灰土路基数控化布灰作业施工技术

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　　摘  要：针对含水量较大的土体路基灰土施工，常规方法现场消解石灰，人工撒布，存在耗水量多、扬尘大、劳动强度高、工期长以及质量不稳定等问题，采用粉料撒布车撒布80目磨细生石灰粉，快速降低土體含水量，缩短晾晒时间，布料精确，减少扬尘和劳动强度，提高工程质量和进度，经济、社会效益显著，具有较高的推广价值。
　　关键词：粉料撒布车;磨细生石灰粉;干燥储存;精确撒布;闷料
　　中图分类号：U416                    文献标志码：A
　　0 引言
　　近年来，建筑扬尘治理是环保部门和建设主管部门管控的焦点，城市道路路基灰土施工扬尘控制尤为重要。传统的路基灰土施工方法是将生石灰运至施工现场指定位置，采用人工浇水消解，已消解的石灰各项指标检测达标后，运输到施工现场，用装载机和人工配合的方法进行撒布，此方法运输途中、消解过程及撒布时石灰产生损耗、扬尘大且布灰不均匀，造成质量不稳定和环境污染。
　　在安徽沿江、沿淮地区，地下水位较高，雨水多，土壤常常处于过湿状态。快速降低土体含水量，加快路基和基层施工进度，有着重要的现实意义。
　　笔者单位结合近几年施工的道路工程，成立研究小组，以加快施工进度、减少环境污染为导向，采用粉料撒布车将磨细生石灰粉运至施工现场，按照设计石灰剂量，输入石灰撒布车车载电脑进行撒布，有效降低因石灰消解和石灰撒布而产生的扬尘污染及废气废水的排放，磨细生石灰粉可快速吸收土体含水，从而实现了降尘减排、加快进度，降本增效的目的。
　　1 技术特点
　　1.1 降低扬尘，社会效益显著
　　采用生石灰粉末直接拌和，无须提前消解，避免了石灰消解时产生的大量扬尘和污水横流，降低劳动强度，节水、降尘、环保，减少工人伤害，社会效益显著。
　　1.2 施工质量可靠稳定
　　采用粉料撒布车直接撒布研磨成80目细度生石灰，布料精确，摊铺拌和均匀，操作便捷，劳动强度低，碾压成型后外观平整密实、观感好，有效提高了施工质量。
　　1.3 工效高、节约成本
　　磨细生石灰粉的比表面积大大增加，熟化反应速度加快，几乎可以同步熟化，可吸收土体含水量，缩短晾晒时间。
　　减少了生石灰消解时间，掺灰量一次合格率100%，避免了二次补灰，布料速度快，缩短了工期。降低了石灰材料损耗，节省了降尘治理费用，从而节约施工成本。
　　2 工艺原理
　　灰土路基数控化布灰作业，将磨细生石灰粉运输至施工现场，经试验检测合格后装入储存罐。道路灰土路基施工时，根据施工现场所需用量，将生石灰粉装入撒布车，撒布车到达现场后，技术人员将布灰量数据输入撒布机车载电脑，控制系统会自动精确控制布灰量和行车速度进行撒布石灰粉，实现精确布灰。
　　3 主要设备
　　25T数控全自动粉料撒布车，配有车载电脑、卫星定位功能的行驶记录仪、电子称重系统、脉冲式除尘系统，可实时控制行车速度，显示车内物料的重量，加料和撒布过程具备料满、空车报警提示，能根据物料总重量和每㎡用量自动换算出与行车速度相匹配的单位时间撒布量，实时显示撒布状态，施工参数自动记录保存。
　　路拌、整平、碾压、养生等其他机械同常规施工设备。
　　4 工艺流程
　　生石灰粉进场检测→下承层准备、素土摊铺、稳压→撒布车布灰→灰土拌和→闷料→整型碾压→接头处理→检测、养生及交通管制。
　　5 操作要点
　　正式施工前需选择地质条件及断面形式具有代表性的地段作为试验段（首件），路段长度120 m～150 m。确定各项工艺参数，试验段（首件）验收合格，方能大规模施工。
　　5.1 生石灰粉进场检测
　　进场的生石灰粉装入储存罐内密闭干燥储存，防止吸潮熟化结团影响喷灰效果，降低钙镁含量。生石灰粉在干燥条件下储存期不超过一个月，最好是随到随用。
　　宜用Ⅱ等及以上的新灰，检测细度、有效钙镁含量等指标，应符合《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20—2015）第3.3条规定，有效钙镁含量：钙质石灰Ⅰ等≥85%，Ⅱ等≥80%;镁质石灰Ⅰ等≥80%，Ⅱ等≥75%。
　　5.2 下承层准备、素土的摊铺及稳压
