抗裂水泥稳定碎石振动搅拌技术的应用

王希良

（中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司， 江苏 无锡 214000）

0 前言

进入新时代以来，水泥稳定碎石广泛应用于高速公路的建设当中，作为半刚性路面基层材料，其主要特点是刚度大、水稳定性好、强度高、抗冻性好。但是随着国家发展，道路交通流量的增大，其耐久性和裂缝问题逐步体现出来，国内外专家学者对此进行了大量的研究，最新版的《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20-2015）还将路面基层压实度和7天无侧限抗压强度都进行了提高，这些都对水泥稳定碎石的应用提出了更高的要求。

目前，国内外关于水泥稳定碎石的的研究主要集中在原材料质量、集料的级配、配合比的优化以及成型等方面，技术和方法已经有较大的提升。现在，国内已经有专家对生产工艺这个中间环节开始研究，部分技术已经应用于施工现场。本文依托于中铁一局集团有限公司锡通过江通道公路接线工程XT-NT4标高速公路项目，从生产工艺这个中间环节入手进行对比分析，重点介绍抗裂水泥稳定碎石振动搅拌技术的应用。

1 振动搅拌技术的原理

振动式水泥稳定碎石搅拌机是采用叶片强制搅拌和振动作用相结合，使混合料产生对流、扩散作用，粒径较小的材料可充分弥散并均匀分布，水泥浆和细集料颗粒均匀分散后粘结在粗骨料的表面，避免了粗骨料露白和混合料不均匀的现象。振动搅拌机的原理是通过在普通搅拌机上加入激振器，通过传动装置传递到振动轴，在对混合料进行搅拌的同时加以振动，使混合料颗粒在搅拌的过程中处于振动状态，水泥浆和细集料收到这种作用后就会均匀的附着于粗骨料表面，这不仅增加了水泥水化反应的进程，也改善了混合料的微观结构。

2 振动搅拌技术的实践

锡通过江通道公路接线工程路面基层设计水泥用量参考值为3.5%～5.0%，7天无侧限抗压强度要求3.5MPa～4.0MPa，设计时取3.8MPa，压实度要求98%。项目部采用600t/h的双缸水泥稳定碎石拌合设备和600t/h的单缸水泥稳定碎石振动搅拌设备来拌和水泥稳定碎石混合料，分别采用不同水泥剂量的配合比进行生产，各项数据见表1。

表1 普通拌和水稳和振动拌和水稳强度对比表

分析表1中的数据可得出以下结论：

（一） 采用振动拌和技术能有效提高水泥稳定碎石的强度。其中水泥剂量为3.5%时，采用振动拌和技术的7天无侧限抗压强度比普通拌和时提高了18.2%，并且满足设计强度要求。

（二） 达到同一强度时振动拌和技术有效的降低了水泥用量。同样达到3.9MPa的7天无侧限抗压强度，采用振动拌和技术的水泥用量仅为3.5%，而采用普通拌和的水泥用量达到4.0%，这意味着采用振动拌和技术工艺能降低水泥用量12.5%。

（三） 采用振动拌和技术生产的混合料无论是7天无侧限抗压强度还是通过滴定得到的水泥剂量，其变异系数更小，这说明混合料拌和的更均匀，从生产出来的混合料也能看出采用振动拌和技而术的粗集料表面附着更多的细料。

在K39+060-K39+260段进行水泥稳定碎石基层试验段的摊铺中，项目部综合考虑，分别采用了普通拌和和振动拌和技术进行生产混合料，其中普通拌和采用4.0%的水泥剂量，现场施工K39+060-K39+160段；振动拌和采用3.5%的水泥剂量，现场施工K39+160-K39+260段，养护7天后钻取芯样并进行外观检查，检查结果见表2。

表2 试验段对比表评价

分析表2可以得出以下结论：

（一）采用振动拌和工艺的试验段表面无粗集料露白现象，能大幅减少混合料摊铺离析，水泥水化产物与粗骨料表面牢固粘接，强度耐久性及耐冲刷性得到提升；

（二）采用振动拌和工艺更容易形成嵌挤架构，压实效率提升，减少了结构层上部骨料过度受压破碎，使结构层整体刚度、强度性能得到保证。

（三）振动拌和工艺使用较少的水泥取得比普通拌和工艺正常水泥用量更好的效果，同时减少基层裂纹，有效降低反射裂缝的危害。

3 结语

振动搅拌技术在拌和工艺上提出了创新，改变了以往的拌和工艺。基于振动搅拌技术的水泥稳定碎石施工，科学的控制水泥用量，以提升混合料微观均匀程度为核心，保证细集料、胶凝材料和水分子在混合料中均匀弥散，让水泥充分水化，提高水泥的利用率。根据实践的结果可知，在满足设计强度的基础上可降低水泥用量，同时可有效减少基层开裂现象。因此，振动拌和技术能很好的提高拌和的均匀性、保证拌和的质量，在节能减排日益重要的未来，有必要将振动拌和技术推广使用。