振動(dòng)成型法水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝及要點(diǎn)

許 志 琴

(山西呂梁路橋有限公司，山西 呂梁 033000)

振動(dòng)成型法水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝及要點(diǎn)

許 志 琴

(山西呂梁路橋有限公司，山西 呂梁 033000)

對(duì)傳統(tǒng)半剛性基層與振動(dòng)成型法水泥穩(wěn)定碎石基層進(jìn)行了比較，得出了振動(dòng)成型法水泥穩(wěn)定碎石基層的優(yōu)勢(shì)，并闡明了其在實(shí)踐中的施工技術(shù)及工藝流程，促使其在工程界得到更多的應(yīng)用。

振動(dòng)成型法，水泥穩(wěn)定碎石，半剛性

在我國(guó)，半剛性基層路面具有較高的強(qiáng)度和承載力，平整度及抗行車(chē)疲勞等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于高等級(jí)路面，是我國(guó)最主要的路面形式之一。伴隨著我國(guó)重載交通的快速發(fā)展，以及半剛性結(jié)構(gòu)自身的缺陷，很多半剛性基層早期破壞現(xiàn)象十分嚴(yán)重。在重型載荷的反復(fù)作用下，產(chǎn)生了裂縫、唧泥等現(xiàn)象，破壞了路面結(jié)構(gòu)的整體性和連續(xù)性，導(dǎo)致路面強(qiáng)度大大降低，影響路面的使用性能。為克服工程建設(shè)中這一難題，在浙江、江蘇等省市推廣的振動(dòng)成型法水泥穩(wěn)定碎石基層工藝，利用振動(dòng)壓實(shí)試驗(yàn)儀，對(duì)原料從材料組成比例、最大干密度及最佳含水量，以及各項(xiàng)性能都進(jìn)行了優(yōu)化。與傳統(tǒng)水泥穩(wěn)定碎石基層相比，其減少了20%的水泥用量，配合比增加了粗骨料的量，且采用振動(dòng)碾壓法，形成骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，不僅沒(méi)有影響抗壓強(qiáng)度，還具有極強(qiáng)的抗裂性能，能夠適應(yīng)重載運(yùn)輸發(fā)展的需求，有利于提高路面的整體性能，增加路面使用壽命。

1 傳統(tǒng)半剛性基層與振動(dòng)成型法水泥穩(wěn)定碎石基層的比較

在我國(guó)，90%以上的高等級(jí)道路采用以無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料或土類(lèi)材料鋪筑的半剛性材料作為基層。其是以級(jí)配碎石作骨料，采用一定數(shù)量的膠凝材料和灰漿來(lái)填充骨料空隙，按嵌擠原理攤鋪壓實(shí)。其壓實(shí)度接近于密實(shí)度，強(qiáng)度主要靠碎石間的嵌擠鎖結(jié)原理，同時(shí)有足夠的灰漿體積來(lái)填充骨料的空隙。該路面具有強(qiáng)度與剛度較大、水穩(wěn)定性與抗凍性較好、造價(jià)低、施工方便的優(yōu)勢(shì)。

由于水泥穩(wěn)定碎石在溫度、氣候等變化的作用下容易產(chǎn)生收縮等問(wèn)題，嚴(yán)重影響路面的使用性能。傳統(tǒng)的半剛性基層路面突出問(wèn)題有：

1)收縮系數(shù)較大，抗變形能力較低，容易開(kāi)裂，并形成路面的反射裂縫(見(jiàn)圖1)。

2)不透水，表面易積水，形成沖刷現(xiàn)象并使得路面脫空、開(kāi)裂。

3)對(duì)荷載變化比較敏感，超載破裂后難以愈合，破壞更快。

4)剛度大導(dǎo)致的面層內(nèi)部剪應(yīng)力增加，出現(xiàn)壅包、坑槽的可能性增加(見(jiàn)圖2)。

5)在重型載具的反復(fù)作用下，半剛性基層瀝青路面使用壽命低于設(shè)計(jì)壽命，甚至出現(xiàn)提前破壞現(xiàn)象。

振動(dòng)成型法水泥穩(wěn)定碎石基層，與傳統(tǒng)的半剛性基層相比，克服了傳統(tǒng)半剛性基層的缺陷，配合比增加了粗骨料的量，降低水泥含量，采用振動(dòng)碾壓方法，不僅不會(huì)降低抗壓強(qiáng)度，還能提高路面壓實(shí)度，提高路面承載性能。

2 振動(dòng)成型法水泥穩(wěn)定碎石基層的優(yōu)勢(shì)

相比較傳統(tǒng)的半剛性基層，振動(dòng)成型法水泥穩(wěn)定碎石基層克服其集料級(jí)配要求過(guò)寬、室內(nèi)成型方式與現(xiàn)場(chǎng)碾壓方式不匹配、質(zhì)量控制指標(biāo)單一、壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)偏低等問(wèn)題，具有極大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

