水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石試驗(yàn)路段方案與施工工藝研究

高建輝 ，王開生

(1.黑龍江省高速公路管理局，黑龍江 哈爾濱 150050；2. 黑龍江省交通科學(xué)研究所，黑龍江 哈爾濱 150080)

?

水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石試驗(yàn)路段方案與施工工藝研究

高建輝1，王開生2

(1.黑龍江省高速公路管理局，黑龍江 哈爾濱 150050；2. 黑龍江省交通科學(xué)研究所，黑龍江 哈爾濱 150080)

通過(guò)鋪筑試驗(yàn)路的方式，對(duì)水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石這種新型基層材料在公路工程實(shí)際建設(shè)中的技術(shù)特性和施工工藝等特性進(jìn)行系統(tǒng)地了解和分析。

水泥；乳化瀝青穩(wěn)定；碎石試驗(yàn)路段；方案；施工工藝；研究

1 試驗(yàn)路原材料選擇與混合料組成設(shè)計(jì)

水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石基層所用原材料為水泥、乳化瀝青、2～3碎石、1～2碎石、0.5～1碎石、石屑、飲用水。試驗(yàn)路鋪筑前均進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)分析，判斷室內(nèi)取樣與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)是否存在異常。

試驗(yàn)路選用水泥為海倫亞泰水泥廠生產(chǎn)的P.O42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥劑量4.0%；乳化瀝青是中海瀝青(泰州)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的陽(yáng)離子乳化瀝青，乳化瀝青用量2.5%；篩分通過(guò)百分率采用摻配比例為2～3碎石∶1～2碎石∶0.5～1碎石∶石屑=30∶25∶18∶27。

2 試驗(yàn)路鋪筑注意事項(xiàng)

2.1 混合料的拌合

混合料中增加了乳化瀝青,由于目前還沒(méi)有專門的水泥乳化瀝青穩(wěn)定基層施工拌和設(shè)備，所以，應(yīng)該改造拌和設(shè)備。當(dāng)實(shí)際施工的時(shí)候，設(shè)置一個(gè)三通管道，該管道的具體位置應(yīng)當(dāng)在距進(jìn)料口110 cm的拌缸上端的中上方,而且要設(shè)置一些小孔在管道上面，用于噴灑乳化瀝青；乳化瀝青存儲(chǔ)在用于運(yùn)輸瀝青的鋼罐內(nèi),還要設(shè)置一個(gè)可變速容積式泵，應(yīng)與乳化瀝青存儲(chǔ)罐相接。在拌合之前，先把乳化瀝青抽進(jìn)管道內(nèi)，可以通過(guò)調(diào)速電機(jī)對(duì)泵的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制,進(jìn)而精確的計(jì)量乳化瀝青的流量。在施工的時(shí)候, 按設(shè)計(jì)比例將水泥、水、乳化瀝青、集料分別投放到拌和鍋內(nèi)，然后進(jìn)行拌和, 拌和時(shí)間應(yīng)當(dāng)長(zhǎng)于水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石混合料的拌和時(shí)間，而短于熱拌瀝青混合料的拌和時(shí)間，拌合均勻后的混合料應(yīng)當(dāng)色澤一致,不應(yīng)出現(xiàn)灰團(tuán)、花面和灰條，也就是不應(yīng)出現(xiàn)明顯的粗、細(xì)集料之間的離析現(xiàn)象。

2.2 混合料的運(yùn)輸

應(yīng)當(dāng)保證拌合料于事先規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，順利運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng), 還要滿足相應(yīng)的要求，如拌和站需連續(xù)生產(chǎn)、攤鋪機(jī)需連續(xù)攤鋪的要求等。運(yùn)輸前，應(yīng)當(dāng)將全部的運(yùn)輸車輛內(nèi)的車廂灑水，進(jìn)行潤(rùn)濕,而且為了防止乳化瀝青會(huì)提前破乳,需要在混合料拌和完畢之后，于乳化瀝青破乳之前使用,并且也要充分考慮到采用的水泥的初凝時(shí)間。

2.3 混合料的壓實(shí)及成型

為了達(dá)到最佳的碾壓效果，采用鋼輪壓路機(jī)對(duì)水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石基層分別進(jìn)行初壓、復(fù)壓和終壓。注意碾壓的過(guò)程中不允許過(guò)壓,過(guò)壓會(huì)使石料出現(xiàn)棱角磨損或壓碎的現(xiàn)象，進(jìn)而影響集料之間的嵌擠效果。壓路機(jī)進(jìn)行碾壓時(shí)，速度應(yīng)保持慢而均勻, 不宜突然變化碾壓的方向或路線，從而導(dǎo)致混合料的推移。壓路機(jī)不宜在碾壓成型路段的末端進(jìn)行停留、加水、調(diào)頭或轉(zhuǎn)向。同時(shí)，不宜在當(dāng)天剛成型完畢的路面上任意停放各類機(jī)械設(shè)備或車輛,亦要注意不要使礦料、油料等雜物散落在路面上。

