风积沙路肩的摊铺过程中，摊铺速度为3-5m/min(如3m/min、3.5m/min、4m/min、4.5m/min或5m/min等)，摊铺厚度为37-39cm(如37cm、37.5cm、38cm、38.5cm或39cm等)，松铺系数为1.083-1.088(如1.083、1.084、1.085、1.086、1.087或1.088等)，振动频率为10-25hz(如10hz、15hz、20hz或25hz等)。
52.成型过程：利用摊铺机振动压实原理，在摊铺机工作时，熨平板下面的风积沙在含水率一定的情况下具有塑性，振动所产生的周期性压缩运动，使被振动的风积沙受反复荷载作用，达到成型和压实的效果。
53.较佳地，风积沙路肩的厚度不小于水泥稳定基层的松铺厚度，也即，风积沙路肩的厚度可以等于水泥稳定基层的松铺厚度，也可高于水泥稳定基层的松铺厚度。
54.更佳地，风积沙路肩的厚度较水泥稳定基层的松铺厚度高1-2cm。在该范围下，有利于控制厚度，防止水稳基层塌尖。
55.较佳地，成型的风积沙路肩的压实度不小于90％，如90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％或更高，优选不小于92％。若压实度低于90％，容易导致路肩坍塌。
56.进一步地，风积沙路肩成型后，进行基层施工。
57.本技术鉴于风积沙路肩成型的特殊性，路肩施工每完成800-1000m(两侧各400-500m)并经压实度检查合格后，立即进行水泥稳定砂砾基层施工。
58.也即，可理解为：每完成800-1000m的侧模单元摊铺成型后，立即对侧模单元之间的区域进行水泥稳定基层施工，其中，侧模单元由相对设置的两组侧模组成，每组侧模的长度为400-500m。
59.可参考地，水泥稳定基层施工包括：先进行水泥稳定层摊铺，随后依次采用胶轮压路机、双钢轮压路机以及单钢轮压路机进行压实。
60.上述水泥稳定基层摊铺和压实所涉及的具体工艺条件可参照现有技术，在此不做过多赘述。
61.水泥稳定基层施工完成后，立即进行包边土施工。包边土采用天然砂砾进行施工，可防止风蚀导致路肩完整性被破坏。
62.包边土施工结束后，还包括对风积沙路肩、水泥稳定基层以及包边土共同进行洒水养生处理。
63.其中，洒水满足将风积沙路肩、水泥稳定基层以及包边土的表面润湿即可。养生时间可以为5-7天，优选为7天。
64.需说明的是，本技术未公开的施工步骤和条件可参照类似的现有技术，在此不做过多赘述。
65.承上，本技术的施工方法尤其适用于沙漠地区的风积沙路肩摊铺与水泥稳定基层协同，其施工原理包括：在水泥稳定基层施工之前，利用风积沙良好的水稳定性，采用路肩摊铺机自动输料、整平、压实等功能，以成型风积沙路肩作为基层摊铺时的侧模，紧跟施工水泥稳定基层，同期完成风积沙路肩、水泥稳定基层及风积沙路肩包边土的协同施工。省去了水泥稳定砂砾基层施工边模对钢木材料或以砂粒料培筑路肩的依赖。
66.此外，本技术还提出了上述施工过程中的一些质量控制措施、安全措施和环保措施。
67.其中，质量控制措施包括：
68.施工前做好风积沙路肩与水泥稳定基层协同施工预案，合理设置路肩成型施工的提前量，以计划跟铺的水泥稳定基层控制路肩铺筑长度；
69.提前测定风积沙天然含水率，采用控水或浇水等方式确保摊铺路肩风积沙的最佳含水量；
70.在进行植被清理的时候尽可能的避免破坏原地表的植被，最大限度保护沙漠的环境；
71.风积沙路肩摊铺前，对路肩摊铺机的行进速度、熨平板和夯锤的振动频率按照试验段确定的技术指标(参照现有技术)进行调整设置，确保成型路肩线型直顺，压实度不小于90％(优选不低于92％)；
72.风积沙路肩施工段优选提前水泥稳定基层施工段不少于200m，水泥稳定基层混合料运输车辆不得碾压成型路肩，当日水泥稳定砂砾基层施工完毕，及时完成风积沙路肩包边土施工，并与基层一同进行洒水养生覆盖。
73.安全措施包括：
74.风积沙地域施工条件特殊，环境恶劣，在施工前必须对施工人员和机械、后勤保障做好其安全保障措施；
75.定期不定期组织安全生产检查，对查出的问题及时整改到位；
76.建立健全安全培训制度，按照施工安全的实际需求，制定培训计划并组织实施，加强从业人员的安全教育；