1)能夠最大程度模擬現(xiàn)場(chǎng)施工情況。采用振動(dòng)壓實(shí)試驗(yàn)儀，在與現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)機(jī)械相匹配的固定配重、振動(dòng)頻率、振幅和振實(shí)時(shí)間等條件，使室內(nèi)成型的試驗(yàn)結(jié)果與施工應(yīng)用一致，能夠準(zhǔn)確、有效的預(yù)測(cè)和控制現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量。

2)顯著提高抗壓強(qiáng)度及抗裂性能。在振動(dòng)成型法下，降低一定比例的水泥劑量；采用優(yōu)化的骨架密實(shí)型級(jí)配，減少細(xì)料含量，振動(dòng)壓實(shí)降低了最佳含水量。通過(guò)這一改變，實(shí)現(xiàn)了降低工程造價(jià)，降低材料的自身收縮,顯著提高抗壓強(qiáng)度及抗裂性能。

3)承載性能顯著提高。改傳統(tǒng)的靜壓為振動(dòng)碾壓，提高機(jī)械碾壓效率，優(yōu)化壓實(shí)工藝，增加了混合料的單位體積質(zhì)量，提高了基層的回彈模量，極大的提高了路面的壓實(shí)度。

3 振動(dòng)成型法水泥穩(wěn)定碎石基層的施工

3.1 施工準(zhǔn)備

振動(dòng)成型法水泥穩(wěn)定碎石基層施工準(zhǔn)備見(jiàn)圖3。

對(duì)于半剛性基層路面結(jié)構(gòu)，基層要承受荷載，應(yīng)具有一定的荷載擴(kuò)散能力。要發(fā)揮水泥穩(wěn)定碎石的優(yōu)良性能，集料自身對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層的承載能力有重要的影響；同時(shí)，必須通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)來(lái)確定其配合比組成設(shè)計(jì)來(lái)保證其強(qiáng)度、回彈模量、收縮和抗沖刷能力等。

1)原材料準(zhǔn)備。

水泥：為防止出現(xiàn)收縮裂縫，宜選用強(qiáng)度等級(jí)42.5或32.5的硅酸鹽水泥，要求初凝時(shí)間在3 h以上、終凝時(shí)間不小于6 h；不得使用快硬水泥、早強(qiáng)水泥以及其他受外界影響而變質(zhì)的水泥。

集料：集料宜采用反擊式破碎機(jī)軋制并經(jīng)吸塵處理，集料的各項(xiàng)指標(biāo)要滿足要求，采用4個(gè)不同規(guī)格的粗細(xì)集料。集料級(jí)配范圍見(jiàn)表1。

表1 集料級(jí)配范圍表

混合料：主要通過(guò)調(diào)整混合料的級(jí)配(見(jiàn)表2)，使7 d無(wú)側(cè)限強(qiáng)度滿足要求，嚴(yán)禁采用加大水泥劑量的方法提高強(qiáng)度。

表2 混合料級(jí)配表

2)下承層準(zhǔn)備。施工前，應(yīng)檢查下承層的施工質(zhì)量：對(duì)有松散及嚴(yán)重離析的路段進(jìn)行處理；對(duì)裂縫作封閉處理；清除表面的浮土、積水等，將作業(yè)面表面灑水濕潤(rùn)等。

3.2 施工工藝及要點(diǎn)

振動(dòng)成型法水泥穩(wěn)定碎石基層施工流程見(jiàn)圖4。

1)拌合及裝料。

a.配置的拌合樓應(yīng)與攤鋪能力相匹配；在料斗上安裝篩網(wǎng)，將超出粒徑規(guī)格的集料及雜物篩除；為防止混料，料斗與料斗之間安裝隔板。

b.裝料時(shí)，按前后中至少三次移動(dòng)的方法進(jìn)行裝料，可有效地防止堆高交叉部位產(chǎn)生嚴(yán)重的離析現(xiàn)象。

在計(jì)量模型 （2）中，OFDIit為決策變量，如果企業(yè)i在t年度存在對(duì)外直接投資行為則記為1，不存在對(duì)外直接投資行為則記為0。β0為常數(shù)項(xiàng)；Finance代表衡量融資約束程度的綜合性指標(biāo)；Control包括了所有控制變量。Dummies涵蓋了行業(yè)、地區(qū)、年份3個(gè)虛擬變量，控制東、中、西部地區(qū)因素對(duì)企業(yè)對(duì)外直接投資的影響。ε是誤差項(xiàng)。鑒于融資約束與對(duì)外直接投資決策之間可能存在遺漏變量、反向因果造成的內(nèi)生性問(wèn)題，t-1表示將解釋變量滯后一期。

2)運(yùn)輸。運(yùn)輸車(chē)輛數(shù)量必須滿足拌和出料與攤鋪需要，并盡快將混合料運(yùn)送到鋪筑現(xiàn)場(chǎng)；為減少水分損失，混合料在運(yùn)輸過(guò)程中必須覆蓋。

