水泥穩(wěn)定碎石層雙缸單振動拌合施工方法研究

文/馬權(quán)生

1 雙缸單振動拌和的特點

1.1 利用振動拌合機的高頻振動特性，加快水泥穩(wěn)定碎石混合料中水泥漿體與粗細骨料的裹覆，實現(xiàn)混合料短時間內(nèi)拌和均勻，極大提升了攪拌質(zhì)量和效率。

1.2 振動拌合工藝能明顯提高水穩(wěn)料無側(cè)限抗壓強度和劈裂彎拉強度，顯著改善混合料干縮、溫縮及抗沖刷等使用性能。

1.3 振動拌缸由于攪拌軸的振動作用，攪拌軸上基本不黏料，節(jié)約了人工清理的投入費用。

1.4 應(yīng)用自卸車篷布自動覆蓋裝置，無須司機上車，在提高效率的同時，規(guī)避司機摔傷的風(fēng)險；通過在拌合機喂料口處加裝防離析擋板和“井字形”成品料倉防離析裝置，能夠有效防止混合料離析；通過改進灑水車的灑水方式等一系列工藝且對其進行創(chuàng)新，同時對涉及的新設(shè)備（裝置）進行申報，由此獲得了多個創(chuàng)新實用新型專利。

2 工藝原理

2.1 該技術(shù)是在普通的水穩(wěn)攪拌機上加入激振器，通過傳動裝置傳遞到振動軸，使設(shè)備在對混合料進行強制攪拌的同時加以振動作用；增加混合料顆粒的運動速度，使細集料及水泥漿受到振動及攪拌作用后均勻包裹于粗骨料的表面，以此不僅可以增加水泥水化反應(yīng)的進程，還可以改善混合料的微觀結(jié)構(gòu)，進而提高混合料的強度和耐久性[1]。

2.2 自卸車篷布自動覆蓋裝置由電機、控制器、篷布桿，彈簧、篷布五部分組成，自卸車司機通過車內(nèi)控制器控制電機正轉(zhuǎn)，并在篷布桿和彈簧的輔助下實現(xiàn)篷布自動覆蓋；篷布收回使用時，使電機反轉(zhuǎn)將篷布收回即可。自卸車篷布自動覆蓋裝置如圖1 所示。

圖1 自卸車篷布自動覆蓋裝置

3 施工工藝流程及操作要點

使用振動器讓水穩(wěn)混合料中的水泥顆粒發(fā)生振動，并使凝結(jié)的水泥結(jié)塊擴散，讓水泥顆粒在振動作用下分布均勻；同時，在振動作用下使混合料在攪拌機里的運動速度提高，從而加快混合料里面水泥的水化作用；此外，振動作用還可使集料表面的浮土、灰塵脫落，增加水泥和集料間的界面黏結(jié)力，提高宏觀力學(xué)指標(biāo)，提升工程耐久性。施工工藝流程如圖2所示。

圖2 施工工藝流程

4 攪拌機工藝流程及操作要點

攪拌機工藝流程如圖3 所示。配料機根據(jù)級配要求對不同粒徑的骨料進行獨立計量，通過集料皮帶運輸機將計量好的骨料輸送攪拌機拌缸內(nèi)，與此同時螺旋輸送機將粉罐內(nèi)的粉料運輸至攪拌機缸內(nèi)，并將計量好的水泵入攪拌機，所有物料一起攪拌；拌好的水穩(wěn)混合料再經(jīng)過皮帶至成品儲料斗，最后由運輸車運輸至現(xiàn)場[2]。

圖3 攪拌機工藝流程

4.1 拌合機拌缸要求

公路工程中大多數(shù)水穩(wěn)攪拌設(shè)備的拌缸長度小于5m，一般水泥穩(wěn)定料在拌缸中的攪拌時間不超過10s，而有的僅有5～6s，進而導(dǎo)致混合料拌合的均勻性參差不齊。因此，為保證混合料的均勻性，要求振動拌缸和普通拌缸的長度不小于5m，本工法均采用長度為7.6m 的拌缸（雙拌缸長度合計），在滿足長度要求的同時，保證混合料在拌缸中的拌和時間大于15s。

4.2 拌合

4.2.1 在拌合機卸料倉倉壁內(nèi)正對傳送帶面加裝防離析擋板，其作用是對從傳送帶下落的水穩(wěn)混合料進行阻擋，防止由于慣性拋灑使混料粗細集料分離。圖4 為防離析擋板設(shè)置示意圖 ，圖5 為防離析擋板設(shè)實物圖。

圖4 防離析擋板設(shè)置示意圖

圖5 防離析擋板設(shè)物圖

4.2.2 在拌合機卸料倉倉壁內(nèi)加“井字形”防離析裝置，作用是將從傳送帶下落的水穩(wěn)混合料分隔下落，以防粗細集料分離，出現(xiàn)在卸料倉內(nèi)，中間細集料多，四周粗骨料滑落造成離析。“井字形”防離析裝置示意圖、“井字形”防離析裝置實物圖如圖6、圖7所示。

圖6“井字形”防離析裝置示意圖

圖7“井字形”防離析裝置 實物圖

4.2.3 為了提高成品混合料的均勻性，最大限度減小拋擲力引起的混合料離析問題，因此需要控制拌機產(chǎn)量，其宜控制在最大拌合能力的80%左右。

4.3 運輸

4.3.1 拌合機出料配備帶活門漏斗的料倉，并由漏斗出料直接裝車，裝料時運輸車5 次裝料法裝料，減少混合料離析。

4.3.2 在拉運工程中自卸車都要覆蓋篷布才可拉運，一是為了防止在拉運過程中沿路的拋灑或灰塵對路面和環(huán)境的污染，二是在拉運混合料時防止混合料的水分或溫度流失過快影響施工質(zhì)量。為提高工作效率，規(guī)避安全風(fēng)險，覆蓋篷布時應(yīng)使用自卸車自動覆蓋篷布裝置。

4.3.3 如果運輸距離較遠，則沿途應(yīng)根據(jù)情況設(shè)置自動補水點，防止水分流失。攤鋪過程中防止水分流失，可采取不揭開篷布卸料。

5 結(jié)語

振動拌缸由于攪拌軸的振動作用，攪拌軸上基本不黏料，以此不僅減少人工清理，還降低人員安全風(fēng)險。振動拌缸拌合水泥穩(wěn)定碎石基層混合料，提高了混料的均勻性和水泥穩(wěn)定碎石基層的施工質(zhì)量，減少了基層裂縫，從而保證了公路的耐久性，增加了道路的使用年限。通過將振動拌合與非振動拌合的基層7d 芯樣無側(cè)限強度進行對比，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用振動攪拌機可以使混合料均勻性顯著改善，且變異系數(shù)比普通拌合方式低。使用振動拌合機施工基層強度比使用普通拌合機基層強度高0.9Mpa，強度提升了17.5%[3]。在不影響基層質(zhì)量的同時，可適當(dāng)按0.1～0.3%降低水泥用量，以此降低工程建設(shè)的直接成本，提高水穩(wěn)基層的耐久性，減少裂縫的產(chǎn)生，利于延長道路壽命。