本发明涉及道路工程技术领域，特别涉及一种大厚度水泥处治红土粒料的集中厂拌施工方法。
背景技术：
红土粒料主要分布于非洲地区，由于其储量丰富、压实后具有一定承载能力、价格又相对低廉，被广泛应用于当地的道路工程建设领域。其中，在红土粒料中掺加2-3％水泥、6-8％水所形成的水泥处治红土粒料，多用作非洲路面工程中土基和基层之间的路基改善层。
近年来，我国中资企业援建非洲地区的道路基础设施项目逐渐增多。由于缺少基础性研究工作，目前非洲多数国家的公路建设并无本国标准，非洲法语区国家不得不直接取用法国标准进行路面设计和施工，按照《法国沥青路面结构设计指南》的要求，水泥处治红土粒料用于路基改善层的单层厚度一般为：15cm、20cm、25cm、30cm。然而，从材料性质上看，水泥处治红土粒料属于水泥稳定类材料，其合理设计厚度一般应为15-20cm，一旦厚度大于20cm则属于大厚度水泥稳定材料结构层，连续施工中的材料供应、大厚度结构的摊铺和碾压等问题尤为突出。目前，大厚度水泥稳定材料结构层主要使用抗离析大功率摊铺机进行摊铺、大吨位大激振力压路机进行碾压，以保证结构层的整体性和密实性。但由于非洲地区施工条件落后，缺少这种特殊装备，如何利用现有的施工设备，完成大厚度水泥处治红土粒料的施工作业，保证施工的连续性并达到良好的实施效果，是摆在中资企业面前的一大难题。
技术实现要素：
针对上述问题，为了保证大厚度水泥处治红土粒料的连续性、规模化施工作业，在缺少特殊设备的情况下，获得满足设计要求的路面结构层，本发明提出了一种大厚度水泥处治红土粒料的集中厂拌施工方法，通过集中厂拌保证材料供应的连续性，通过配备gps高程控制系统的平地机保证大厚度结构层的摊铺作业，通过钢轮压路机和胶轮压路机的工艺组合保证大厚度结构层的碾压效果。采用本方法进行施工的水泥处治红土粒料，不仅能够实现规模化施工，而且施工完成后的水泥处治红土粒料结构层具有较好的整体性和密实性，可为非洲地区同类项目提供切实可行的施工指导。
一种大厚度水泥处治红土粒料的集中厂拌施工方法，包括：工厂拌和、运输、摊铺、压实、养生施工工序，具体步骤为：
1)工厂拌和
根据水泥处治红土粒料中水、水泥、红土粒料的比例，根据拌和设备的拌和能力，控制红土粒料冷料仓向拌和锅传送带的转动速度，设定拌和所需的用水量和水泥剂量，使用连续式拌和设备进行集中工厂化拌和；
2)运输
采用自卸车作为运输车，装载拌和好的水泥处治红土粒料采用篷布覆盖之后，运送至施工现场；
3)摊铺
(1)摊铺准备测量下承层表面高程h1，在施工断面两侧安装与水泥处治红土粒料设计厚度h等厚的钢模板，
(2)布点根据运输车中所装载水泥处治红土粒料总体积v、水泥处治红土粒料设计厚度和松铺系数α，计算得到每辆运输车现场布料方格的横向尺寸x和纵向尺寸y，采用水泥粉在下承层表面标识出布料方格横向边界和纵向边界，所述计算公式为：v/(h×α)＝xy，
(3)布料将运输车内的水泥处治红土粒料一次性、不间断、均匀地卸载至布料方格内，
(4)粗平采用装载机对每个布料方格内的水泥处治红土粒料进行粗略摊平，直至表面无明显隆起和沉陷，
(5)初平采用配备gps高程控制系统的平地机进行初步摊平；初步摊平时，利用连接在平地机铲刀上的gps高程控制系统，将平地机铲刀底部的高程h2控制为高于下承层表面高程h×α的位置处，之后，按照正向平整1遍、耙齿耙松1遍、再正向平整1遍的工序进行初步摊平，
(6)预压初平完成后，采用单钢轮压路机碾压一遍，碾压中，前进时静压，倒退时弱振，
(7)精平预压完成后，采用配备gps高程控制系统的平地机进行精确摊平，精确摊平时，利用连接在平地机铲刀上的gps高程控制系统，将平地机铲刀底部的高程h3控制为高于下承层表面高程h×(α+1)/2的位置处，之后，按照正向平整1遍、反向平整1遍、再正向平整1遍的工序进行精确摊平；
4)压实
(a)使用单钢轮压路机对水泥处治红土粒料进行强振碾压4-6遍，压路机由边线向中线方向行走，
(b)当压实度满足要求以后，采用配备gps高程控制系统的平地机进行刮平处理，利用连接在平地机铲刀上的gps高程控制系统，将平地机铲刀底部的高程h4控制为高于下承层表面高程h的位置处，按照正向平整1遍、反向平整1遍的工序进行刮平处理，
(c)最后，使用胶轮压路机由边线向中线静压收面2遍；
5)养生
压实完成后4小时以内，对水泥处治红土粒料进行洒水养生并立即采用土工布覆盖，之后，每天应洒水养生4-6遍，直至上层材料开始施工时为止。
所述水：水泥：红土粒料的比例为6:3:91。
所述布料前将下承层顶面进行洒水湿润，然后再卸载。
所述初平为当沿道路走向方向完成50m粗平的施工段落时开始初平。
所述摊铺完成50m之后，开始压实作业。
所述压实度满足要求为随机选择3个位置进行压实度检测，3处压实度平均值大于设计要求，说明压实度满足要求。
所述设计要求为压实度96％。
所述步骤(a)中单钢轮压路机碾压完成后，检测压实度并做好记录，当压实度满足要求时开展下一步骤，否则应增加单钢轮压路机的碾压次数，直至压实度满足要求时为止。
