水泥穩定級配碎石振動攪拌技術要點分析

周建偉 董賀輝 廉偉路 胡成林

(中國建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450000)

城市化道路交通建設對于人們的日常生產和生活需求至關重要。水泥穩定碎石應用技術在公路工程建設中具有良好的性能，對市政公路建設質量起著舉足輕重的作用。因此，本文以水泥穩定級配碎石的應用為切入點，重點研究該技術在市政道路建設中的應用，以提高市政道路建設質量，滿足社會發展的需要。

1 振動攪拌技術的應用原理

對于振動攪拌技術而言，基于從前的攪拌技術基礎上得以形成，借助發揮振動功能的方式，能夠讓水泥、水以及集料等不同的材料均處在振動的狀態之下，有效規避水泥結塊的情況發生，并且加快了水泥水化的速率，確保相應集料、水泥分布的均勻性。與此同時，對于相關設備而言，避免形成粘黏混合料的問題，獲得了良好的施工成效。從應用原理的角度來說，由于被振動作用所影響，主要表現在所運用的攪拌設備當中。一直以來，從前的攪拌設備會運用葉片式強制攪拌的方法，但是此項技術在運用過程當中，主要借助了葉片攪拌與振動軸相組合的形式。受到振動作用的影響，可以體現出全部材料攪拌的均勻性，謹防發生結塊與離析的現象。另外，可以達到增加粒子動能的作用，有助于提升粒子運動的效率，相應的撞擊強度變強，次數則增多，進而使水泥覆蓋到骨料表面上，由此形成了相應的粘結層，凸顯出一定的完整性。

通常情況下，對比常規的攪拌機設備而言，振動攪拌機的攪拌頻率得到了顯著提高，能夠釋放出1400次+/min的振動彈力波，因而，依靠振動攪拌機設備針對混合料產生的撞擊能量將超過11倍的靜力攪拌機設備產生的撞擊能量。運用振動攪拌處理的過程當中，將會使細集料以彌散狀的分布形式加以呈現出來，水泥可以獲得徹底水化，由此讓水泥的水化產物緊粘到骨料的表面之上，以便進一步增強混合料的抗裂性與耐用性等不同的性能。

2 應用振動攪拌技術的優勢

2.1 密實度大

水泥易壓實，碾壓穩定級配碎石基層中，地表超壓，對粗骨料進行處理，確定底部的壓實程度。如果壓實不足，粗骨料配置松散，就會出現嚴重的問題，導致基層斷根的情況。需要按照水泥顆粒的實際分散情況，結合水泥水化標準、細骨料均勻程度，確定骨料操作的標準。結合骨料的操作方式，調整一層面的膜位置。注意規范粗骨料表面的均勻性，制定潤滑操作規范要求。從一層到另外一層，水泥穩定級配碎石芯樣的粗骨料分布連續均勻，芯樣底部完整致密。

2.2 提高耐久性

按照水泥實際的用量標準，逐步減少裂縫問題。水泥穩定操作過程中，需要注意碎石混料的配合，結合振搗操作方式，實施均勻振搗處理。在相同的水泥用量調整標準要求下，對試件進行處理，控制抗壓強度在20%～40%之間。按照水泥用法用量標準，逐步減少基層裂縫的發生比例水平，提高半剛性整體基層的耐久實力。

2.3 攪拌均勻

按照水泥穩定要求，采用配置基礎層的離析方式，調整離析的現象。另外，在外加劑的配合下，結合生產工藝進行控制離析的操作。在實際工程中，振動攪拌后，大尺寸水穩材料分布在擴散層肩部，粗集料頂部和底部，而未分離的粗集料則滑過路肩。基礎擺動后可見粗集料分布均勻，整體光滑致密。

振動攪拌混合料攪拌前，應檢查各種骨料的實際含水量，并計算實際施工和生產配合比。在不影響施工的情況下，盡量減少實際混合物的用水量：電子動態稱重，設備系統稱重精度需要達到0.001。在實際用水用量評估中，需要對其進行變化分析和調整，避免出現變化。當原料含水量高時，減少用水量，反之亦然：為保證混合排放均勻，運輸車輛需要做好前后的穩定和移動，避免出現離析或檢測混合問題。控制水泥用量與各集料的配比：監測混合物均勻性必須達到振動攪拌機的混合效果。

2.4 有效規避發生材料離析的現象

一般來說，進行水泥穩定碎石材料攤鋪處理的過程當中，離析現象的發生概率非常高，所以，科學運用振動攪拌技術，可以規避產生顯著的離析現象。具體進行振動攪拌處理工作時，對于粒徑超過37.5mm的水穩材料而言，將在攤鋪層的過程當中形成更加均勻的分布情形，同時避免形成骨料離析的情況。并且，當基層的表面經過碾壓處理以后，粗骨料則產生十分均勻的情形，由此增強了路面的緊密性。