　　对于原地改善土，首先检测土壤性质，如果含水量过大，应犁开翻晒。对于回填土，也必须检测各项指标，满足要求方能作为填料，松铺厚度控制在25 cm以内。根据土质和天气情况、掺灰剂量，控制土体含水量：4%掺灰量大于最佳含水量2%～3%，6%掺灰量大于最佳含水量3%～4%，8%掺灰量大于最佳含水量4%～5%。
　　在铺好土的路段上，先用振动压路机静压一遍，再用推土机粗略整平，使其表面平整，纵横坡度符合要求。拟拌和或摊铺厚度采用标志点控制，每隔10 m设置一个标志点，用白灰做标志，用于控制松铺厚度，保证厚度一致，表面平整。摊铺素土时要加宽30 cm～50 cm，以保证路肩位置的压实度。
　　5.3 撒布车布灰
　　现场测量出施工段的路基长宽并根据设计含灰量计算出用灰量，并报告给后场负责人，后场接到前场指令派出石灰撒布车加装石灰粉开往施工现场。技术人员根据每㎡含灰质量输入撒布车车载电脑，电脑控制系统会自动精确控制布灰量和行车速度进行撒布，行车速度一般保持5 km/h匀速前进，此时撒布精度与控制系统匹配度最佳;配置的撒布遮罩及脉冲式除尘系统有效控制了灰粉散溢到空气中。石灰粉撒布机一次撒布宽度2.5 m，后续撒布应重叠5 cm，过程中施工人员随机测量布灰宽度、厚度，确保一次性布灰合格。
　　5.4 拌和
　　拌和前，用松土器犁开稳压土层，将路拌机调整好拌和深度，由两侧向路中心推进拌和，每次拌和应有重叠，不得漏拌。拌和深度达到破坏下层土约1 cm～2 cm厚的表面，以利于上下层间结合。安排专人跟随拌和机，随时检查拌和深度，保证石灰与土体充分搅拌均匀，灰粒最大粒径不大于5 mm，目测颜色一致，无“花团”、“花面”现象。严禁在拌和层底部留有“素土”夹层，也不应出现石灰集中“封包”成团，以避免石灰熟化后产生“爆灰”炸裂现象。拌和后及时检测灰剂量、含水量。 　　5.5 闷料
　　闷料可以使湿土与生石灰粉发生化学反应，土体性质改变，颗粒变得松散，含水量与塑性指数降低。生石灰粉在土中熟化消解过程中会放热膨胀，象碾压过早，土体继续膨胀产生隆起现象;碾压过晚，则石灰与土之间各种有利反应不能够充分得以利用，石灰钙镁含量衰减，且难以压实。
　　所以灰土拌和后，先用推土机初步粗平、碾压一遍，使低洼及时暴露，局部低洼处用新拌的石灰土填平，静置闷料一定时间后再进行碾压成型。闷料时间根据气温而定，气温高则时间短，气温低则时间长，根据施工总结，推荐如下：5 ℃以下不得施工，5 ℃～10 ℃闷料6 h，10 ℃～15 ℃闷料5小时，20 ℃时闷料4 h，25 ℃以上闷料3 h。
　　闷料过程中根据气温情况，每隔1.5 h～2 h抽检一次混合料含水量及灰剂量，绘制含水量及灰剂量变化曲线，以更好地指导施工和进行技术总结。因间隔时间较短，可采用微波炉快速烘干土样试件，一旦混合料接近最佳含水量时开始整型碾压。
　　5.6 整型碾压
　　石灰土从拌制到碾压成型的时间必须控制在12小时内。
　　（1）先用轻型压路机稳压1遍，再用平地机大面积整平。直线段平地机由两侧向路中心刮平;曲线段由内向外侧刮平，平地机每次整平时都需要按规定的坡度进行，平地机精平至设计松铺厚度的+5 mm、-15 mm方可进行下道工序。
　　（2）整平后立即用22 t以上的压路机在路基宽度内进行碾压，直线段内从边向中、由低向高进行碾压，曲线段由内侧向外侧碾压，象有“弹簧、松散、起皮”等现象，要及时翻开重新拌和碾压，使其达到质量要求。
　　（3）先用压路机由内到外静压一遍，从第二遍开始振压，行驶速度先慢后快，稳压时压路机行驶速度为1.5 km/h，振动碾压行驶速度为3 km/h，轨迹重叠1/3轮宽，先弱振一遍，再强振3遍，每强振碾压一遍，试验员检测压实度，直到压实度达到设计值，最后再静压收面，压实度达到96%且表面无轨迹后停止碾压。碾压过程中，严禁压路机在碾压路段上调头或急刹车。
　　（4）雨季施工时，成型后确保顶面无积水和渗透。路基外侧筑30 cm×30 cm的土坎并夯实，将水引入临时急流槽内，以防雨水冲刷。随时关注天气预报，在雨天来临之前采取防雨措施，避免带来质量事故。
　　5.7 接缝处理
　　（1）同日施工的两工作段的衔接处，应采用搭接。前一段拌和整形后，留5 m～8 m不进行碾压，后一段施工时，前段留下未压部分，应再加部分石灰粉重新拌和，并与后一段一起碾压。