2.4 試驗(yàn)路段養(yǎng)生

水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石基層試驗(yàn)路在完成攤鋪和碾壓后，需要對(duì)試驗(yàn)路段進(jìn)行養(yǎng)生，為了能夠取得比較好的養(yǎng)生效果，可以加鋪雙層土工布同時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)生。養(yǎng)生時(shí)間總計(jì)共7 d，其中前3 d要進(jìn)行灑水養(yǎng)生，而后4 d要停止灑水養(yǎng)生，可以允許小型的車輛在低速下通行。養(yǎng)生過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)及時(shí)的對(duì)路面中的含水量進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)所測(cè)的含水量低于1%以下的時(shí)候，即可對(duì)上面的結(jié)構(gòu)層進(jìn)行鋪筑。養(yǎng)生期間應(yīng)保持周圍環(huán)境的整潔,盡量不要造成任何污染。

3 水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石的綜合效益分析

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的今天，一項(xiàng)新技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性對(duì)其是否能夠更好的推廣應(yīng)用起著關(guān)鍵性的作用。由室內(nèi)試驗(yàn)的分析結(jié)果可以看出，加一定用量的乳化瀝青到水泥穩(wěn)定碎石中，可以加強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石材料的抗凍性、抗?jié)B性，可以降低水泥穩(wěn)定碎石材料的剛度，同時(shí)在降低水泥穩(wěn)定碎石材料的溫度收縮性能方面都有顯著的幫助。水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石基層在征地、路基修建等方面的公路建設(shè)費(fèi)用與普通水泥穩(wěn)定碎石相比是基本相同的，而不同的是材料自身的費(fèi)用以及由于材料性能不同從而引起不同的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用及營(yíng)運(yùn)費(fèi)用。

我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)的費(fèi)用平均每公里為3 000萬(wàn)元，其中建筑材料費(fèi)在總造價(jià)中可達(dá)50%左右。根據(jù)黑龍江省前嫩高速公路路面結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)要求，基層單幅設(shè)計(jì)寬度為11.75 m，上下基層的總厚度為36 cm。試驗(yàn)路鋪筑長(zhǎng)度為300 m，厚度為18 cm，設(shè)置為上基層，則水泥穩(wěn)定碎石材料的總用量為

300×11.75×0.18×2.356 =1 494.9

1494.9/(1+4.0%+2.5%)=1 403.7

1403.7×2.5%=35.1

乳化瀝青用量為2.5%，根據(jù)當(dāng)前乳化瀝青市場(chǎng)價(jià)格約為3 000元/t計(jì)算，則300 m水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石基層的乳化瀝青費(fèi)用為

35.1×3 000=105 274.6元

雖然由于加入了乳化瀝青使平均每公里造價(jià)增加了約10.5萬(wàn)元，但是由于乳化瀝青的加入，使普通水泥穩(wěn)定碎石基層的柔性顯著提高，能有效的降低基層的剛度，減少了半剛性基層的溫縮裂縫并提高其冰凍穩(wěn)定性，從而減少瀝青混凝土路面的反射裂縫，提高瀝青路面的使用性能，增加瀝青路面的使用年限，因此節(jié)約了因路面的后期養(yǎng)護(hù)所產(chǎn)生的大量養(yǎng)護(hù)費(fèi)用；同時(shí)提高了司乘人員行車的舒適性，也改善了路面的美觀等，以及所產(chǎn)生的社會(huì)效益，這些都是不可以用金錢來(lái)衡量的。綜上，水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石作為一種新型的路面材料，具有經(jīng)濟(jì)、適用的特點(diǎn)，值得大力推廣。

4 結(jié) 論

根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)研究成果，于前鋒農(nóng)場(chǎng)至嫩江公路伊春至北安段A8標(biāo)段選定修筑300 m試驗(yàn)路的具體方案，為試驗(yàn)路的鋪筑做了一些資料搜集及準(zhǔn)備工作，為更好的完成試驗(yàn)路的鋪筑提供基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石基層的綜合效益進(jìn)行分析后得出結(jié)論，在水泥穩(wěn)定碎石材料中加入適量的乳化瀝青，對(duì)降低水泥穩(wěn)定碎石混合料的剛度、增強(qiáng)抗?jié)B性能、增強(qiáng)抗凍破壞的抵抗力、降低水泥穩(wěn)定碎石材料的溫度收縮均有積極的幫助，再者，由于水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石材料較普通水泥穩(wěn)定碎石材料柔性大大的提高了，有著較好的穩(wěn)定性和耐久性，因此路面的使用時(shí)間延長(zhǎng)，相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用隨之大幅度降低，營(yíng)運(yùn)費(fèi)用也將因?yàn)槁访嫘阅艿奶嵘兴档?，帶?lái)相當(dāng)可觀的社會(huì)效益，應(yīng)該大力推廣。

2016-03-11

寒區(qū)道路工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)室開放課題合同書(黑龍江省普通高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)項(xiàng)目，寒區(qū)水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石基層冰凍穩(wěn)定性研究，項(xiàng)目編號(hào):HQKF-12-02。

U416.214

C

1008-3383(2016)11-0070-02