骨架密實型水泥穩(wěn)定碎石施工管理與離析防止措施

彭濤

（河南省高速公路發(fā)展有限責(zé)任公司，河南鄭州 450016）

1 概述

離析問題是道路工程施工中遇到的普遍問題，雖然不能徹底消除，但是完全可以通過采取措施予以改善和減少。一般而言，混合料從原材料到最終成型的路面經(jīng)過了配比設(shè)計、集料堆放（含裝料）、拌和、運輸（含裝卸）、攤鋪、碾壓六大環(huán)節(jié)，而對于水穩(wěn)層而言，離析有級配離析、含水量離析、水泥劑量離析、壓實度離析等多種類型。其中級配離析影響環(huán)節(jié)最多，表現(xiàn)形式也多樣。

從河南省某條高速公路改擴建項目骨架密實型水泥穩(wěn)定碎石施工情況看，各施工標(biāo)段都或多或少存在各類離析問題，筆者通過觀察分析，認(rèn)為水穩(wěn)層的離析主要是諸多環(huán)節(jié)防離析措施執(zhí)行不到位、不徹底引起的，是可以通過改進各環(huán)節(jié)措施予以解決的。為了減少離析、提高工程質(zhì)量，筆者從配比設(shè)計、集料堆放、拌和、運輸、攤鋪、碾壓六大環(huán)節(jié)進行分析，提出了細(xì)化施工管理的一系列措施。

2 配比設(shè)計、控制環(huán)節(jié)

該擴建項目水穩(wěn)結(jié)構(gòu)類型為骨架密實型水穩(wěn)，從級配曲線本身趨勢來看，較以往懸浮密實型水穩(wěn)的特點是：粗料和細(xì)料少，中間檔料多，因此在防治離析方面有一定優(yōu)勢。由此，各施工標(biāo)段應(yīng)注意：

（1）施工配合比優(yōu)化調(diào)整時，需要遵循目標(biāo)設(shè)計曲線，控制住0.075 mm、4.75 mm、19 mm以及26.5 mm關(guān)鍵篩孔通過率，以保證骨架密實級配的形成，同時杜絕超粒徑現(xiàn)象；

（2）在目前進場的原材料規(guī)格波動明顯的情況下，試驗室應(yīng)及時對單規(guī)格集料進行篩分，對配比進行優(yōu)化調(diào)整，以便可在配比環(huán)節(jié)設(shè)計出不容易離析的混合料，而在取樣環(huán)節(jié)，注意多取幾個點樣品混合后方可作為代表性樣品。

3 集料堆放（含裝料）環(huán)節(jié)

正確的堆料方法才能保證材料的均勻性，雖然場地有限，但仍需要堅持以下幾個原則。

（1）不同規(guī)格的材料要分開堆放，同規(guī)格級配差異大的也要分開堆放。

（2）通過運輸車、裝載機、推土機等機械，在堆料的過程中采取“斜坡式”分層堆放或“水平式”分層堆放。如果單純堆高，極易導(dǎo)致大粒徑的料滾到下面而小粒徑的料則留在料堆上面，形成離析。

（3）裝載機在向冷料斗裝料過程中，也遵循堆料的方式和原理，應(yīng)從上至下，豎向分層、橫向全斷面地鏟裝料堆，不得只鏟料堆底部而形成高大的斷截面，這樣容易造成高位粒料滾落或坍塌，形成嚴(yán)重離析。圖1、圖2分別為合理的鏟料狀態(tài)和不合理的鏟料方式。

圖1 合理的鏟料狀態(tài)

圖2 不合理的鏟料方式

（4）裝載機鏟料時，鏟斗務(wù)必距離料堆底部10 cm以上，不得貼地將料堆底部各類泥土、粉塵、積水等影響集料潔凈、均勻性的廢料鏟入。在每天拌和結(jié)束后，應(yīng)將料堆底部的廢料清掃、鏟除至廢料堆，同時，加強料堆底部場地的硬化，也是徹底解決此問題的有效措施。

4 拌和環(huán)節(jié)

