延安至吴起高速公路灰土路基越冬对策

周荣宏， 刘强，李又云

（1陕西高速公路工程咨询有限公司；2 山西路华通工程咨询有限公司；3 长安大学）

延安至吴起高速公路灰土路基越冬对策

周荣宏1， 刘强2，李又云3

（1陕西高速公路工程咨询有限公司；2 山西路华通工程咨询有限公司；3 长安大学）

延吴高速公路建设者在开工前，对气候条件和路基抗冻情况进行了详细调查、核对，在设计时采取了掺加石灰改良，在施工中对寒冷冻害及时采取了覆盖素土保温措施，防止了路基受冻害，使灰土路基安全越冬，保证了工程质量安全，为类似工程建设提供了可参考的经验。

路基；越冬；对策

冬季寒冷会对裸露的路基工程造成冻害，延安安塞经志丹至吴起高速公路（以下简称“延吴高速”）建设者对黄土路基填料掺加3%石灰改良，其中高填路段掺加4%石灰改良，在冬季到来之前对路基工程采取了覆盖保温措施，保证路基工程安全越冬，保证了工程质量安全，为类似工程建设提供了可参考的经验。

1 项目概况

延吴高速是我省高速公路“2637”路网规划七横中延吴线（延水关～吴起）的重要一段。它横贯东西，连接陕西、山西、宁夏、甘肃四省，是位于青银高速和青兰高速之间的又一条公路运输大通道。该路线起于包茂高速公路延安至靖边段沿河湾立交处，向西经安塞县招安镇、王窑乡、志丹县侯市乡、保安镇、顺宁乡、纸坊乡、金丁乡、吴起县薛岔乡，止于吴起县走马台，路线全长109.759公里，采用双向四车道高速公路技术标准，设计速度80公里/小时，路基宽度24.5米。

2 项目特点

项目区属暖温带半干旱大陆季风性气候，春季干旱多风，夏季旱涝相间，秋季温凉湿润，冬季寒冷干燥。冬长夏短，温差较大。项目区内年平均气温8.6--9.4℃，一月平均气温—5℃---—8℃，极端低温—22℃---25.4℃；七月平均气温21℃---24.8℃，极端高温36℃---39.7℃，无霜期117---186天，最大冻土88---96厘米。沿线各区县年平均降雨量一般介于450---530mm之间，从南向北雨量有逐渐减少的趋势。春季干旱少雨，多大风扬沙；夏季温湿多雨，降雨量占全年的60%，且以暴雨、阵雨为主，历时短，降雨量大，易形成黄土滑坡、泥石流等自然灾害。冬季寒冷干燥、雨雪稀少。区内季节性冻土深度70厘米，综合资料分析，本项目在全国公路自然区划分中属于黄土高原干湿过渡区，二级区划分属于陕北典型高原中冻区（Ⅲ2）.

路基设计要求

土料使用纯净黄土或一般粘性土、土料中的有机质含量不超过5%；生石灰颗粒不大于5mm，石灰质量符合II级以上标准，活性CaO+MgO含量不低于60%（按干重计），石灰储存时间不超过一个月，可以使用袋装生石灰粉，分层碾压厚度不超过30cm，碾压时保证适当含水量，保证压实度。

3 施工情况

3.1 原材料

石灰：生石灰进场后应充分消解后，采用孔径为5mm筛过筛后尽快使用，若堆放时间较长时应覆盖防潮。消石灰使用前应进行有效钙镁含量测试，活性CaO+MgO含量不小于60%（按干质量计），质量达到Ⅱ级或Ⅱ级以上石灰标准后方可使用。

石灰应提前10天消解，消石灰存放宜控制在1个月内用完。

土：土中不得含有树根、垃圾、腐殖质等非实用性填料。其中有机质含量不得超过5%，运到路基上的填筑含水量应控制接近最佳含水量3%以内。

水：生活饮用水。

3.2 施工放样：

测量队利用全站仪放出路线中心桩和边线，按要求设置路基施工控制桩。检查复核控制点坐标、水准点高程、无误后恢复中线桩，按20m设置一中桩，以便于控制顶面铺筑高程和应铺宽度。高程厚度控制点的设置：在离中桩1米的位置与15米的位置各设一高程控制点，用木杆插到坡脚线的位置，然后用油漆标注24cm的位置，并用石灰做好顶面厚度高程标识，另外，再在中间离中桩5米和10米的位置各加一标高控制点，每断面按4点进行标高控制，标高控制时按预定虚铺高程（即松铺系数暂定为1.2）进行。