77.高温季节安排必要的防暑降温措施，以保障施工人员的身体健康及正常工作；
78.施工完成的风积沙路肩段落内禁止非施工车辆进入，施工人员禁止在施工成型的路肩上踩踏，造成路肩的破坏。
79.环保措施包括：
80.风积沙施工区域处于植被较少段落，减少对道路施工范围外的植被破坏；
81.设置醒目环保标志，提示参建人员随时有环保意识；
82.采取相关措施，确保沿线景观不受破坏、水质不受污染，植被得到有效保护。
83.承上，本技术提供的施工方法不但具有显著的经济效益，同时还具有一定的社会效益，例如：
84.本施工方法采用人工配合摊铺机施工路肩，减少水泥稳定砂砾基层施工边模对钢木材料或以砂粒料培筑路肩的依赖，充分利用风积沙就近取材资源，减少了材料倒运产生的费用，节约了成本，具有显著的经济效益。
85.本施工方法科学合理，结合实际。采用就近取材，节约了倒运钢木材料或砂砾料的时间，因水泥稳定基层配套风积沙路肩施工，缩短了单独施工的时间，同时施工过程中无需边模施工工序，减少周转材料的消耗，缩短施工工期，减少人工，提高了机械化施工，保证施工进度。
86.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
87.实施例1
88.本实施例提供一种荒漠区水泥稳定基层与风积沙路肩协同施工方法，其主要施工工艺流程可参照图1，施工过程可参照如下内容：
89.(1)施工准备
90.1.1测量放样，用白灰洒出路肩边模摊铺边线，并清除施工范围内的杂物及障碍物。
91.1.2对取料场进行清表处理，处理完后对取料场进行用料规划，根据规划用料方案进行有序开采。
92.施工所用的风积沙的选用采取就近原则，选取地下水丰富的段落取沙，选取其中干净且粉尘含量较小、含水率适中的风积沙。
93.将待用的风积沙的含水率控制在5％，0.0.75mm以下的粉尘量控制在6.8wt％。
94.1.3测定不同的天气条件下成型风积沙路肩失水坍塌时间，并根据水泥稳定基层施工每日摊铺长度综合确定风积沙路肩每日施工长度(1000m)，确保风积沙路肩施工与水泥稳定基层施工有效衔接。
95.1.4为了保证水泥稳定基层的厚度，控制好风积沙路肩摊铺的厚度(37cm)。
96.(2)风积沙运输
97.2.1利用挖掘机将满足含水率要求的风积沙快速装车。
98.2.2采用大吨位自卸车进行风积沙运输，自卸车将风积沙拉运至现场后，在路肩摊铺机前停下，等待摊铺。
99.(3)风积沙路肩摊铺
100.路肩摊铺采用单机单幅摊铺作业，摊铺时保证速度、厚度、松铺系数、振动频率等一致，线型直顺。自卸汽车根据摊铺机用料量和前进速度均匀在路肩摊铺机前方缓慢卸料(自卸汽车与风机沙摊铺机协同作业，如图2所示)。
101.上述风积沙路肩的摊铺过程中，摊铺速度为4m/min，摊铺厚度为38cm，松铺系数为1.086，振动频率为20hz。
102.(4)风积沙路肩成型
103.利用摊铺机振动压实原理，在摊铺机工作时，熨平板下面的风积沙在含水率一定的情况下具有塑性，振动所产生的周期性压缩运动，使被振动的风积沙受反复荷载作用，达到成型和压实的效果。
104.成型的风积沙路肩(如图3和图4所示)的压实度为95％。
105.(5)基层施工
106.因风积沙路肩成型的特殊性，路肩施工每完成1000m(两侧各500m)并经压实度检查合格后，立即进行水泥稳定砂砾基层施工。
107.水泥稳定基层施工包括：将水泥稳定层的原料在拌和站进行拌和，通过装载机进行拌和站上料；随后采用摊铺机进行摊铺(如图5所示)，再依次采用胶轮压路机、双钢轮压路机以及单钢轮压路机进行碾压压实(如图6所示)。
108.摊铺和压实的相应的工艺条件如下：
109.摊铺：
110.①
摊铺前清扫基层表面的浮土、杂质，并洒水进行负压；
111.②
摊铺机就位后，熨平板按开始桩号处的松铺厚度调整好，熨平板下垫放和松铺厚度等厚的木块，并按1.5％的横坡将熨平板调整好，自动调平系统进入工作状态，混合料摊铺松散系数根据试验确定，本项目水稳基层设计厚度为33cm；
112.③
