水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石試驗路段方案與施工工藝研究

高建輝 ，王開生

(1.黑龍江省高速公路管理局，黑龍江 哈爾濱 150050；2. 黑龍江省交通科學研究所，黑龍江 哈爾濱 150080)

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水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石試驗路段方案與施工工藝研究

高建輝1，王開生2

(1.黑龍江省高速公路管理局，黑龍江 哈爾濱 150050；2. 黑龍江省交通科學研究所，黑龍江 哈爾濱 150080)

通過鋪筑試驗路的方式，對水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石這種新型基層材料在公路工程實際建設中的技術(shù)特性和施工工藝等特性進行系統(tǒng)地了解和分析。

水泥；乳化瀝青穩(wěn)定；碎石試驗路段；方案；施工工藝；研究

1 試驗路原材料選擇與混合料組成設計

水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石基層所用原材料為水泥、乳化瀝青、2～3碎石、1～2碎石、0.5～1碎石、石屑、飲用水。試驗路鋪筑前均進行室內(nèi)試驗分析，判斷室內(nèi)取樣與現(xiàn)場實測是否存在異常。

試驗路選用水泥為海倫亞泰水泥廠生產(chǎn)的P.O42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥劑量4.0%；乳化瀝青是中海瀝青(泰州)有限責任公司生產(chǎn)的陽離子乳化瀝青，乳化瀝青用量2.5%；篩分通過百分率采用摻配比例為2～3碎石∶1～2碎石∶0.5～1碎石∶石屑=30∶25∶18∶27。

2 試驗路鋪筑注意事項

2.1 混合料的拌合

混合料中增加了乳化瀝青,由于目前還沒有專門的水泥乳化瀝青穩(wěn)定基層施工拌和設備，所以，應該改造拌和設備。當實際施工的時候，設置一個三通管道，該管道的具體位置應當在距進料口110 cm的拌缸上端的中上方,而且要設置一些小孔在管道上面，用于噴灑乳化瀝青；乳化瀝青存儲在用于運輸瀝青的鋼罐內(nèi),還要設置一個可變速容積式泵，應與乳化瀝青存儲罐相接。在拌合之前，先把乳化瀝青抽進管道內(nèi)，可以通過調(diào)速電機對泵的轉(zhuǎn)速進行控制,進而精確的計量乳化瀝青的流量。在施工的時候, 按設計比例將水泥、水、乳化瀝青、集料分別投放到拌和鍋內(nèi)，然后進行拌和, 拌和時間應當長于水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石混合料的拌和時間，而短于熱拌瀝青混合料的拌和時間，拌合均勻后的混合料應當色澤一致,不應出現(xiàn)灰團、花面和灰條，也就是不應出現(xiàn)明顯的粗、細集料之間的離析現(xiàn)象。

2.2 混合料的運輸

應當保證拌合料于事先規(guī)定的時間內(nèi)，順利運送至現(xiàn)場, 還要滿足相應的要求，如拌和站需連續(xù)生產(chǎn)、攤鋪機需連續(xù)攤鋪的要求等。運輸前，應當將全部的運輸車輛內(nèi)的車廂灑水，進行潤濕,而且為了防止乳化瀝青會提前破乳,需要在混合料拌和完畢之后，于乳化瀝青破乳之前使用,并且也要充分考慮到采用的水泥的初凝時間。

2.3 混合料的壓實及成型

為了達到最佳的碾壓效果，采用鋼輪壓路機對水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石基層分別進行初壓、復壓和終壓。注意碾壓的過程中不允許過壓,過壓會使石料出現(xiàn)棱角磨損或壓碎的現(xiàn)象，進而影響集料之間的嵌擠效果。壓路機進行碾壓時，速度應保持慢而均勻, 不宜突然變化碾壓的方向或路線，從而導致混合料的推移。壓路機不宜在碾壓成型路段的末端進行停留、加水、調(diào)頭或轉(zhuǎn)向。同時，不宜在當天剛成型完畢的路面上任意停放各類機械設備或車輛,亦要注意不要使礦料、油料等雜物散落在路面上。

