水泥稳定碎石双拌缸施工技术

冯 佩 花

(山西路桥第三工程有限公司，山西 忻州　034000)

1　提出问题的背景

水泥稳定碎石基层作用原理是以级配碎石作骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙，按嵌挤原理摊铺压实，并且强度随龄期而增加结成板体。水泥稳定碎石基层因其具有造价低，强度高，抗渗性和抗冻性好，施工后遇雨不泥泞，表面坚实，所以成为我国高等级公路较常采用路面基层类型。水泥稳定碎石做为半刚性基层施工控制有以下特点：

一是水泥剂量控制，水泥掺量小，会出现强度低不能承受路面传递来的荷载，水泥掺量大，会出现施工过程中温缩裂缝和后期使用过程中因强度高、刚度大变形量小产生裂缝多的情况；

二是拌合过程中含水量控制，含水量较小，会出现现场压实度达不到设计要求，后期强度增长慢的情况，含水量较大，会出现压实过程中翻浆，后期干缩裂缝多的情况；

三是拌合不均匀导致混合料离析出现基层施工后板体强度离散性大、外观质量差、裂缝多的情况。为解决以上问题，提高水泥稳定碎石基层混合料的均质性，我公司采用的水泥稳定碎石双拌缸施工技术，在实际施工过程中使水泥稳定碎石的拌合质量有了大幅度提高。通过改进混合料拌合工艺后，进一步调整水泥剂量，改善了混合料材料性能，有效提高了铺筑效果，克服了裂缝、离析等质量通病，研究成果将更有效地促进和完善水泥低剂量抗裂型水泥稳定碎石混合料技术的应用，对结构收缩应力大、有冻胀危害的寒冷地区道路施工，在确保路面基层施工质量、提高路面耐久性方面具有借鉴意义。

2　工艺原理

双拌缸是由两个连续式拌合设备串连共同完成混合料拌合，原材料通过1号拌缸干拌后加水拌合，通过传送带输送至2号拌缸进行二次复拌。采用双拌缸工艺有以下优点：

1)水泥稳定碎石混合料串联式双拌缸两级拌合施工工艺，采用了两级拌合理念。即采用串联方式在原有拌缸设备基础上再增加一台同型号拌缸，适当延长混合料的拌合时间，同时并不明显降低生产效率。此工艺可有效消除粗细集料离析和水泥裹附不均匀问题，使生产的混合料达到均质化，使基层摊铺时各部位混合料均匀一致，消除了混合料摊铺时常见的不均匀离析现象，保证了路面基层强度的整体性。

2)混合料拌合时，参照水泥混凝土与沥青混合料的搅拌工艺要求，利用第一个拌缸完成干拌合加水程序，在干燥状态下，水泥在集料中可以均匀分布，使水泥的胶凝作用充分发挥。与常规拌合工艺相比，在达到同样强度要求的前提下，可降低水泥用量0.5%～1%，可减少基层因水泥用量高造成的收缩裂缝的发生，达到了降低成本、提高路面耐久性、节约资源、保护环境的效果。

3　工法关键技术

3.1　准备阶段控制要点

首先对拌合站设备进行调试，按照操作规程分段空车进行调试，然后进行带负荷调试。调试完成后对拌合设备配料机计量系统进行标定，标定分为静态计量标定和动态计量标定。因为泥稳定碎石拌合采用连续式拌合设备，配料机是通过粗、细集料和水泥在单位时间内流量控制原材料重量，所以在标定配料机传感器显示的静态质量外，尤其要标定不同转速下单位时间内各种原材料的动态质量。考虑到粗细集料配料机相同转速下原材料流量存在一定差别，因此标定完成后每个配料斗供应原材料需固定不变。

3.2　混合料拌合

1)拌合站各料仓设置隔板以防止粗细集料窜料、混料；施工中石屑类细料应在料仓顶部设置固定的防雨遮挡，以防湿度过大冷料仓口堵塞。

2)水泥料仓保证密闭、干燥，内部应装有破拱装置。水泥料仓应配备计重装置，不得通过电机转速计量水泥的添加量。

3)加水量的计量应采用流量计的方式，且应在中央控制室的控制面板上显示。施工过程应严格控制混合料含水量。根据天气和季节变化，含水量控制在最佳含水量+1%～+2%之间，炎热、干燥、大风天气取高值。每天开始生产前，应检查场内各处集料的含水量并作记录，正常生产后，每1 h～2 h检查一次拌合情况，抽检其配合比、含水量是否变化，混合料颜色是否均匀。

