膠粉水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝

梁 飛

（天津市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)綜合行政執(zhí)法總隊(duì)，天津 300220）

絕大多數(shù)公路工程采用水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青路面結(jié)構(gòu)形式[1]。水泥穩(wěn)定碎石混合料承載能力強(qiáng)、剛度大、板體性好、施工工藝簡(jiǎn)單易控、溫濕穩(wěn)定性好；但也存在著開裂所引起的瀝青路面早期損害問(wèn)題，不僅瀝青面層出現(xiàn)反射裂縫，也使路表下滲雨水逐步滲入路基結(jié)構(gòu)層難以排出，直接導(dǎo)致路面承載能力下降，而且在行車荷載及溫度環(huán)境的復(fù)雜作用下裂縫會(huì)急劇擴(kuò)張，是應(yīng)用于路面基層的致命缺陷。

將廢輪胎膠粉應(yīng)用于水泥穩(wěn)定碎石材料中，不僅能夠有效利用廢物、節(jié)約資源；而且能夠充分發(fā)揮廢輪胎膠粉和傳統(tǒng)水泥穩(wěn)定碎石各自的技術(shù)特點(diǎn)，改善水泥穩(wěn)定碎石柔韌性和抗變形能力，減少裂縫的產(chǎn)生，從而提高路面使用性能并延長(zhǎng)使用壽命。

國(guó)內(nèi)研究主要集中在膠粉摻量對(duì)水泥穩(wěn)定碎石力學(xué)性能、水穩(wěn)定性方面[2～5]，如何確定膠粉水泥穩(wěn)定碎石施工配合比以及膠粉水泥穩(wěn)定碎石施工工藝方面的研究相對(duì)較弱，隨著我國(guó)公路事業(yè)的發(fā)展，在實(shí)踐中總結(jié)膠粉水泥穩(wěn)定碎石施工工藝、施工質(zhì)量控制措施變得非常必要。

1 工程概況

天津市外環(huán)線東北部調(diào)線工程路面及附屬工程第2標(biāo)段道路全長(zhǎng)約3.5 km，K13+300～K13+800段落右幅第二層基層采用膠粉水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行施工。

2 膠粉水泥穩(wěn)定碎石配合比

為確保施工質(zhì)量，在試驗(yàn)室對(duì)摻入膠粉后水泥穩(wěn)定碎石基層各項(xiàng)性能進(jìn)行檢測(cè)，方法和普通水泥穩(wěn)定碎石類似，均采用振動(dòng)成型法，由于膠粉顆粒非常細(xì)小，因此需要對(duì)原有料倉(cāng)進(jìn)行調(diào)整，將四檔混合料變?yōu)槲鍣n，主要是將原有0～4.75 mm一檔料分為0～2.36 mm和2.36～4.75 mm兩檔料。通過(guò)試驗(yàn)室對(duì)膠粉水泥穩(wěn)定碎石的各項(xiàng)數(shù)據(jù)檢測(cè)：

1）同一級(jí)配和同樣的水泥劑量，混合料的最大干密度隨膠粉摻量的增加而先增加后減小；而且，不同粒徑的膠粉，混合料最大干密度出現(xiàn)拐點(diǎn)的膠粉摻量不同；

2）不同粒徑的膠粉顆粒，隨著膠粉摻量的增加，水泥穩(wěn)定碎石的抗壓強(qiáng)度逐漸減小；且相同摻量，60目橡膠顆粒比40目橡膠顆粒的水泥穩(wěn)定碎石的抗壓強(qiáng)度損失率小；

3）回彈模量隨膠粉摻量增加和粒徑的增大而降低，膠粉摻量越大，混合料的回彈模量降低越多，當(dāng)膠粉摻量相同時(shí)，摻入的膠粉粒徑越小，水泥穩(wěn)定碎石的回彈模量下降得越少；

4）膠粉水泥穩(wěn)定碎石劈裂抗拉強(qiáng)度隨膠粉摻量的增加而下降；膠粉摻入量相同的情況下，膠粉粒徑小，水泥穩(wěn)定碎石劈裂強(qiáng)度損失少；

5）摻膠粉的水泥穩(wěn)定碎石凍穩(wěn)系數(shù)比常規(guī)水泥穩(wěn)定碎石稍大；

6）摻入一定量膠粉顆粒后，混合料的抗干、溫縮能力在一定程度上得到提高。

因膠粉對(duì)水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度造成較大的影響，施工中摻入60目膠粉顆粒，摻入量控制在集料質(zhì)量的1%；水泥劑量為集料質(zhì)量的4%。

3 現(xiàn)場(chǎng)施工

3.1 施工準(zhǔn)備

3.1.1 施工設(shè)備

1）由于大部分水泥穩(wěn)定碎石粒料拌和機(jī)為四料倉(cāng)，為配合膠粉水泥穩(wěn)定碎石施工，需要進(jìn)行改造，增加一個(gè)進(jìn)料倉(cāng)，調(diào)整傳送帶的長(zhǎng)度，滿足生產(chǎn)要求。