拌和是各成分配伍并通過攪拌混合形成混合料的過程。顯而易見，能否持續(xù)地保證計量穩(wěn)定、準(zhǔn)確是衡量拌和站性能好壞的核心，也是室內(nèi)設(shè)計級配能否得以實現(xiàn)的關(guān)鍵。除開拌和設(shè)備本身性能方面因素外，通過操縱控制系統(tǒng)確保拌和均勻、穩(wěn)定是拌和環(huán)節(jié)的重點[1]。

（1）務(wù)必要對拌和樓定期進行計量系統(tǒng)標(biāo)定和校核，以通過持續(xù)穩(wěn)定、準(zhǔn)確的計量實現(xiàn)混合料不發(fā)生大規(guī)模的級配波動和離析。

（2）為減少水泥添加的不均勻，除了對于水泥計量系統(tǒng)標(biāo)定外，水泥罐應(yīng)配有起拱裝置防止水泥出口堵塞，同時應(yīng)避免一邊用存儲罐輸送水泥進行生產(chǎn)，一邊水泥罐車給該水泥存儲罐壓入水泥，此時由于氣壓和料位波動，極易造成水泥添加的不穩(wěn)定。這就要求拌和站必須配備2個以上的存儲罐，輪流投入生產(chǎn)，輪流壓入水泥。

（3）選擇拌和站合適的產(chǎn)量。眾所周知，拌缸內(nèi)過多或過少的拌和量都會對混合料造成離析，因為拌缸容量和拌和行程是固定的，而過大的產(chǎn)量負(fù)荷容易造成混合料拌和不均勻。此類不均勻表現(xiàn)為含水、水泥裹附、粗細(xì)集料分布都不均勻，也即離析。產(chǎn)量過小，拌缸葉片空隙沒填滿，甩料明顯，也會導(dǎo)致部分原材料拌和不到位，同樣產(chǎn)生離析，且效率低下。根據(jù)目前觀察的情況來看，各標(biāo)現(xiàn)有的拌和站產(chǎn)量宜控制在400 t/h左右[2]。

（4）控制室務(wù)必遵循試驗室下發(fā)的配比通知單執(zhí)行生產(chǎn)，不得隨意更改配方和試驗段確定的各類控制參數(shù)，同時運輸帶旁應(yīng)有經(jīng)驗豐富的人員，時刻目測觀察含水、水泥計量出現(xiàn)的波動和離析，及時進行調(diào)整。

（5）出料斗設(shè)置落差宜低不宜高，以不妨礙料車通行為原則，同時向運輸車放料過程中，控制室應(yīng)注意開啟出料斗，應(yīng)采取集中放料方式，不得頻繁開啟料斗，見圖3、圖4。

5 運輸（含裝卸）環(huán)節(jié)

運輸過程中應(yīng)側(cè)重關(guān)注裝料和覆蓋過程，減少混合料級配離析和水分散失。

圖3 頻繁開啟料斗，混合料拋揚造成離析

圖4 集中放料，形成豎向料簾

（1）裝料前必須清除車廂內(nèi)殘余的混合料、積水和其他雜質(zhì)。

（2）應(yīng)安排專人指揮車輛前后移動，采取“前、后、中”即“車廂前1/3位置、車廂后1/3位置、車廂中心位置”分堆裝料，以減少離析的產(chǎn)生。

（3）有專人督促料車出拌和場區(qū)前，務(wù)必采取篷布、帆布等覆蓋措施，覆蓋的目的就是減少表面水分散失引起的含水量離析。覆蓋不得露出尾部、側(cè)部，并牢靠綁定，防止被風(fēng)吹起。

（4）運輸?shù)浆F(xiàn)場后，應(yīng)避免過早掀開覆蓋造成長時間等候，導(dǎo)致混合料水分散失。

（5）應(yīng)聽從現(xiàn)場指揮倒車，起斗卸料時必須一次起斗，減少離析。

6 攤鋪環(huán)節(jié)

