水泥稳定级配碎石振动搅拌技术要点分析

周建伟 董贺辉 廉伟路 胡成林

(中国建筑第七工程局有限公司，河南 郑州 450000)

城市化道路交通建设对于人们的日常生产和生活需求至关重要。水泥稳定碎石应用技术在公路工程建设中具有良好的性能，对市政公路建设质量起着举足轻重的作用。因此，本文以水泥稳定级配碎石的应用为切入点，重点研究该技术在市政道路建设中的应用，以提高市政道路建设质量，满足社会发展的需要。

1 振动搅拌技术的应用原理

对于振动搅拌技术而言，基于从前的搅拌技术基础上得以形成，借助发挥振动功能的方式，能够让水泥、水以及集料等不同的材料均处在振动的状态之下，有效规避水泥结块的情况发生，并且加快了水泥水化的速率，确保相应集料、水泥分布的均匀性。与此同时，对于相关设备而言，避免形成粘黏混合料的问题，获得了良好的施工成效。从应用原理的角度来说，由于被振动作用所影响，主要表现在所运用的搅拌设备当中。一直以来，从前的搅拌设备会运用叶片式强制搅拌的方法，但是此项技术在运用过程当中，主要借助了叶片搅拌与振动轴相组合的形式。受到振动作用的影响，可以体现出全部材料搅拌的均匀性，谨防发生结块与离析的现象。另外，可以达到增加粒子动能的作用，有助于提升粒子运动的效率，相应的撞击强度变强，次数则增多，进而使水泥覆盖到骨料表面上，由此形成了相应的粘结层，凸显出一定的完整性。

通常情况下，对比常规的搅拌机设备而言，振动搅拌机的搅拌频率得到了显著提高，能够释放出1400次+/min的振动弹力波，因而，依靠振动搅拌机设备针对混合料产生的撞击能量将超过11倍的静力搅拌机设备产生的撞击能量。运用振动搅拌处理的过程当中，将会使细集料以弥散状的分布形式加以呈现出来，水泥可以获得彻底水化，由此让水泥的水化产物紧粘到骨料的表面之上，以便进一步增强混合料的抗裂性与耐用性等不同的性能。

2 应用振动搅拌技术的优势

2.1 密实度大

水泥易压实，碾压稳定级配碎石基层中，地表超压，对粗骨料进行处理，确定底部的压实程度。如果压实不足，粗骨料配置松散，就会出现严重的问题，导致基层断根的情况。需要按照水泥颗粒的实际分散情况，结合水泥水化标准、细骨料均匀程度，确定骨料操作的标准。结合骨料的操作方式，调整一层面的膜位置。注意规范粗骨料表面的均匀性，制定润滑操作规范要求。从一层到另外一层，水泥稳定级配碎石芯样的粗骨料分布连续均匀，芯样底部完整致密。

2.2 提高耐久性

按照水泥实际的用量标准，逐步减少裂缝问题。水泥稳定操作过程中，需要注意碎石混料的配合，结合振捣操作方式，实施均匀振捣处理。在相同的水泥用量调整标准要求下，对试件进行处理，控制抗压强度在20%～40%之间。按照水泥用法用量标准，逐步减少基层裂缝的发生比例水平，提高半刚性整体基层的耐久实力。

2.3 搅拌均匀

按照水泥稳定要求，采用配置基础层的离析方式，调整离析的现象。另外，在外加剂的配合下，结合生产工艺进行控制离析的操作。在实际工程中，振动搅拌后，大尺寸水稳材料分布在扩散层肩部，粗集料顶部和底部，而未分离的粗集料则滑过路肩。基础摆动后可见粗集料分布均匀，整体光滑致密。

振动搅拌混合料搅拌前，应检查各种骨料的实际含水量，并计算实际施工和生产配合比。在不影响施工的情况下，尽量减少实际混合物的用水量：电子动态称重，设备系统称重精度需要达到0.001。在实际用水用量评估中，需要对其进行变化分析和调整，避免出现变化。当原料含水量高时，减少用水量，反之亦然：为保证混合排放均匀，运输车辆需要做好前后的稳定和移动，避免出现离析或检测混合问题。控制水泥用量与各集料的配比：监测混合物均匀性必须达到振动搅拌机的混合效果。

2.4 有效规避发生材料离析的现象

一般来说，进行水泥稳定碎石材料摊铺处理的过程当中，离析现象的发生概率非常高，所以，科学运用振动搅拌技术，可以规避产生显著的离析现象。具体进行振动搅拌处理工作时，对于粒径超过37.5mm的水稳材料而言，将在摊铺层的过程当中形成更加均匀的分布情形，同时避免形成骨料离析的情况。并且，当基层的表面经过碾压处理以后，粗骨料则产生十分均匀的情形，由此增强了路面的紧密性。