2.4 試驗路段養(yǎng)生

水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石基層試驗路在完成攤鋪和碾壓后，需要對試驗路段進行養(yǎng)生，為了能夠取得比較好的養(yǎng)生效果，可以加鋪雙層土工布同時進行灑水養(yǎng)生。養(yǎng)生時間總計共7 d，其中前3 d要進行灑水養(yǎng)生，而后4 d要停止灑水養(yǎng)生，可以允許小型的車輛在低速下通行。養(yǎng)生過程中，應當及時的對路面中的含水量進行檢測，當所測的含水量低于1%以下的時候，即可對上面的結(jié)構(gòu)層進行鋪筑。養(yǎng)生期間應保持周圍環(huán)境的整潔,盡量不要造成任何污染。

3 水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石的綜合效益分析

在市場經(jīng)濟迅速發(fā)展的今天，一項新技術(shù)的經(jīng)濟性對其是否能夠更好的推廣應用起著關鍵性的作用。由室內(nèi)試驗的分析結(jié)果可以看出，加一定用量的乳化瀝青到水泥穩(wěn)定碎石中，可以加強水泥穩(wěn)定碎石材料的抗凍性、抗?jié)B性，可以降低水泥穩(wěn)定碎石材料的剛度，同時在降低水泥穩(wěn)定碎石材料的溫度收縮性能方面都有顯著的幫助。水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石基層在征地、路基修建等方面的公路建設費用與普通水泥穩(wěn)定碎石相比是基本相同的，而不同的是材料自身的費用以及由于材料性能不同從而引起不同的養(yǎng)護費用及營運費用。

我國高等級公路建設的費用平均每公里為3 000萬元，其中建筑材料費在總造價中可達50%左右。根據(jù)黑龍江省前嫩高速公路路面結(jié)構(gòu)層的設計要求，基層單幅設計寬度為11.75 m，上下基層的總厚度為36 cm。試驗路鋪筑長度為300 m，厚度為18 cm，設置為上基層，則水泥穩(wěn)定碎石材料的總用量為

300×11.75×0.18×2.356 =1 494.9

1494.9/(1+4.0%+2.5%)=1 403.7

1403.7×2.5%=35.1

乳化瀝青用量為2.5%，根據(jù)當前乳化瀝青市場價格約為3 000元/t計算，則300 m水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石基層的乳化瀝青費用為

35.1×3 000=105 274.6元

雖然由于加入了乳化瀝青使平均每公里造價增加了約10.5萬元，但是由于乳化瀝青的加入，使普通水泥穩(wěn)定碎石基層的柔性顯著提高，能有效的降低基層的剛度，減少了半剛性基層的溫縮裂縫并提高其冰凍穩(wěn)定性，從而減少瀝青混凝土路面的反射裂縫，提高瀝青路面的使用性能，增加瀝青路面的使用年限，因此節(jié)約了因路面的后期養(yǎng)護所產(chǎn)生的大量養(yǎng)護費用；同時提高了司乘人員行車的舒適性，也改善了路面的美觀等，以及所產(chǎn)生的社會效益，這些都是不可以用金錢來衡量的。綜上，水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石作為一種新型的路面材料，具有經(jīng)濟、適用的特點，值得大力推廣。

4 結(jié) 論

根據(jù)室內(nèi)試驗研究成果，于前鋒農(nóng)場至嫩江公路伊春至北安段A8標段選定修筑300 m試驗路的具體方案，為試驗路的鋪筑做了一些資料搜集及準備工作，為更好的完成試驗路的鋪筑提供基礎。通過對水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石基層的綜合效益進行分析后得出結(jié)論，在水泥穩(wěn)定碎石材料中加入適量的乳化瀝青，對降低水泥穩(wěn)定碎石混合料的剛度、增強抗?jié)B性能、增強抗凍破壞的抵抗力、降低水泥穩(wěn)定碎石材料的溫度收縮均有積極的幫助，再者，由于水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石材料較普通水泥穩(wěn)定碎石材料柔性大大的提高了，有著較好的穩(wěn)定性和耐久性，因此路面的使用時間延長，相應的養(yǎng)護費用隨之大幅度降低，營運費用也將因為路面性能的提升而有所降低，帶來相當可觀的社會效益，應該大力推廣。

2016-03-11

寒區(qū)道路工程技術(shù)實驗室開放課題合同書(黑龍江省普通高校重點實驗室)項目，寒區(qū)水泥乳化瀝青穩(wěn)定碎石基層冰凍穩(wěn)定性研究，項目編號:HQKF-12-02。

U416.214

C

1008-3383(2016)11-0070-02