梯隊攤鋪作業(yè)時，兩個梯隊攤鋪機應(yīng)該型號一致、新舊程度相近，以確保性能相符。

攤鋪前準(zhǔn)備工作要充分，在防治離析方面其重點是熨平板、布料器的選擇與安裝。攤鋪過程中如何保證布料均勻、勻速攤鋪是防治離析的重點。

（1）攤鋪機應(yīng)在分料器兩側(cè)裝半片反向葉片，減少攤鋪機中縫容易產(chǎn)生的條帶狀離析。

（2）螺旋布料器在布料過程中，受到任何影響布料方向的阻力時，都會在該部位形成一定阻滯，從而造成級配離析。此類多發(fā)生在攤鋪機每節(jié)熨平板的拼接位置，布料器懸掛位置，尤其是布料器懸掛位置，因此離析明顯時也應(yīng)在該處裝半片反向葉片，減少鋪面條帶狀離析。

（3）豎向離析是攤鋪過程中料籠內(nèi)粗集料因重力和離心慣性力引起的粗集料的下落分離，因此在攤鋪機料籠前擋板下沿加設(shè)橡膠擋板，是一個很好的防治豎向離析的措施。

（4）攤鋪機布料器最外的葉片邊沿距側(cè)擋板應(yīng)控制在25～40 cm，過遠(yuǎn)則端頭混合料是推擠過去的，造成鋪面形成兩端離析；過近則會增加混合料的擠壓和葉片的磨損。

（5）攤鋪機布料器葉片大小和上下位置應(yīng)根據(jù)虛鋪厚度進行合理選擇與設(shè)置，原則是確保葉片下邊緣距離下臥層合適，且布料器葉片2/3以上埋沒在混合料中。

（6）布料器離熨平板前緣的距離，在保證供料充分、滿足攤鋪層厚度要求的前提下宜盡量調(diào)小，以減少“死料”的產(chǎn)生。死料過多、過久，則容易影響壓實度和平整度，同時也加大攤鋪機負(fù)荷。

（7）攤鋪機收斗次數(shù)和時機應(yīng)予以嚴(yán)格控制，可收“半斗”達到攏料的目的即可，同時減速或停止前進，在下一輛料車卸料后將攤鋪機斗內(nèi)粗集料“稀釋”。此舉有利于以減少收斗時產(chǎn)生的鋪面的塊狀粗集料離析。

（8）兩梯隊攤鋪機參數(shù)設(shè)置應(yīng)一致，這樣對于減少壓實離析很有好處，同時也利于平整度、厚度的控制。

7 碾壓環(huán)節(jié)

一般經(jīng)過攤鋪機初始夯搗后，鋪面已有了70%以上的壓實度。如何在后續(xù)環(huán)節(jié)提升壓實度的同時，保證后續(xù)壓實的均勻性，減少壓實度離析、厚度離析，碾壓是最關(guān)鍵也是最重要的環(huán)節(jié)。

（1）安排專人指揮壓路機，嚴(yán)格執(zhí)行試鋪總結(jié)得出的碾壓方案。

（2）無論采取分段碾壓還是模糊碾壓工藝，均應(yīng)規(guī)范每一個壓路機的壓實區(qū)域、進退路線和速度、壓實遍數(shù)，杜絕過壓和漏壓現(xiàn)象，同時杜絕橫壓、急扭急轉(zhuǎn)彎、長時間停留未壓實完畢路面的現(xiàn)象，確保鋪面每一點受到的壓實功一致。

（3）壓實度抽檢分布應(yīng)具有代表性，均勻分布到攤鋪斷面。對于經(jīng)檢查壓實度不足的地方，試驗員應(yīng)立即反饋給壓實指揮人員，及時進行補壓，直至合格。

8 結(jié)語

通過上述六大環(huán)節(jié)的控制，杜絕了水穩(wěn)混合料鋪面大面積離析現(xiàn)象，鋪面均勻性控制得到顯著改善，從而消除了水穩(wěn)層離析區(qū)域取芯困難、芯樣頂部松散、底部脫落“爛根”等現(xiàn)象，使水泥穩(wěn)定碎石底基層、基層施工質(zhì)量得到了有效的保證。

[1]薛煥東，劉浩潁，張云飛．水泥穩(wěn)定碎石基層離析問題的原因及防治[J]．吉林交通科技，2006（2）：32-34．

[2]JTJ 034—2000，公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范[S]．