水泥穩定碎石雙拌缸施工技術

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

水泥穩定碎石基層作用原理是以級配碎石作骨料，采用一定數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成板體。水泥穩定碎石基層因其具有造價低，強度高，抗滲性和抗凍性好，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，會出現強度低不能承受路面傳遞來的荷載，水泥摻量大，會出現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，會出現現場壓實度達不到設計要求，后期強度增長慢的情況，含水量較大，會出現壓實過程中翻漿，后期干縮裂縫多的情況；

三是拌合不均勻導致混合料離析出現基層施工后板體強度離散性大、外觀質量差、裂縫多的情況。為解決以上問題，提高水泥穩定碎石基層混合料的均質性，我公司采用的水泥穩定碎石雙拌缸施工技術，在實際施工過程中使水泥穩定碎石的拌合質量有了大幅度提高。通過改進混合料拌合工藝后，進一步調整水泥劑量，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定碎石混合料技術的應用，對結構收縮應力大、有凍脹危害的寒冷地區道路施工，在確保路面基層施工質量、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式拌合設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號拌缸進行二次復拌。采用雙拌缸工藝有以下優點：

1)水泥穩定碎石混合料串聯式雙拌缸兩級拌合施工工藝，采用了兩級拌合理念。即采用串聯方式在原有拌缸設備基礎上再增加一臺同型號拌缸，適當延長混合料的拌合時間，同時并不明顯降低生產效率。此工藝可有效消除粗細集料離析和水泥裹附不均勻問題，使生產的混合料達到均質化，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，在干燥狀態下，水泥在集料中可以均勻分布，使水泥的膠凝作用充分發揮。與常規拌合工藝相比，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生，達到了降低成本、提高路面耐久性、節約資源、保護環境的效果。

3　工法關鍵技術

3.1　準備階段控制要點

首先對拌合站設備進行調試，按照操作規程分段空車進行調試，然后進行帶負荷調試。調試完成后對拌合設備配料機計量系統進行標定，標定分為靜態計量標定和動態計量標定。因為泥穩定碎石拌合采用連續式拌合設備，配料機是通過粗、細集料和水泥在單位時間內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質量外，尤其要標定不同轉速下單位時間內各種原材料的動態質量。考慮到粗細集料配料機相同轉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原材料需固定不變。

3.2　混合料拌合

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

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

3)加水量的計量應采用流量計的方式，且應在中央控制室的控制面板上顯示。施工過程應嚴格控制混合料含水量。根據天氣和季節變化，含水量控制在最佳含水量+1%～+2%之間，炎熱、干燥、大風天氣取高值。每天開始生產前，應檢查場內各處集料的含水量并作記錄，正常生產后，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應進行1次水泥劑量的檢測，并根據檢測結果及時調整；每天進行總量校核，控制水泥劑量。

5)水穩二次拌合生產工藝，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生嚴重離析現象。

3.3　試驗檢測數據統計

長臨高速公路路面工程水泥穩定碎石基層通過配合比設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、無側限抗壓強度等指標進行了檢測分析。

1)依據JTG E51—2009公路規程無機結合料試驗規程對水泥穩定碎石基層1號拌缸和2號拌缸分別取樣進行10次含水率試驗，經統計得出2號拌缸測試結果比1號拌缸好。

2)依據JTG E51—2009公路規程無機結合料試驗規程對水泥穩定碎石基層兩拌缸分別取樣進行10次灰劑量試驗，經統計得出2號拌缸測試結果比1號拌缸好。

3)依據JTG E51—2009公路規程無機結合料試驗規程對水泥穩定碎石基層1號拌缸和2號拌缸分別取樣進行10組無側限抗壓強度試驗，經統計得出2號拌缸測試結果比1號拌缸好。

4)依據JTG E42—2005公路工程集料試驗規程對水泥穩定碎石基層1號拌缸和2號拌缸分別取樣進行篩分試驗，經統計得出2號拌缸測試結果比1號拌缸好。

通過調查分析及相關試驗，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號拌缸取樣后無側限抗壓強度的變異系數Cv能夠直觀的反映混合料的均勻性，強度明顯有所提高。依據混合料篩分結果分析，2號拌缸的實際篩分結果明顯接近中值，且從現場取樣情況看，混合料無離析現象，完全滿足《公路路面施工技術細則》的技術要求。

4　社會、經濟、環保效益

1)雙拌缸施工工藝在原拌合設備上串聯增加一個拌缸對混合料進行二次復拌，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，混合料的均質性大幅提高，水泥穩定碎石施工質量明顯提高，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，強度保證率系數可適當降低。經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%，經濟效益可觀，值得推廣。以長臨高速為例，水泥穩定碎石基層混合料95萬t，理論水泥摻量5.5%，實際水泥摻量4.7%，可達到設計要求強度，可節約水泥7 600 t，節約工程造價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%。水泥節約7 600 t，減少了水泥生產對資源的浪費和對環境的污染。

5　結語

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

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