低劑量水泥穩(wěn)定碎石拌合工藝的控制

王 佃 峰

(大同市南郊區(qū)公路管理站，山西 大同　037000)

0　引言

低劑量水泥穩(wěn)定碎石是近幾年興起的路面底基層結(jié)構(gòu)型式，它以材料質(zhì)量好、施工速度快、生產(chǎn)容易控制等特點(diǎn)逐漸替代石灰土和級配碎石等結(jié)構(gòu)，但是由于其成本高于其他底基層的造價，導(dǎo)致推廣受到一定的限制。隨著國家對工程質(zhì)量的重視，低劑量水泥穩(wěn)定碎石會被逐漸推廣。

1　低劑量水泥穩(wěn)定碎石的概念和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

低劑量水泥穩(wěn)定碎石是指水泥劑量小于3%的水泥穩(wěn)定類碎石結(jié)構(gòu)。通常的水泥穩(wěn)定碎石的水泥劑量在4%～5%之間，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度要求不低于3 MPa。對于低劑量水泥穩(wěn)定碎石規(guī)范沒有明確的規(guī)定。參照其他地方標(biāo)準(zhǔn)的7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)范圍在2.5 MPa～3.0 MPa之間。設(shè)計(jì)級配參照水泥穩(wěn)定碎石的級配范圍。低劑量水泥穩(wěn)定碎石的拌合工藝是影響混合料生產(chǎn)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素，它是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)配合比和生產(chǎn)配合比一致性的紐帶，是混合料質(zhì)量控制的關(guān)鍵工序之一。實(shí)用的配合比是在混合料質(zhì)量穩(wěn)定的前提下保證混合料產(chǎn)量的有效提高。如何保證低劑量水泥穩(wěn)定碎石的拌合質(zhì)量是施工生產(chǎn)的一個重要問題，為此從以下幾個方面進(jìn)行控制。

2　目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)參數(shù)

水泥穩(wěn)定碎石混合料一般采用四種級配的碎石進(jìn)行搭配，常規(guī)的碎石規(guī)格一般為15 mm～25 mm碎石、10 mm～15 mm碎石、5 mm～10 mm碎石、0 mm～5 mm碎石[1]，也可以采用其他形式的組合。雖然國內(nèi)各地的材料規(guī)格不一致，但是材料搭配要求是連續(xù)均勻，規(guī)格不能存在斷檔的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)室根據(jù)試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)[2]。例如目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)比例和合成級配表如表1，表2所示。

表1　低劑量水泥穩(wěn)定碎石配合比設(shè)計(jì)表

表2　合成級配表

以上指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求，進(jìn)入生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段。

3　生產(chǎn)配合比冷料速率的控制

進(jìn)行生產(chǎn)配合比階段，首先將各種原材料用裝載機(jī)裝入相對應(yīng)的冷料斗。最細(xì)的原材料(0 mm～5 mm碎石)放在離拌合樓控制室最近的冷料斗，主要是防止細(xì)集料含水較大的時候，集料在輸送時發(fā)生滑動。然后將目標(biāo)配合比輸入電腦中，拌合機(jī)的使用狀態(tài)達(dá)到自動狀態(tài)，并記錄每種原材料所在冷料斗的開口度，記錄每個電機(jī)的變頻速率。每種原材料上料5 min，實(shí)用三個變頻數(shù)據(jù)，每次放入運(yùn)輸車輛中，在地磅進(jìn)行稱量，記錄對應(yīng)重量。然后劃出變頻電機(jī)的頻率與重量的關(guān)系圖，最后根據(jù)設(shè)計(jì)所需的噸數(shù)在圖表中查出所對應(yīng)的頻率。

在自動狀態(tài)下標(biāo)定完畢以后，然后再將拌合達(dá)到手動狀態(tài)，利用所標(biāo)定的變頻電機(jī)速率進(jìn)行手動標(biāo)定原材料重量，觀察自動狀態(tài)與手動狀態(tài)下輸送骨料的數(shù)值差異。如果標(biāo)定的數(shù)據(jù)誤差在1%之內(nèi)，認(rèn)為標(biāo)定數(shù)據(jù)合格。如果標(biāo)定的數(shù)據(jù)不一致，再調(diào)整每種原材料標(biāo)定的k值和零點(diǎn)，重新確定，經(jīng)過多次測試完畢，誤差在范圍之內(nèi)認(rèn)為標(biāo)定正確。

水泥稱的標(biāo)定比較復(fù)雜，必須按照外排水泥的重量進(jìn)行確定水泥的k值。如果采用砝碼進(jìn)行標(biāo)定，砝碼在水泥稱不同的位置測試的重量出現(xiàn)不同的數(shù)據(jù)，無法判斷分析。

用水量的標(biāo)定，將變頻電機(jī)的速率使用三個速率進(jìn)行用水量標(biāo)定。在標(biāo)定的過程中，生產(chǎn)廠家的水泵直徑按照正常水泥穩(wěn)定碎石的用水量設(shè)計(jì)，但是低劑量水泥穩(wěn)定碎石的用水量小，水泵的用水量大，出現(xiàn)用水量不宜控制的現(xiàn)象。因此在選擇水泵的點(diǎn)位器的靈敏度高一些，才能精確控制水泥穩(wěn)定碎石的用水量。

以上將集料、水泥和水的標(biāo)定和注意事項(xiàng)提出，主要是為保證拌合樓準(zhǔn)確計(jì)量打下基礎(chǔ)。

4　低劑量水泥穩(wěn)定碎石的試拌工藝控制

目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)完成以后，需要按照目標(biāo)配合比進(jìn)行調(diào)試水泥穩(wěn)定拌合樓從而確定生產(chǎn)配合比參數(shù)正確與否。

