水穩連續廠拌式碾壓混凝土基層施工技術的應用

杜小陽

（廣東省長大公路工程有限公司，廣東 廣州 510699）

碾壓混凝土基層是一種通過振動碾壓施工達到高密實度、高強度的干硬性水泥混凝土結構層，具有節約水泥、收縮小、施工速度快、強度高、開放交通早等技術優勢。廣東長大公司經試驗總結明確提出了水穩廠拌式碾壓混凝土的原材料技術指標、找到了比較合適的配合比設計方法和控制指標，鋪筑了單幅約10km長的試驗路段并做了詳細的技術總結。廣東云浮至羅定高速公路路面工程全線采用復合式基層瀝青混凝土路面，碾壓混凝土基層在路面結構組合設計中的強度指標，如表1所示。

一、原材料

原材料包括水泥、粗集料、細集料和水。云羅路面使用廣東云浮金鷹牌P.C32.5復合硅酸鹽緩凝水泥。粗集料與普通水泥穩定級配碎石的材料通用；細集料采用級配良好的中、粗天然砂和機制砂，該項目采用河砂和石屑摻和使用。

二、配合比設計方法和控制指標

項目組設計了相應的試驗，研究了混合料的配合比設計參數對混凝土工作性和強度的影響，從而便于在進行配合比設計時選定合適的參數變化范圍，配合比設計參數包括：單位水泥用量、水灰比、礦料最大粒徑、級配粗細、拌和時間和密實度。

表1 碾壓混凝土基層設計強度指標

施工中液化難度加大不利于強度的增長，降低路用性能。在配合比設計過程中要綜合考慮，水灰比應不小于0.44。

混凝土拌和物隨著粗集料最大粒徑和水泥用量的增大，摻伴物的VC值會出現減弱現象，混凝土的工作性能就伴隨最大粒徑的增大而相應改善；粒徑大一些的混凝土的抗壓強度和抗折強度均強于粒徑略小的混凝土；在一樣的擊壓錘打下粒徑較大一些的混凝土則易于流動，混合料在較短的時間內易于成型。

施工中伴著混凝土摻拌物級配的變粗與水泥用量的加大，拌和物VC值出現遞減的情況，級配過粗，摻拌物中的細料隨之減少，導致砂漿減少，摻拌物相應剪切應力隨之變大，流動性隨之變小，這樣造成不易拌和，而且離析現象逐漸強化。

三、配合比設計

碾壓混凝土基層的配合比設計采用絕對體積法，通過正交試驗，選用單位用水量、水泥用量、級配3個因素，每個因素選定3個水平。

根據廣梧路面碾壓混凝土試驗段的施工經驗，結合該項目的設計強度指標，單位用水量選定114kg/m3、118kg/m3、122kg/m3，單位水泥用量選定200kg/m3、220kg/m3、240kg/m3，分別取3檔水平正交適配。

為減少施工時粗集料離析，提高碾壓混凝土基層施工均勻性及結構整體的抗彎拉強度。該項目設計的合成級配要比廣梧路面碾壓混凝土基層試驗路級配偏小一個粒級，即19mm篩孔的通過率為90%～100%。在配合比設計時，選用材料規格為10mm～20mm碎石、5mm～10mm碎石、0mm～5mm石屑和中砂。云羅路面最終確定的碾壓混凝土基層合成級配，如表2所示。

表2 云羅高速公路碾壓混凝土基層混合料合成級配表

表3 云羅高速公路路面碾壓混凝土基層推薦配合比

在級配調整中，需重點關注4.75mm篩孔的通過率，以接近40%通過率為中值，接近±2%偏差調整另外兩個級配4.75mm篩孔的通過率，同時要調整級配中砂的摻量，中砂的摻量宜分別相差3%，設定3個檔次。該級配設計方法同時考慮了合成級配與中砂摻量對碾壓混凝土相關指標的影響。

根據3個選定因素及其對應3個水平進行正交試驗，記錄相關數據，根據考核指標：改進VC值（s）、28d抗彎拉強度（MPa），進行考核分析，經試配確定配合比結果，如表3所示。

四、連續拌和樓的級配控制、拌和均勻性控制技術

連續廠拌式碾壓混凝土基層施工的關鍵技術之一，是采用水穩拌和樓對碾壓混凝土混合料進行拌和。由于拌和時間短，混合料拌和可能不均勻；集料的稱量系統屬于連續式稱量，計量可能不準確；單位水泥用量大，水穩廠拌設備水泥供應不及時、不準確。鑒于此，特對拌和設備進行了改造，經改造后的拌和機，生產出來的混合料相當均勻。

對穩定土拌和樓拌缸進行加長改造，即增加一個拌缸，對混合料進行“二次拌和”，將兩臺雙臥軸拌和缸串聯在一起，原材料進入第一個攪拌缸時，加水泥和水開始拌和，第一個攪拌缸拌和的混合料在出料口由輸送帶直接送入第二個攪拌缸進行“二次拌和”，再由輸送帶送入臨時儲料倉。拌和后的混合料顯得相當均勻，少見花白料。

在每個冷料倉下面安裝一臺皮帶式電子秤，電子稱量設備在控制室內安裝計算機和顯示屏，控制室內的人員能夠看到每個冷料倉的實際供料數量。

五、大厚度碾壓混凝土基層攤鋪、碾壓與養生

由于碾壓混凝土厚度24cm比普通半剛性基層厚，為保證壓實效果，需增加初始夯實功。為此，需嚴格攤鋪速度，該項目以2m/min為宜，熨平板的振搗頻率調整到1000r/min，振動頻率調整到40Hz、主振搗行程調整到9mm、副振搗行程調整到12mm，實際施工需根據攤鋪機的型號和攤鋪效果適當調整。

該項目碾壓混凝土設計厚度為24cm，為保證壓實效果，減少不均勻性，選用大噸位的單鋼輪壓路機，其余碾壓注意事項與普通的水穩半剛性基層施工碾壓一致。

碾壓混凝土屬于干硬性混凝土，水泥用量高，后期水化需水量大，為保證最佳養生效果采用“覆蓋土工布+薄膜雙層養生”7d的方式養生。

六、切縫、灌縫、貼土工布

待碾壓混凝土強度達到設計強度的25%～30%后進行切縫處理，一般切縫試件控制在碾壓完成36h～48h后，并于96h內切縫完畢。

養生結束后進行灌縫施工。材料可采用AH-70熱瀝青及類似材料，灌縫前采用森林滅火器進行清縫，保證縫內干燥、清潔、無污染。

為了防止碾壓混凝土基層切縫反射至瀝青面層，可在切縫位置騎縫貼1m寬燒毛土工布及類似材料。