2.5 增强了材料的和易性

通常情况下，当摊铺与碾压混合料时，一般会存在着很大的压实困难，并且，再加上基层底部的压实严重不够，为此，通过合理运用此项技术，能够让水颗粒、细集料的颗粒表现十分突出，体现出一定的均匀性。面对此种状况，可以完成压实混合料的任务，以便让芯样变得更加完整。

3 振动搅拌技术带给水泥稳定碎石性能的影响

3.1 在抗裂性能方面的影响分析

对于水泥稳定碎石来说，易于产生基层裂缝的情况，究其原因，在于下述几个方面：(1)包含了很多的水泥含量。(2)混合料的混合效果不佳。(3)细集料的表面积太大。(4)环境温度产生了很大的改变。借助振动搅拌技术，能够减少水泥稳定碎石基层的裂缝数，究其原因，在于基于振动作用之下，让水泥的使用量也随之减少，并且，在此过程当中，也减少了水泥石的弹性模量、收缩系数等，进而减少对应的用水量，并且，混合料的含水量在此过程当中也逐步降低，有效规避由于水分下降造成干缩情况的发生。借助此项技术，能够有效清除掉骨料表面上存在的灰尘，实现其与水泥浆之间的有效混合，进而规避发生骨料表面的露白现象，降低了骨料裂缝的发生概率。与此同时，依靠振动的作用影响，使水泥颗粒能够恢复均匀分布的情形，让所有的水泥颗粒均能够融入到水化反应当中，造成水泥产物没有硬化之前，便保留一定的空间进行生长，由此，有效规避水泥由于水化的作用产生压应力，造成压应力太过集中，形成裂纹方面的问题。此外，在此过程中，也增强了不同颗粒之间的碰撞强度，体现出更加均匀的分布情况，规避发生裂缝问题。

3.2 在强度方面的影响分析

对于水泥稳定碎石结构而言，界面过渡层的强度较为薄弱，所以，水泥稳定碎石的强度受到此方面因素的影响，如何增强界面过渡层的强度可谓十分关键。运用振动搅拌技术，能够增强水泥稳定碎石的强度，究其原因，在于下述四个方面：(1)借助振动搅拌的方式，能够使水泥稳定碎石被振动作用所干扰，进而导致骨料周围和界面过渡区产生水膜破裂的问题，如此，增加了水膜的表面积。同时，受到震颤的作用影响，使水泥颗粒的均匀分布情形十分显著，增加了参与水化反应的水泥量，让水泥水化产物的数量也随之增多。(2)基于振动作用影响之下，在骨料底端的大水囊位置产生了破裂的现象，让水泥石和界面过渡区的水灰比下降。(3)在被振动作用所影响之后，让水泥石和界面过渡区形成了大气孔破裂的现象，也包括了一些微小的气泡，有助于规避因为气孔产生造成水泥稳定碎石的强度下降的情况。(4)基于振动作用的干扰下，增加了骨料表面上泥水的清除难度，进而促使骨料和水泥浆体发生一定的化学反应，在此过程中，过渡区孔隙中的水泥浆体能够和骨料之间产生一定的化学反应，形成铝酸盐水化物，从而达到增强过渡区强度的目的。