4.3 上土

从取土场取出素土，含水量不大于最佳含水量的5%时，采用挖掘机、装载机等装料，自卸车运输至现场摊铺，安排专人指挥，按平方量所需素土数量用灰线划10米*10米方格定量铺土，采用平地机均匀摊铺在底层上，素土松铺厚度定为24cm，灰土拌和后每层施工厚度按照20cm进行控制。路基每侧应超宽50cm，每填3层应检查边坡坡率。

4.4 布灰

装载机装消解后的石灰，并用自卸汽车运送至试验段，按平方量所需布灰数量进行用灰线划15米*15米格定量布灰，采用平地机配合人工均匀摊铺在素土层表面上，3%白灰用量厚度为1.6cm厚。

4.5 拌合

用路拌机对灰土进行均匀拌和，拌和过程中安排专人检查，严禁在拌和层底部留有夹层，拌和适当破坏下层（1-2cm），以利于两层粘结。在路拌过程应对灰剂量进行自检，并及时报验，灰剂量、含水量符合要求后再予碾压，如果达不到灰剂量进行重新加灰拌和。在拌制混合料过程中，根据早晚天气变化、各种材料的含水量变化、近水源且地势较高的场地内，防止石灰受潮和被水现场检测混合料的信息及时调整加水量，试验室派专人在施工现场配合随时抽查混合料的石灰剂量、含水量，不合适时及时进行现场补水。拌和好的混合料的停放时间不得超过24h，应在当天将拌和后的混合料碾压成型，不得将拌成的混合料长时间停放。在拌和过程中应随时进行对灰剂量进行自检，并应及时报验，灰剂量符合要求后再予碾压。

4.6 压实

压实设备：应选用激振力大于55T的拖式振动压实设备。工艺采用：以机械压实原理为依据进行科学组织，压实机具采用轻重结合，先轻后重再轻收面，碾压速度先慢后快再慢，速度控制在4km/h，以免出现推移和起皮现象。压实路线先两侧后中间，相邻两次的轮迹应重叠三分之一。经常注意检查压实情况，对于表面松散或表面受潮，无法保证其外观质量的应采用洒水或延时碾压。

4.7 养生

石灰土是一种水硬性材料，其强度形成需要一定的湿度。在一定的湿度生时，能加速石灰土的钙化硬结，使其尽早成型。并保持一定湿度。但石灰土表层不应过湿或忽干忽湿。若表面缺水干燥，会引起表面松散而不能成型。若表面过湿，又会泡软灰土层，使其变形损坏。养生方法可视具体情况采用洒水、覆土保水的方法进行。

5 本项目采取的越冬措施

冬季施工时间的确定：施工现场的室外日平均气温连续5天低于5℃时，施工必须按冬季施工要求停止路基施工；采取越冬措施。

5.1 覆盖土标准的确定

根据延安地区往年区内季节性冻土深度70厘米，结合以往同类工程施工经验，确定采用素土覆盖法保温措施，覆盖土中不得含有树根、垃圾、腐殖质等非实用性填料。其中有机质含量不得超过5%，覆盖土压实厚度不少于80cm，虚铺厚度约100cm。

5.2 填筑覆盖土

从取土场取出素土，含水量不大于最佳含水量的5%时，采用挖掘机、装载机等装料，自卸车运输至现场摊铺，安排专人指挥，按平方量所需素土数量用灰线划10米*10米方格定量铺土，采用平地机均匀摊铺在底层上，素土松铺厚度定为100cm，路基每侧应超宽50cm。

5.3 覆盖土碾压

以机械压实原理为依据进行科学组织，压实机具采用轻重结合，先轻后重再轻收面，碾压速度先慢后快再慢，速度控制在4km/h，以免出现推移和起皮现象。压实路线先两侧后中间，相邻两次的轮迹应重叠三分之一。覆盖土纵坡、横坡符合设计要求，表面平整无轮迹。

5.4 完善临时排水设施

做好临时排水，路基两侧做 拦水带，沿路基纵向每隔30米用彩条布或水泥砂浆等设置一道急流槽，防止路基表面积水冻胀、路表水冲刷路基边坡。

6 复工

复工时间的确定：来年施工现场的室外日平均气温连续5天高于于5℃时，冬季施工期结束，开始复工。

6.1 覆盖土清理

采用装载机铲除覆盖土，汽车运输清理覆盖土至取土场，或者堆放在路基工作面以外的路基上，二次利用。

6.2 复工检查

对覆盖土清理彻底后，对灰土路基进行平整、碾压，经施工单位自检合格后，报监理工程师检查验收，验收合格后，按照正常施工程序，展开施工作业。

7、总结

延吴高速公路建设者在开工前，对气候条件和路基抗冻情况进行了详细调查、核对，在设计时采取了掺加石灰改良，在施工中对寒冷冻害及时采取了覆盖素土保温措施，防止了路基受冻害，使灰土路基安全越冬，保证了工程质量安全，为类似工程建设提供了可参考的经验。