摊铺机速度根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度等予以调整，避免停机待料，保证缓慢、均匀，不间断地摊铺；
113.④
运料车先卸1/3左右，然后运料车随着摊铺机下料而逐渐起斗，卸下余料，保证摊铺机料斗中剩余一部分混合料不要露出刮料板；
114.⑤
摊铺过程中合理控制摊铺机的行走速度，均匀摊铺，避免中间停机待料；
115.⑥
摊铺的混合料未压实前，施工人员不得踩踏(测松铺厚度者除外)；
116.⑦
摊铺时，设专人负责看护放样钢丝及高度传感器，避免扰动钢丝或钢丝与传感器分离。同时随时检查铺面下返数(即摊铺面至控制高程的钢丝之间的距离)，发现不对及时调整。
117.压实：
118.混合料摊铺后立即在全宽范围内碾压，一次碾压长度控制在30-50m。
119.初压：采用双钢轮压路机静压前进弱振后退碾压1遍，速度控制在1.5公里/小时，碾压时由边向中碾压，每道轮迹重叠不小于1/3轮宽；
120.复压：用单钢轮振动压路机高幅低频振动碾压1遍，紧接着用双钢轮振动压路机低
幅高频振动碾压2遍，速度控制在2.5公里/小时，碾压时轮迹重叠不小于1/3轮宽；
121.终压：最后用1台胶轮压路机收光终压两边，速度控制在2.5公里/小时。
122.胶轮初压1遍，钢轮振动复压4遍，胶轮收光终压2遍。
123.施工后，风积沙路肩的厚度为34cm，水泥稳定基层的厚度为33cm。风积沙路肩的厚度较水泥稳定基层的松铺厚度高1cm。
124.成型后的水泥稳定基层如图7所示。
125.(6)包边土施工
126.水泥稳定基层施工完成后，立即进行天然砂砾包边土施工，防止风蚀而破坏路肩的完整性。
127.(7)洒水养生处理
128.包边土施工结束后，对风积沙路肩、水泥稳定基层以及包边土共同进行洒水养生处理7天。
129.上述过程中使用的主要机械设备规格、数量及用途如下：
130.表1主要机械设备
[0131][0132][0133]
实施例2
[0134]
本实施例与实施例1的区别在于：
[0135]
待用的风积沙的含水率控制在4％左右，0.0.75mm以下的粉尘量控制在10wt％左右。
[0136]
风积沙路肩的摊铺过程中，摊铺速度为3m/min，摊铺厚度为37cm，松铺系数为
1.088，振动频率为15hz。
[0137]
成型的风积沙路肩的压实度为92％。
[0138]
实施例3
[0139]
本实施例与实施例1的区别在于：
[0140]
待用的风积沙的含水率控制在6％左右，0.0.75mm以下的粉尘量控制在5wt％左右。
[0141]
风积沙路肩的摊铺过程中，摊铺速度为5m/min，摊铺厚度为39cm，松铺系数为1.083，振动频率为25hz。
[0142]
成型的风积沙路肩的压实度为90％。
[0143]
风积沙路肩厚度等于水泥稳定基层松铺厚度。
[0144]
路肩施工每完成800m(两侧各400m)并经压实度检查合格后，立即进行水泥稳定砂砾基层施工。
[0145]
养生时间为5天。
[0146]
应用例
[0147]
以上述实施例1的方法进行国道315线民丰至洛浦段公路工程施工项目施工，全线长度为30.02km，本工法主要是在k2090 977.57-k2121 000段水泥稳定基层利用风积沙路肩边模协同施工应用。
[0148]
通过将本技术提供的施工方法在实际工程中成功运用，表明本技术提供的施工方法可加快工程进度，保证施工安全，确保工程质量，取得了一定的技术和经济效益。
[0149]
综上所述，通过采用就地取材的风积沙替代普工施工过程中使用的钢木侧模和砂砾路肩材料，有利于节约资源；并且，采用风积沙路肩，可省略钢木侧模及后续制作路肩工序，机械施工效率高，工艺简单易操作，有利于降低施工成本。将含水率为4-6％的风积沙用于制作路肩，该含水率下，风积沙具有一定的塑性，成型效果好。含水率过低和过高均会导致成型能力较差，甚至还会在摊铺水泥稳定基层时出现坍塌现象。将上述含水率的风积沙用于制作路肩并与水泥稳定基层协同施工，可发挥风积沙良好的水稳定性，提高有侧限水泥稳定基层边缘压实度，有益于提高施工质量。
[0150]
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。