水泥穩(wěn)定碎石雙拌缸施工技術(shù)

馮 佩 花

(山西路橋第三工程有限公司，山西 忻州　034000)

1　提出問題的背景

水泥穩(wěn)定碎石基層作用原理是以級配碎石作骨料，采用一定數(shù)量的膠凝材料和足夠的灰漿體積填充骨料的空隙，按嵌擠原理攤鋪壓實，并且強度隨齡期而增加結(jié)成板體。水泥穩(wěn)定碎石基層因其具有造價低，強度高，抗?jié)B性和抗凍性好，施工后遇雨不泥濘，表面堅實，所以成為我國高等級公路較常采用路面基層類型。水泥穩(wěn)定碎石做為半剛性基層施工控制有以下特點：

一是水泥劑量控制，水泥摻量小，會出現(xiàn)強度低不能承受路面?zhèn)鬟f來的荷載，水泥摻量大，會出現(xiàn)施工過程中溫縮裂縫和后期使用過程中因強度高、剛度大變形量小產(chǎn)生裂縫多的情況；

二是拌合過程中含水量控制，含水量較小，會出現(xiàn)現(xiàn)場壓實度達不到設(shè)計要求，后期強度增長慢的情況，含水量較大，會出現(xiàn)壓實過程中翻漿，后期干縮裂縫多的情況；

三是拌合不均勻?qū)е禄旌狭想x析出現(xiàn)基層施工后板體強度離散性大、外觀質(zhì)量差、裂縫多的情況。為解決以上問題，提高水泥穩(wěn)定碎石基層混合料的均質(zhì)性，我公司采用的水泥穩(wěn)定碎石雙拌缸施工技術(shù)，在實際施工過程中使水泥穩(wěn)定碎石的拌合質(zhì)量有了大幅度提高。通過改進混合料拌合工藝后，進一步調(diào)整水泥劑量，改善了混合料材料性能，有效提高了鋪筑效果，克服了裂縫、離析等質(zhì)量通病，研究成果將更有效地促進和完善水泥低劑量抗裂型水泥穩(wěn)定碎石混合料技術(shù)的應(yīng)用，對結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力大、有凍脹危害的寒冷地區(qū)道路施工，在確保路面基層施工質(zhì)量、提高路面耐久性方面具有借鑒意義。

2　工藝原理

雙拌缸是由兩個連續(xù)式拌合設(shè)備串連共同完成混合料拌合，原材料通過1號拌缸干拌后加水拌合，通過傳送帶輸送至2號拌缸進行二次復(fù)拌。采用雙拌缸工藝有以下優(yōu)點：

1)水泥穩(wěn)定碎石混合料串聯(lián)式雙拌缸兩級拌合施工工藝，采用了兩級拌合理念。即采用串聯(lián)方式在原有拌缸設(shè)備基礎(chǔ)上再增加一臺同型號拌缸，適當(dāng)延長混合料的拌合時間，同時并不明顯降低生產(chǎn)效率。此工藝可有效消除粗細集料離析和水泥裹附不均勻問題，使生產(chǎn)的混合料達到均質(zhì)化，使基層攤鋪時各部位混合料均勻一致，消除了混合料攤鋪時常見的不均勻離析現(xiàn)象，保證了路面基層強度的整體性。

2)混合料拌合時，參照水泥混凝土與瀝青混合料的攪拌工藝要求，利用第一個拌缸完成干拌合加水程序，在干燥狀態(tài)下，水泥在集料中可以均勻分布，使水泥的膠凝作用充分發(fā)揮。與常規(guī)拌合工藝相比，在達到同樣強度要求的前提下，可降低水泥用量0.5%～1%，可減少基層因水泥用量高造成的收縮裂縫的發(fā)生，達到了降低成本、提高路面耐久性、節(jié)約資源、保護環(huán)境的效果。

3　工法關(guān)鍵技術(shù)

3.1　準備階段控制要點

首先對拌合站設(shè)備進行調(diào)試，按照操作規(guī)程分段空車進行調(diào)試，然后進行帶負荷調(diào)試。調(diào)試完成后對拌合設(shè)備配料機計量系統(tǒng)進行標定，標定分為靜態(tài)計量標定和動態(tài)計量標定。因為泥穩(wěn)定碎石拌合采用連續(xù)式拌合設(shè)備，配料機是通過粗、細集料和水泥在單位時間內(nèi)流量控制原材料重量，所以在標定配料機傳感器顯示的靜態(tài)質(zhì)量外，尤其要標定不同轉(zhuǎn)速下單位時間內(nèi)各種原材料的動態(tài)質(zhì)量。考慮到粗細集料配料機相同轉(zhuǎn)速下原材料流量存在一定差別，因此標定完成后每個配料斗供應(yīng)原材料需固定不變。