3)攤鋪。

a.將攤鋪機(jī)螺旋輸送器最外端葉片反裝，防止兩側(cè)混合料離析。

b.采用兩臺(tái)及以上攤鋪機(jī)攤鋪時(shí)，攤鋪機(jī)前后相隔5 m～10 m呈梯隊(duì)式作業(yè)，兩幅之間搭接5 cm～10 cm。

c.攤鋪速度要?jiǎng)蛩?，速度宜控制? m/min～3 m/min，不得間斷和停頓。

d.在攤鋪過(guò)程中，攤鋪機(jī)的螺旋布料器應(yīng)有2/3埋入混合料中。

4)碾壓。

壓路機(jī)1臺(tái)，雙鋼輪壓路機(jī)1臺(tái)。

b.碾壓速度及遍數(shù)：初壓1.5 km/h～1.7 km/h，鋼輪和輪胎壓路機(jī)各1遍；復(fù)壓1.8 km/h～2.2 km/h，鋼輪和輪胎弱振各1遍，重型振動(dòng)壓力機(jī)強(qiáng)振碾壓5遍；終壓1.8 km/h～2.2 km/h，雙鋼輪靜壓2遍。

c.一次碾壓長(zhǎng)度一般為50 m～80 m。碾壓段落設(shè)置明顯的分界標(biāo)志，層次分明，有專人指揮。

d.碾壓宜在水泥終凝前完成，從加水拌合到碾壓終了的時(shí)間不超過(guò)3 h。

e.施工過(guò)程中，要及時(shí)進(jìn)行水泥劑量、級(jí)配、壓實(shí)度、標(biāo)高、寬度等檢測(cè)。

5)接縫處理。

a.橫向接縫盡量選在兩個(gè)或多個(gè)構(gòu)造物之間作為一個(gè)施工段進(jìn)行施工。若因工作面較長(zhǎng)不能一次攤鋪完成而停止攤鋪，則在下一次繼續(xù)攤鋪前在碾壓完成的混合料末端沿橫向攤鋪層全寬將末端鑿除，應(yīng)直鑿到下承層頂面，連接面應(yīng)切成垂直面。攤鋪前最好在鑿除斷面上刷少量水泥漿，保證新舊混合料良好的粘結(jié)。

b.避免設(shè)置縱縫，設(shè)置縱縫時(shí)必須垂直相接，嚴(yán)禁斜接。

6)養(yǎng)生。

a.每一段碾壓完成后，立即開(kāi)始養(yǎng)生。將土工布濕潤(rùn)后，人工覆蓋在碾壓完成的基層頂面。覆蓋2 h后，用灑水車(chē)灑水養(yǎng)生。灑水車(chē)的噴頭應(yīng)為噴霧式，以免破壞基層表面。養(yǎng)生期間必須始終保持混合料表面濕潤(rùn)。養(yǎng)生期不得少于7 d。

b.養(yǎng)生期間，封閉交通，實(shí)施硬隔離，兩側(cè)放置交通管制標(biāo)牌，禁止一切車(chē)輛在其上行駛。

4 結(jié)語(yǔ)

相比較傳統(tǒng)的半剛性基層，振動(dòng)成型法水泥穩(wěn)定碎石基層可降低工程成本，大幅提高路面的承載能力，延長(zhǎng)路面壽命。振動(dòng)成型法水泥穩(wěn)定碎石基層在浙江，江蘇等省市進(jìn)行了大規(guī)模推廣和應(yīng)用，取得了良好的效果。振動(dòng)成型法水泥穩(wěn)定碎石基層具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，具有廣闊的發(fā)展前景。

[1] 王玉富，忻滿云，張先榮.骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石基層振動(dòng)成型工法[J].中國(guó)市政工程，2008(3)：56-58.

[2] 杭州公路工程監(jiān)理咨詢公司，象山港大橋及接線工程第七監(jiān)理辦.振動(dòng)成型法施工質(zhì)量控制交流材料[Z].2012.

[3] 張萬(wàn)磊，江蘇省交通科學(xué)研究院.骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石配合比設(shè)計(jì)與施工技術(shù)要點(diǎn)[Z].2011.

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[6] 楊海峰.水泥穩(wěn)定碎石的特性和施工質(zhì)量控制[J].山西建筑，2012，38(2)：149-150.

On construction craft and keys in cement stabilized crushed stone base of vibration moulding method

XU Zhi-qin

(ShanxiLvliangRoadandBridgeCo.,Ltd,Lvliang033000,China)

The paper compares the traditional semi-rigid base and cement stabilized crushed stone base of vibration moulding method, concludes the advantages of the latter, and illustrates its construction craft and craft procedure in its practice, so as to enhance its application in the engineering circle.

vibration moulding method, cement stabilized crushed stone, semi-rigid

1009-6825(2014)11-0147-02

2014-02-04

許志琴(1969- )，女，工程師

U416.214

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