2.5 增強了材料的和易性

通常情況下，當攤鋪與碾壓混合料時，一般會存在著很大的壓實困難，并且，再加上基層底部的壓實嚴重不夠，為此，通過合理運用此項技術，能夠讓水顆粒、細集料的顆粒表現十分突出，體現出一定的均勻性。面對此種狀況，可以完成壓實混合料的任務，以便讓芯樣變得更加完整。

3 振動攪拌技術帶給水泥穩定碎石性能的影響

3.1 在抗裂性能方面的影響分析

對于水泥穩定碎石來說，易于產生基層裂縫的情況，究其原因，在于下述幾個方面：(1)包含了很多的水泥含量。(2)混合料的混合效果不佳。(3)細集料的表面積太大。(4)環境溫度產生了很大的改變。借助振動攪拌技術，能夠減少水泥穩定碎石基層的裂縫數，究其原因，在于基于振動作用之下，讓水泥的使用量也隨之減少，并且，在此過程當中，也減少了水泥石的彈性模量、收縮系數等，進而減少對應的用水量，并且，混合料的含水量在此過程當中也逐步降低，有效規避由于水分下降造成干縮情況的發生。借助此項技術，能夠有效清除掉骨料表面上存在的灰塵，實現其與水泥漿之間的有效混合，進而規避發生骨料表面的露白現象，降低了骨料裂縫的發生概率。與此同時，依靠振動的作用影響，使水泥顆粒能夠恢復均勻分布的情形，讓所有的水泥顆粒均能夠融入到水化反應當中，造成水泥產物沒有硬化之前，便保留一定的空間進行生長，由此，有效規避水泥由于水化的作用產生壓應力，造成壓應力太過集中，形成裂紋方面的問題。此外，在此過程中，也增強了不同顆粒之間的碰撞強度，體現出更加均勻的分布情況，規避發生裂縫問題。

3.2 在強度方面的影響分析

對于水泥穩定碎石結構而言，界面過渡層的強度較為薄弱，所以，水泥穩定碎石的強度受到此方面因素的影響，如何增強界面過渡層的強度可謂十分關鍵。運用振動攪拌技術，能夠增強水泥穩定碎石的強度，究其原因，在于下述四個方面：(1)借助振動攪拌的方式，能夠使水泥穩定碎石被振動作用所干擾，進而導致骨料周圍和界面過渡區產生水膜破裂的問題，如此，增加了水膜的表面積。同時，受到震顫的作用影響，使水泥顆粒的均勻分布情形十分顯著，增加了參與水化反應的水泥量，讓水泥水化產物的數量也隨之增多。(2)基于振動作用影響之下，在骨料底端的大水囊位置產生了破裂的現象，讓水泥石和界面過渡區的水灰比下降。(3)在被振動作用所影響之后，讓水泥石和界面過渡區形成了大氣孔破裂的現象，也包括了一些微小的氣泡，有助于規避因為氣孔產生造成水泥穩定碎石的強度下降的情況。(4)基于振動作用的干擾下，增加了骨料表面上泥水的清除難度，進而促使骨料和水泥漿體發生一定的化學反應，在此過程中，過渡區孔隙中的水泥漿體能夠和骨料之間產生一定的化學反應，形成鋁酸鹽水化物，從而達到增強過渡區強度的目的。