　　（2）隔日施工的工作缝按下述方法处理：在已碾压完成的灰土末端，沿灰土挖一条横贯铺筑层全宽2 m的台阶直挖到下承层顶面。此台阶应与路的中心线垂直，靠灰土的一面应切成垂直面。整平时，接缝处的灰土应较已完成断面高出约5 cm，然后跨缝横向碾压，碾压后如有局部隆起需刮平，以利形成一个平顺的接缝。
　　5.8 检测、养生及交通管制
　　（1）现场進行检测，各项指标满足要求后立即开始洒水养生，封闭施工现场，非施工人员及车辆不得进入养护路段。
　　（2）严禁压路机和重型车辆在已成型的路段上行驶，洒水车等不得在成型的灰土路基上调头或急刹车，保护匀速行驶。
　　（3）洒水、保湿、养生7天以上，随时保持灰土路堤表面处于湿润状态。
　　6 安全措施
　　（1）开工前全面进行安全技术交底、安全教育，建立统一的调度指挥制度和机械管理制度。施工中人员、工程车辆、工程机械进行统一指挥。定期进行安全和纪律教育，杜绝违规、违章操作。
　　（2）机械设备操作司机、电工等专业工种，必须经过技术培训，考试合格，持证上岗。严禁无证操作，严禁带病上岗、酒后上岗。
　　（3）加强设备检查、维护保养，确保合格。
　　（4）运输车辆应按指定线路行走，不得超载、超速，卸料专人指挥。
　　（5）磨细生石灰粉必须密闭储存，要防止运输、储存过程中石灰受潮熟化热量集中释放而发生事故。
　　（6）工作时应穿戴用防尘纤维材质工作服、橡胶手套、密闭防尘眼镜，并在面部、手部涂抹含油脂的软膏，以防止石灰粉吸入和皮肤接触。如不慎落入眼内，可用流水尽快冲洗，再用5%氯化铵溶液或0.01%CaNa-EDTA溶液冲洗，然后滴入0.5%地卡因溶液。
　　（7）机械设备启动前应警示，前后不得站人，不得随意穿越作业面。多台设备同时作业，需保持安全距离。所有人员须在上风口。
　　（8）夜间施工，现场照明、车辆及碾压设备本身照明均要满足要求。现场人员穿反光服，路口和危险路段设置警示灯或反光标志。
　　7 环保措施
　　（1）施工现场扬尘污染防治做到工地周边围挡、物料堆放覆盖、路面硬化、出入车辆清洗、渣土车辆密闭运输。配备车辆冲洗台、雾炮机、洒水车、喷雾设施、吸尘器和除尘器等必要的扬尘污染防治设备、设施、机具、材料等资源。
　　（2）合理组织流水施工，合理组织材料的进场，减少现场材料的堆放量，对已进场的各种材料必须入封闭料仓。
　　（3）施工中，防止土方运输和装卸粉材时对周围环境中的污染，采取遮盖的措施，消除灰尘和运输洒落。定期洒水和雾炮机作业，抑制扬尘产生。
　　（4）设备产生的油污及时收集清理，不得随意排放。
　　（5）注意噪声控制，不得随意按喇叭、大声喧哗。
　　（6）在工地（生产场所）主出入口和扬尘重点监控区域安装在线监测与视频监控系统，并具备联网条件。在线监测温度、湿度、风速、 PM2.5、 PM10等指标。
　　（7）按照重污染天气黄色、橙色和红色3个预警响应级别，针对扬尘污染防治特点，应采取洒水降尘、局部停工、全面停工等应急响应措施。
　　8 结语
　　撒布车布灰均匀，用量精准，工效高，减少人工消解石灰费用，及人工布灰不均匀、石灰剂量不达标二次掺灰的费用。经测算对比：设计掺量6%消石灰的灰土，用撒布车按照4%掺量撒布生石灰粉即可达到灰剂量检测指标要求;1辆撒布车每小时可以撒布40 t～50 t粉料，每天可撒铺1.5万m2，约合重量300 t（20 kg/m2），消耗燃油费用500元，台班费1000元/日，储存罐摊销费用200元/日，撒铺成本为0.12元/m2，而采用人工撒布石灰成本约0.5元/m2。
　　经在怀远、蒙城等沿淮地区部分一级公路和城市主干道应用，效果较好，质量可靠，实现了减排环保、降本增效、提高质量、加快工期的目标。该技术形成的工法于2019年1月被安徽省住建厅批准为安徽省级工法（编号：AHGF08-18），具有较高的推广价值。
　　粉料撒布车目前撒布生石灰粉、水泥粉等干燥粉状物料效果较佳，对于熟石灰粉等潮湿状态的粉料或粒料撒布效果和精度有待改进，将是下一步研究的方向。
　　参考文献
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　　[4]交通运输部公路科学研究院，公路工程质量检验评定标准：JTG F80/1—2017[S].北京：人民交通出版社股份有限公司，2017.
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