本发明主要利用集中厂拌实现材料供应的连续性，利用配备gps高程系统的平地机实现大厚度水泥处治红土粒料的摊铺作业，利用钢轮压路机和胶轮压路机的合理工艺组合实现大厚度结构层的碾压，可有效解决大厚度水泥处治红土粒料的在缺少特殊设备时的规模化施工问题，施工后的结构层具有良好的整体性和密实性，对于非洲地区同类工程具有现实的指导意义。
具体实施方式
以非洲法语区国家之一——塞内加尔的某高速公路水泥处治红土粒料施工为例，说明本发明的具体实施方式。
该高速公路水泥处治红土粒料设计厚度h为25cm，由于厚度大于20cm，属于大厚度水泥处治红土粒料结构层，在施工中使用了本发明中的施工方法，具体步骤如下。
1)拌和
使用连续式拌和设备进行集中工厂化拌和。根据该高速公路水泥处治红土粒料的配合比设计结果，水：水泥：红土粒料的比例为6:3:91，拌和设备的拌和能力为500t/h，则每小时所需的红土粒料为455t、水为30t、水泥为15t，则控制红土粒料冷料仓向拌和锅传送带的转动速度可设定为7.6t/min，加水速度为0.5t/min，泵送水泥速度为0.25t/min。
2)运输
采用装载容量为20m3自卸车作为运输车，将装载拌和好的水泥处治红土粒料采用篷布覆盖之后，运送至施工现场。
3)摊铺
按照下述步骤进行摊铺。
(1)摊铺准备。采用水准仪测量下承层表面高程h1为1m，在施工断面两侧安装厚度为25cm的钢模板。
(2)布点。运输车中所装载水泥处治红土粒料总体积v为20m3，水泥处治红土粒料松铺系数α根据经验取1.32，则布料方格面积为：v/(h×α)＝20/(0.25×1.32)＝60.6m2，为了便于施工，布料方格的纵向尺寸y取10m，则可计算得到每辆运输车现场布料方格的横向尺寸x为6.06m，采用水泥粉在下承层表面标识出布料方格横向边界和纵向边界。
(3)布料。使用洒水车将下承层顶面进行洒水湿润。然后，将每辆运输车内的水泥处治红土粒料一次性、不间断、均匀地卸载至布料方格内。
(4)粗平。采用装载机对每个布料方格内的水泥处治红土粒料进行粗略摊平，直至表面无明显隆起和沉陷。
(5)初平。当沿道路走向方向完成50m粗平的施工段落时，采用配备gps高程控制系统的平地机进行初步摊平。初步摊平时，利用连接在平地机铲刀上的gps高程控制系统，将平地机铲刀底部的高程h2控制为高于下承层表面高程33cm的位置处，即此时平地机铲刀底部的高程h2为1.33m。之后，按照正向平整1遍、耙齿耙松1遍、再正向平整1遍的工序进行初步摊平。
(6)预压。初平完成后，采用压路机碾压一遍。碾压中，前进时静压，倒退时弱振。
(7)精平。预压完成后，采用配备gps高程控制系统的平地机进行精确摊平。精确摊平时，利用连接在平地机铲刀上的gps高程控制系统，将平地机铲刀底部的高程h3控制为高于下承层表面高程29cm的位置处，即此时平地机铲刀底部的高程h3为1.29m。之后，按照正向平整1遍、反向平整1遍、再正向平整1遍的工序进行精确摊平。
4)压实
摊铺完成50m之后，开始压实作业，具体步骤包括：
(1)使用25t单钢轮压路机对水泥处治红土粒料进行强振碾压5遍，压路机由边线向中线方向行走。
(2)单钢轮压路机碾压完成后，随机选择3个位置进行压实度检测，3处压实度平均值为98.2％，大于设计要求的96％，说明压实度满足要求。
(3)采用配备gps高程控制系统的平地机进行刮平处理，利用连接在平地机铲刀上的gps高程控制系统，将平地机铲刀底部的高程h4控制为高于下承层表面高程25cm的位置处，即此时平地机铲刀底部的高程h4为1.25m。按照正向平整1遍、反向平整1遍的工序进行刮平处理。
(4)最后，使用胶轮压路机由边线向中线静压收面2遍。
5)养生
压实完成后4小时以内，对水泥处治红土粒料进行洒水养生并立即采用土工布覆盖。之后，每天洒水养生4-6遍直至上层施工开始为止。
施工完成后，经检测，该高速公路水泥处治红土粒料结构层的压实度平均值可以达到98.2％，大于设计要求值96％，压实性较好。通过钻芯检测发现，水泥处治红土粒料结构层的厚度平均值为25.3cm，符合设计厚度要求，且芯样底部密实，未见明显蜂窝状空隙，整体性和密实性良好，可以进行到下一道工序的施工。应用本发明的高速公路由于路面结构层施工质量良好，于2019年7月获美国《工程新闻纪录》(enr)2019年度公路类全球最佳项目奖。由此可见，采用本发明的施工方法，能够实现良好的施工效果，可解决由于缺少特殊设备无法完成大厚度路面结构层施工的不足，并可减少购买专用设备的费用支出，是一种技术经济性较优的施工工艺。
本发明主要利用集中厂拌实现材料供应的连续性，利用配备gps高程系统的平地机实现大厚度水泥处治红土粒料的摊铺作业，利用钢轮压路机和胶轮压路机的合理工艺组合实现大厚度结构层的碾压，可有效解决大厚度水泥处治红土粒料的在缺少特殊设备时的规模化施工问题，施工后的结构层具有良好的整体性和密实性，对于非洲地区同类工程具有现实的指导意义。