4 攪拌技術要點

4.1 攤鋪

(1)支撐設備需要有足夠的壓實效果。按照實際鋪裝規范要求，注意厚度和比例要求，重視實際試驗的結果認定，調整混合操作和輔助操作水平。

(2)按照輔助機運行的規范方式，注意抗分離效果，保證足夠的厚度要求。攤鋪壓力厚度需要不小于18～20cm，注意厚度不可以超過32cm。

(3)承層是土石路基的基礎規范要求，對下承接的路基進行有效的處理。然后鋪上部水泥穩定碎石混合基層。

(4)下部持力層施工質量檢測合格后，上部結構擴大。當兩層連續擴散時，如果上支撐層質量不合格時，頂層必須同時做質量處理。

(5)避免水泥穩定碎石混合料離析，對攤鋪機應采取以下步驟：螺旋分離器需要安裝在底部，螺旋槳底部與下層之間的距離不應大于10cm，分離和刮板位置需要做好梳理操作。注意距離不應當大于25cm。控制降低刮板的位置和高度。擋板下端位置和軸承之間的距離，需要不超過10cm以上。按照刮板兩端的橡膠塑料控制，防止刮板離析高度拓展。擋板下軸承之間距離需要超過10cm。前刮板位置需要控制在兩端，保證底部預制距離不超過10cm以上。攤鋪作業應當符合下列要求，根據規范要求控制地基厚度，為保證水平邊坡滿足支護層要求，下部支護層應噴濕水，無機粘結劑穩定碎石表面還應加入適量水泥。調整攤鋪位置，控制兩端的攤鋪類型，磨損程度等。注意間距范圍不可以超過15m以上，調整左右兩端的距離在30～40cm。攤鋪規范中需要調整控制在1.5m/min～2m/min，盡量實現梁旭的攤鋪。螺旋分離器應以均勻、間歇的旋轉方式進料，全部埋在混合物中。螺旋隔板的速度應與巷道的速度相匹配，以更好地保證兩邊緣位料足夠標準。控制振搗范圍內的頻率，不小于30Hz，注意調整振搗條件下的沖擊力，不小于20Hz。通過一級公路、高速公路的調控，在鋪筑過程中應設置垂直邊緣模板。對于不能機械攤鋪的超寬斷面，應采用人工同步攤鋪，壓實，檢測。

4.2 碾壓

在工程設計中，選用了兩種壓路機，即振動壓路機和氣動壓路機。首先用鋼制雙輪軋輥進行2～3次靜壓，軋制速度控制在2～3km/h；二是重壓后的初始壓力，通過軋制方式組合而成的復雜壓力，振動輥第一次振動是振動壓力的兩倍，然后利用膠輪壓路機進行3～4次的碾壓，要求膠輪壓路機加到車輪寬度的1/3以上，超過車輪的控制寬度。上述施工完成后，需要按照壓路機整體范圍進行平整規范，徹底拆除原始的軌道，提高壓實度的設計合理性。必須進行最終壓實，碾壓次數應保持在兩遍以上。

4.3 接縫處理

按照連續水泥碎石混合料的攤鋪流程。控制中斷時間，應設置橫縫，橫縫應符合下列規定：通過人工操作，做好修補，適當控制水量混合水平。通過方木封閉。通過高度化的混合料的壓實處理，對方木的兩側進行廢料的調整。長度需要控制在0.5m～1m之間。高度在2cm～3cm之間。在攤鋪混料前，需要做好壓實工作。根據混合料、方木的實際清除要求，調整下層的承層頂面水平。注意攤鋪規范內的處理要求。通過攤鋪混合料，確定中斷的位置時間，時間不可以超過2h。此時橫向無縫銜接的混合料，注意清除壓實的高標準度水平。在開挖垂直過程中，調整重心線位置，攤鋪混合料，鋪裝過程中需要避免縱向接縫，需要做好全幅度范圍內的攤鋪操作。

按照攤鋪的規范要求，需要調整縱向接縫的碾壓加固效果。在合理的縱縫操作下，縱縫應豎向連接，而非斜向連接，并應滿足以下要求：攤鋪第一面時根據方木、鋼模板的位置，調整高度和穩定性，提高鋼模板的整體范圍調整效果。注意取下支架，調整縱向橫向的標準線合理，防止行車道的縱橫出現反射情況。

4.4 維護

碾壓完成并通過試驗后，基面應及時覆蓋土工布或噴塑保健膜；水泥穩定石灰石水化不少于7d；水泥穩定花崗巖碎石水化不少于10d。有條件時可維持14d，然后與結構層進行攤鋪。注意攤鋪上下的結構層。調整地基的濕潤度，優化結構層的施工合理性。養生過程中，需要注意機械噴涂、覆蓋、養生等。覆蓋養生過程中，需要調整水泥穩定性，注意混合料的養生操作方式。養生過程中，需要調整材料層，保持有效的濕潤性。

噴水器需要采用噴淋方式，嚴禁使用高壓噴淋方式。澆水過程中需要注意次數，高頻器需要注意澆水次數的增加。土木工程養生期間，需要調整透水土工布的實際使用情況，注意覆蓋的斷面。在鋪裝過程中，需要及時調整銜接縫之間的疊加操作，不要留下任何空間。覆蓋過程中需要注意覆蓋面的反復使用操作。施工前需要經過1～2次養生，使用土工布覆蓋再掀開操作。在養生過程中，需要及時采取有效措施，防止土工布破損，提高土工布的有效重復利用。

5 結 語

總之，水泥配置碎石基礎配置過程中，需要重視提高強度和穩定性優勢。依據市政道路工程的規范要求，提高市政道路的整體使用壽命，以滿足越來越高的生活要求，市政道路施工應在施工前做好準備，嚴格按照標準配合工程技術，提高水泥碎石基礎層的施工規范要求，完善養護措施，優化市政道路的整體質量水平。