4.1　調(diào)試水泥穩(wěn)定碎石含水量正確與否

在控制室的電腦中輸入用水量后，進(jìn)行拌合測試水泥穩(wěn)定碎石混合料的含水量，如果測試的含水量與設(shè)計(jì)的最佳含水量在±0.2%范圍內(nèi)，認(rèn)為拌合樓最佳用水量正確。否則要檢查標(biāo)定的含水量正確與否。如果無異常檢查蓄水罐的水位是否超過水泵的高度，要檢查拌缸中噴水管的各個噴口是否全部出水。檢查與水泵輸水管連接是否牢靠。

4.2　調(diào)試水泥穩(wěn)定碎石水泥劑量正確與否

調(diào)試水泥劑量準(zhǔn)確與否受到兩個因素的影響：一是水泥本身進(jìn)入拌缸的重量正確與否。二是進(jìn)入拌缸中的集料重量正確與否，這兩個因素都可以導(dǎo)致水泥劑量不穩(wěn)定。在分辨以上兩種原因時候，首先將水泥螺旋輸送器下料口與拌缸連接處采用透明塑料布纏繞，觀察水泥是否下落，下落位置是否在拌缸的有效拌合范圍之內(nèi)，然后再標(biāo)定水泥的重量，從而排除水泥不穩(wěn)的干擾。也可以檢查水泥與集料的模擬值與標(biāo)定的模擬值相差的大小來判定。

4.3　調(diào)試水泥穩(wěn)定碎石拌合樓的級配

級配的調(diào)整是通過室內(nèi)篩分來確定級配的穩(wěn)定性，可以在冷料輸送帶上截取一定距離的混合料進(jìn)行篩分。在拌合前一定檢查模擬值的變化情況，模擬值在每次開機(jī)的時候都變化較大，此時檢查設(shè)備的控制程序，調(diào)整模擬信號。在進(jìn)行篩分的時候如果某種材料的轉(zhuǎn)速較大或者某冷料斗的電機(jī)較熱時，可以采用擴(kuò)大冷料斗的開口度解決問題。

以上三種因素的控制是水泥穩(wěn)定碎石試拌中常出現(xiàn)的問題，針對以上問題加強(qiáng)管理，可以有效的減少問題的發(fā)生。

5　低劑量水泥穩(wěn)定碎石生產(chǎn)時的拌合控制

5.1　準(zhǔn)備工作

實(shí)驗(yàn)室人員每天對料場的原材料的含水量進(jìn)行測試，填寫低劑量水泥穩(wěn)定碎石配合比通知單，監(jiān)理單位、施工單位進(jìn)行簽字。開機(jī)前拌合機(jī)操作人員開動拌合機(jī)，檢查配合比的準(zhǔn)確性，拌和機(jī)的使用狀態(tài)、檢查設(shè)備的完整性，確認(rèn)無誤以后打響鈴開機(jī)，按照規(guī)定的速率上料3 min停機(jī)。試驗(yàn)人員在冷料帶上截取長度為1 m的混合料在室內(nèi)篩分，合格以后正式開機(jī)生產(chǎn)。

5.2　水泥穩(wěn)定碎石級配的控制

混合料級配的控制要求原材料的質(zhì)量穩(wěn)定。一是進(jìn)場的原材料顆粒方正，級配規(guī)格。二是裝載機(jī)上料離開地面10 cm～30 cm,減少材料的離析。三是進(jìn)場的材料高度盡量在4 m～5 m之間，防止材料因重力滑落造成的離析。在拌合過程中觀察電機(jī)的電流變化情況，電流變化時，注意材料用量是否變化。在拌合過程中記錄每個變速電機(jī)的頻率，在特殊情況發(fā)生下，可以采用手動拌合混合料。

5.3　水泥劑量的控制

水泥劑量的控制是拌合樓拌合工藝控制的重點(diǎn)。首先判定拌合樓拌合均勻的標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過長期的實(shí)踐觀察，拌合時水泥灰劑量與設(shè)計(jì)的最佳灰劑量數(shù)值相差0.2%，認(rèn)為該拌合樓拌合的混合料均勻一致。在施工完畢對每天的混合料或者進(jìn)行水泥罐轉(zhuǎn)換的時候進(jìn)行總量校核，確認(rèn)水泥劑量是否穩(wěn)定。通常通過以上兩種方法來控制水泥劑量。

5.4　混合料用水量的控制

最佳用水量的控制是依據(jù)最佳含水量為基準(zhǔn)，參考當(dāng)天的運(yùn)輸距離、天氣情況等因素上調(diào)0%～0.7%的含水量作為拌合時的最佳含水量。含水量的大小也要根據(jù)路面的強(qiáng)度等變化因素進(jìn)行調(diào)整。

6　結(jié)語

本文對低劑量水泥穩(wěn)定碎石的拌合工藝的控制進(jìn)行闡述。指出低劑量水泥穩(wěn)定碎石的基礎(chǔ)參數(shù)與普通的水泥穩(wěn)定碎石的不同；指出了在實(shí)際生產(chǎn)控制過程中一些技術(shù)、設(shè)備、電器控制要點(diǎn)，加強(qiáng)了整個拌合工藝的科學(xué)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]JTG/T F20—2015,公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則[S].

[2]JTG/T F20—2015，公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則[S].