3.2　混合料拌合

1)拌合站各料倉設(shè)置隔板以防止粗細集料竄料、混料；施工中石屑類細料應(yīng)在料倉頂部設(shè)置固定的防雨遮擋，以防濕度過大冷料倉口堵塞。

2)水泥料倉保證密閉、干燥，內(nèi)部應(yīng)裝有破拱裝置。水泥料倉應(yīng)配備計重裝置，不得通過電機轉(zhuǎn)速計量水泥的添加量。

3)加水量的計量應(yīng)采用流量計的方式，且應(yīng)在中央控制室的控制面板上顯示。施工過程應(yīng)嚴格控制混合料含水量。根據(jù)天氣和季節(jié)變化，含水量控制在最佳含水量+1%～+2%之間，炎熱、干燥、大風(fēng)天氣取高值。每天開始生產(chǎn)前，應(yīng)檢查場內(nèi)各處集料的含水量并作記錄，正常生產(chǎn)后，每1 h～2 h檢查一次拌合情況，抽檢其配合比、含水量是否變化，混合料顏色是否均勻。

4)每隔4 h應(yīng)進行1次水泥劑量的檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果及時調(diào)整；每天進行總量校核，控制水泥劑量。

5)水穩(wěn)二次拌合生產(chǎn)工藝，保證拌合時間不少于15 s。

6)拌合機出料口配備帶活門漏斗的料倉，由漏斗出料直接裝車運輸。裝料時運輸車輛排隊等候在成品料倉下，裝料前對車輛車廂進行清洗、晾干，裝料時按前→后→中至少三次移動的方法進行裝料，不得裝料太滿外溢，有效地防止了裝料堆高交叉部產(chǎn)生嚴重離析現(xiàn)象。

3.3　試驗檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計

長臨高速公路路面工程水泥穩(wěn)定碎石基層通過配合比設(shè)計確定混合料的最大干密度為2.374 g/cm3，最佳含水率為4.8%，水泥劑量為5.0%，無側(cè)限抗壓強度值為5.0 MPa。施工過程中重點對含水率、灰劑量、集料篩分、無側(cè)限抗壓強度等指標進行了檢測分析。

1)依據(jù)JTG E51—2009公路規(guī)程無機結(jié)合料試驗規(guī)程對水泥穩(wěn)定碎石基層1號拌缸和2號拌缸分別取樣進行10次含水率試驗，經(jīng)統(tǒng)計得出2號拌缸測試結(jié)果比1號拌缸好。

2)依據(jù)JTG E51—2009公路規(guī)程無機結(jié)合料試驗規(guī)程對水泥穩(wěn)定碎石基層兩拌缸分別取樣進行10次灰劑量試驗，經(jīng)統(tǒng)計得出2號拌缸測試結(jié)果比1號拌缸好。

3)依據(jù)JTG E51—2009公路規(guī)程無機結(jié)合料試驗規(guī)程對水泥穩(wěn)定碎石基層1號拌缸和2號拌缸分別取樣進行10組無側(cè)限抗壓強度試驗，經(jīng)統(tǒng)計得出2號拌缸測試結(jié)果比1號拌缸好。

4)依據(jù)JTG E42—2005公路工程集料試驗規(guī)程對水泥穩(wěn)定碎石基層1號拌缸和2號拌缸分別取樣進行篩分試驗，經(jīng)統(tǒng)計得出2號拌缸測試結(jié)果比1號拌缸好。

通過調(diào)查分析及相關(guān)試驗，可以看出2號拌缸的含水率、灰劑量明顯比1號拌缸較均勻，波動范圍不大，2號拌缸取樣后無側(cè)限抗壓強度的變異系數(shù)Cv能夠直觀的反映混合料的均勻性，強度明顯有所提高。依據(jù)混合料篩分結(jié)果分析，2號拌缸的實際篩分結(jié)果明顯接近中值，且從現(xiàn)場取樣情況看，混合料無離析現(xiàn)象，完全滿足《公路路面施工技術(shù)細則》的技術(shù)要求。

4　社會、經(jīng)濟、環(huán)保效益

1)雙拌缸施工工藝在原拌合設(shè)備上串聯(lián)增加一個拌缸對混合料進行二次復(fù)拌，使拌合后混合料含水率、灰劑量、級配等指標離散性大幅降低，混合料的均質(zhì)性大幅提高，水泥穩(wěn)定碎石施工質(zhì)量明顯提高，延長了基層使用壽命，降低了后期使用過程中維修成本，從項目全壽命周期考慮社會效益明顯。

2)通過試驗確定采用雙拌缸拌合后強度變異系較低，實際施工過程中與單拌缸相比，強度保證率系數(shù)可適當(dāng)降低。經(jīng)實際施工檢測后確定雙拌缸施工水泥摻量較單拌缸施工可降低9%～18%，經(jīng)濟效益可觀，值得推廣。以長臨高速為例，水泥穩(wěn)定碎石基層混合料95萬t，理論水泥摻量5.5%，實際水泥摻量4.7%，可達到設(shè)計要求強度，可節(jié)約水泥7 600 t，節(jié)約工程造價243萬元。

3)同樣以長臨高速為例，由于雙拌缸施工水泥摻量較單拌缸施工可降低9%～18%。水泥節(jié)約7 600 t，減少了水泥生產(chǎn)對資源的浪費和對環(huán)境的污染。

5　結(jié)語

長臨高速通過采用水泥穩(wěn)定碎石雙半缸拌合設(shè)備，改進混合料拌合及施工工藝，進一步調(diào)整水泥劑量，改善了混合料材料的性能，克服了裂縫，離析等質(zhì)量通病。有效提高混合料的勻質(zhì)性。降低了后期使用過程中維修成本，施工質(zhì)量明顯提高，延長了基層使用壽命。

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