4 搅拌技术要点

4.1 摊铺

(1)支撑设备需要有足够的压实效果。按照实际铺装规范要求，注意厚度和比例要求，重视实际试验的结果认定，调整混合操作和辅助操作水平。

(2)按照辅助机运行的规范方式，注意抗分离效果，保证足够的厚度要求。摊铺压力厚度需要不小于18～20cm，注意厚度不可以超过32cm。

(3)承层是土石路基的基础规范要求，对下承接的路基进行有效的处理。然后铺上部水泥稳定碎石混合基层。

(4)下部持力层施工质量检测合格后，上部结构扩大。当两层连续扩散时，如果上支撑层质量不合格时，顶层必须同时做质量处理。

(5)避免水泥稳定碎石混合料离析，对摊铺机应采取以下步骤：螺旋分离器需要安装在底部，螺旋桨底部与下层之间的距离不应大于10cm，分离和刮板位置需要做好梳理操作。注意距离不应当大于25cm。控制降低刮板的位置和高度。挡板下端位置和轴承之间的距离，需要不超过10cm以上。按照刮板两端的橡胶塑料控制，防止刮板离析高度拓展。挡板下轴承之间距离需要超过10cm。前刮板位置需要控制在两端，保证底部预制距离不超过10cm以上。摊铺作业应当符合下列要求，根据规范要求控制地基厚度，为保证水平边坡满足支护层要求，下部支护层应喷湿水，无机粘结剂稳定碎石表面还应加入适量水泥。调整摊铺位置，控制两端的摊铺类型，磨损程度等。注意间距范围不可以超过15m以上，调整左右两端的距离在30～40cm。摊铺规范中需要调整控制在1.5m/min～2m/min，尽量实现梁旭的摊铺。螺旋分离器应以均匀、间歇的旋转方式进料，全部埋在混合物中。螺旋隔板的速度应与巷道的速度相匹配，以更好地保证两边缘位料足够标准。控制振捣范围内的频率，不小于30Hz，注意调整振捣条件下的冲击力，不小于20Hz。通过一级公路、高速公路的调控，在铺筑过程中应设置垂直边缘模板。对于不能机械摊铺的超宽断面，应采用人工同步摊铺，压实，检测。

4.2 碾压

在工程设计中，选用了两种压路机，即振动压路机和气动压路机。首先用钢制双轮轧辊进行2～3次静压，轧制速度控制在2～3km/h；二是重压后的初始压力，通过轧制方式组合而成的复杂压力，振动辊第一次振动是振动压力的两倍，然后利用胶轮压路机进行3～4次的碾压，要求胶轮压路机加到车轮宽度的1/3以上，超过车轮的控制宽度。上述施工完成后，需要按照压路机整体范围进行平整规范，彻底拆除原始的轨道，提高压实度的设计合理性。必须进行最终压实，碾压次数应保持在两遍以上。

4.3 接缝处理

按照连续水泥碎石混合料的摊铺流程。控制中断时间，应设置横缝，横缝应符合下列规定：通过人工操作，做好修补，适当控制水量混合水平。通过方木封闭。通过高度化的混合料的压实处理，对方木的两侧进行废料的调整。长度需要控制在0.5m～1m之间。高度在2cm～3cm之间。在摊铺混料前，需要做好压实工作。根据混合料、方木的实际清除要求，调整下层的承层顶面水平。注意摊铺规范内的处理要求。通过摊铺混合料，确定中断的位置时间，时间不可以超过2h。此时横向无缝衔接的混合料，注意清除压实的高标准度水平。在开挖垂直过程中，调整重心线位置，摊铺混合料，铺装过程中需要避免纵向接缝，需要做好全幅度范围内的摊铺操作。

按照摊铺的规范要求，需要调整纵向接缝的碾压加固效果。在合理的纵缝操作下，纵缝应竖向连接，而非斜向连接，并应满足以下要求：摊铺第一面时根据方木、钢模板的位置，调整高度和稳定性，提高钢模板的整体范围调整效果。注意取下支架，调整纵向横向的标准线合理，防止行车道的纵横出现反射情况。

4.4 维护

碾压完成并通过试验后，基面应及时覆盖土工布或喷塑保健膜；水泥稳定石灰石水化不少于7d；水泥稳定花岗岩碎石水化不少于10d。有条件时可维持14d，然后与结构层进行摊铺。注意摊铺上下的结构层。调整地基的湿润度，优化结构层的施工合理性。养生过程中，需要注意机械喷涂、覆盖、养生等。覆盖养生过程中，需要调整水泥稳定性，注意混合料的养生操作方式。养生过程中，需要调整材料层，保持有效的湿润性。

喷水器需要采用喷淋方式，严禁使用高压喷淋方式。浇水过程中需要注意次数，高频器需要注意浇水次数的增加。土木工程养生期间，需要调整透水土工布的实际使用情况，注意覆盖的断面。在铺装过程中，需要及时调整衔接缝之间的叠加操作，不要留下任何空间。覆盖过程中需要注意覆盖面的反复使用操作。施工前需要经过1～2次养生，使用土工布覆盖再掀开操作。在养生过程中，需要及时采取有效措施，防止土工布破损，提高土工布的有效重复利用。

5 结 语

总之，水泥配置碎石基础配置过程中，需要重视提高强度和稳定性优势。依据市政道路工程的规范要求，提高市政道路的整体使用寿命，以满足越来越高的生活要求，市政道路施工应在施工前做好准备，严格按照标准配合工程技术，提高水泥碎石基础层的施工规范要求，完善养护措施，优化市政道路的整体质量水平。