2）基層施工寬度為22 m，壓實(shí)厚度18 cm，選用一臺(tái)中大DT1600型攤鋪機(jī)（施工寬度16 m）和一臺(tái)徐工攤鋪機(jī)（攤鋪寬度6.5 m）梯隊(duì)作業(yè)。施工前對(duì)攤鋪機(jī)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，確保基層攤鋪厚度一致，完整無(wú)縫，平整度好。

3）運(yùn)輸車輛、裝載機(jī)、灑水車數(shù)量應(yīng)與拌和設(shè)備、攤鋪設(shè)備、壓路機(jī)相匹配，根據(jù)運(yùn)距和攤鋪能力配備10輛運(yùn)輸車。

4）配備自質(zhì)量22 t單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)2臺(tái)、26 t單鋼輪壓路機(jī)1臺(tái)和30 t輪胎壓路機(jī)3臺(tái)，進(jìn)場(chǎng)前對(duì)壓路機(jī)進(jìn)行過(guò)磅稱重。

5）膠粉專用添加設(shè)備要求裝配高精度電子動(dòng)態(tài)計(jì)量器，精確控制添加量，因膠粉顆粒小，因此投放在0～2.36 mm檔料倉(cāng)中。

3.1.2 下承層處理

1）施工前，檢查下承層施工質(zhì)量，滿足表面平整、堅(jiān)實(shí)且有合適的路拱，沒有任何松散和軟弱地點(diǎn)的要求。松散、離析嚴(yán)重的路段，必須返工處理。

2）質(zhì)量合格的下承層表面灑水濕潤(rùn)。

3）為保證基層邊部壓實(shí)，采用鋼模支擋，每10 m打入一根鋼釬，將鋼模板擺設(shè)到位；每75 cm設(shè)置一道角撐，以確保重型壓路機(jī)碾壓過(guò)程中模板不傾斜，便于邊部壓實(shí)。見圖1。

圖1 鋼模板支護(hù)

3.2 施工要點(diǎn)

3.2.1 混合料拌和

1）水泥穩(wěn)定碎石混合料在中心拌和廠（站）集中拌和。

2）拌和要均勻，含水量要高于最佳含水量1%，使混合料運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)碾壓時(shí)的含水量不低于最佳含水量。

3）現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)隨時(shí)監(jiān)測(cè)拌和時(shí)的水泥劑量、含水量和各種集料的配比，發(fā)現(xiàn)異常要及時(shí)調(diào)整或停止生產(chǎn)，水泥劑量和含水量應(yīng)按要求的頻率檢查并做好記錄。

4）加強(qiáng)對(duì)拌和計(jì)量裝置、檢測(cè)儀器等設(shè)備的檢查、維護(hù)，料倉(cāng)過(guò)濾篩網(wǎng)應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)堵塞和破損現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)清理和更換，以便更好地控制配合比。

3.2.2 攤鋪

1）在攤鋪機(jī)就位的斷面預(yù)先放置墊塊，每臺(tái)攤鋪機(jī)放兩處。攤鋪機(jī)的熨平板緩慢下降。

2）開始階段攤鋪速度為1 m/min，為了提高初始?jí)簩?shí)度，攤鋪機(jī)振幅與頻率調(diào)整為高頻大振幅。

3.2.3 碾壓

1）每臺(tái)攤鋪機(jī)后應(yīng)緊跟壓路機(jī)，一次碾壓長(zhǎng)度一般為50～80 m。碾壓段落必須層次分明，設(shè)置明顯的分界標(biāo)志。

2）按照由路邊向路中、由低向高，先下部密實(shí)后上部密實(shí)、低速行駛的原則碾壓，避免推移、起皮和漏壓。先采用26 t單鋼輪壓路機(jī)靜壓去、弱振回1遍，再?gòu)?qiáng)振1遍；然后采用22 t壓路機(jī)強(qiáng)振2遍；最后采用膠輪壓路機(jī)碾壓2遍。

3）壓路機(jī)碾壓時(shí)的速度：第l～2遍為1.5～1.7 km/h，以后各遍為1.8～2.2 km/h且碾壓時(shí)應(yīng)重疊1/3輪寬。

3..3施工效果

3.3.1 壓實(shí)度

對(duì)K13+300～K13+800段基層壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，見表1。

表1 壓實(shí)度

3.3.2 現(xiàn)場(chǎng)取芯檢測(cè)

對(duì)K13+300～K13+800段落左右幅基層進(jìn)行取芯檢測(cè)，見表2。

表2 基層取芯結(jié)果

外環(huán)線東北部調(diào)線工程對(duì)水泥穩(wěn)定碎石上基層強(qiáng)度要求為不低于3.5 MPa，膠粉水泥穩(wěn)定碎石基層的7 d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度大約為不添加膠粉顆粒的80%，但仍然滿足強(qiáng)度要求。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)膠粉水泥穩(wěn)定碎石基層施工的特點(diǎn)，總結(jié)出膠粉水泥穩(wěn)定碎石施工工藝、施工質(zhì)量控制措施。膠粉的加入可以大大提高半剛性材料的抗變形能力和水穩(wěn)定性,同時(shí)并不會(huì)對(duì)水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度造成較大的影響，具有廣泛的應(yīng)用前景,應(yīng)該進(jìn)行大力推廣。