4)每隔4 h应进行1次水泥剂量的检测，并根据检测结果及时调整；每天进行总量校核，控制水泥剂量。

5)水稳二次拌合生产工艺，保证拌合时间不少于15 s。

6)拌合机出料口配备带活门漏斗的料仓，由漏斗出料直接装车运输。装料时运输车辆排队等候在成品料仓下，装料前对车辆车厢进行清洗、晾干，装料时按前→后→中至少三次移动的方法进行装料，不得装料太满外溢，有效地防止了装料堆高交叉部产生严重离析现象。

3.3　试验检测数据统计

长临高速公路路面工程水泥稳定碎石基层通过配合比设计确定混合料的最大干密度为2.374 g/cm3，最佳含水率为4.8%，水泥剂量为5.0%，无侧限抗压强度值为5.0 MPa。施工过程中重点对含水率、灰剂量、集料筛分、无侧限抗压强度等指标进行了检测分析。

1)依据JTG E51—2009公路规程无机结合料试验规程对水泥稳定碎石基层1号拌缸和2号拌缸分别取样进行10次含水率试验，经统计得出2号拌缸测试结果比1号拌缸好。

2)依据JTG E51—2009公路规程无机结合料试验规程对水泥稳定碎石基层两拌缸分别取样进行10次灰剂量试验，经统计得出2号拌缸测试结果比1号拌缸好。

3)依据JTG E51—2009公路规程无机结合料试验规程对水泥稳定碎石基层1号拌缸和2号拌缸分别取样进行10组无侧限抗压强度试验，经统计得出2号拌缸测试结果比1号拌缸好。

4)依据JTG E42—2005公路工程集料试验规程对水泥稳定碎石基层1号拌缸和2号拌缸分别取样进行筛分试验，经统计得出2号拌缸测试结果比1号拌缸好。

通过调查分析及相关试验，可以看出2号拌缸的含水率、灰剂量明显比1号拌缸较均匀，波动范围不大，2号拌缸取样后无侧限抗压强度的变异系数Cv能够直观的反映混合料的均匀性，强度明显有所提高。依据混合料筛分结果分析，2号拌缸的实际筛分结果明显接近中值，且从现场取样情况看，混合料无离析现象，完全满足《公路路面施工技术细则》的技术要求。

4　社会、经济、环保效益

1)双拌缸施工工艺在原拌合设备上串联增加一个拌缸对混合料进行二次复拌，使拌合后混合料含水率、灰剂量、级配等指标离散性大幅降低，混合料的均质性大幅提高，水泥稳定碎石施工质量明显提高，延长了基层使用寿命，降低了后期使用过程中维修成本，从项目全寿命周期考虑社会效益明显。

2)通过试验确定采用双拌缸拌合后强度变异系较低，实际施工过程中与单拌缸相比，强度保证率系数可适当降低。经实际施工检测后确定双拌缸施工水泥掺量较单拌缸施工可降低9%～18%，经济效益可观，值得推广。以长临高速为例，水泥稳定碎石基层混合料95万t，理论水泥掺量5.5%，实际水泥掺量4.7%，可达到设计要求强度，可节约水泥7 600 t，节约工程造价243万元。

3)同样以长临高速为例，由于双拌缸施工水泥掺量较单拌缸施工可降低9%～18%。水泥节约7 600 t，减少了水泥生产对资源的浪费和对环境的污染。

5　结语

长临高速通过采用水泥稳定碎石双半缸拌合设备，改进混合料拌合及施工工艺，进一步调整水泥剂量，改善了混合料材料的性能，克服了裂缝，离析等质量通病。有效提高混合料的匀质性。降低了后期使用过程中维修成本，施工质量明显提高，延长了基层使用寿命。

参考文献：

[1]齐永超,吕文军.水泥稳定碎石串联式双拌缸两级拌合施工的研究与应用[J].北方交通,2013(9):20-23.

[2]孟庆利.高速公路路面工程施工实践探讨[J].黑龙江交通科技,2012(5)：21-24.

[3]宰浩.高速公路路面工程标准化管理[J].绿色环保建材,2017(8)：37-38.

[4]王月斌.公路路面工程施工检测及质量控制[J].交通世界,2017(23)：25-27.

[5]孙根勇.高速公路路面工程管理方法研究[J].黑龙江交通科技,2015(1)：34-36.