水泥穩(wěn)定碎石層雙缸單振動(dòng)拌合施工方法研究

文/馬權(quán)生

1 雙缸單振動(dòng)拌和的特點(diǎn)

1.1 利用振動(dòng)拌合機(jī)的高頻振動(dòng)特性，加快水泥穩(wěn)定碎石混合料中水泥漿體與粗細(xì)骨料的裹覆，實(shí)現(xiàn)混合料短時(shí)間內(nèi)拌和均勻，極大提升了攪拌質(zhì)量和效率。

1.2 振動(dòng)拌合工藝能明顯提高水穩(wěn)料無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度和劈裂彎拉強(qiáng)度，顯著改善混合料干縮、溫縮及抗沖刷等使用性能。

1.3 振動(dòng)拌缸由于攪拌軸的振動(dòng)作用，攪拌軸上基本不黏料，節(jié)約了人工清理的投入費(fèi)用。

1.4 應(yīng)用自卸車篷布自動(dòng)覆蓋裝置，無(wú)須司機(jī)上車，在提高效率的同時(shí)，規(guī)避司機(jī)摔傷的風(fēng)險(xiǎn)；通過(guò)在拌合機(jī)喂料口處加裝防離析擋板和“井字形”成品料倉(cāng)防離析裝置，能夠有效防止混合料離析；通過(guò)改進(jìn)灑水車的灑水方式等一系列工藝且對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新，同時(shí)對(duì)涉及的新設(shè)備（裝置）進(jìn)行申報(bào)，由此獲得了多個(gè)創(chuàng)新實(shí)用新型專利。

2 工藝原理

2.1 該技術(shù)是在普通的水穩(wěn)攪拌機(jī)上加入激振器，通過(guò)傳動(dòng)裝置傳遞到振動(dòng)軸，使設(shè)備在對(duì)混合料進(jìn)行強(qiáng)制攪拌的同時(shí)加以振動(dòng)作用；增加混合料顆粒的運(yùn)動(dòng)速度，使細(xì)集料及水泥漿受到振動(dòng)及攪拌作用后均勻包裹于粗骨料的表面，以此不僅可以增加水泥水化反應(yīng)的進(jìn)程，還可以改善混合料的微觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高混合料的強(qiáng)度和耐久性[1]。

2.2 自卸車篷布自動(dòng)覆蓋裝置由電機(jī)、控制器、篷布桿，彈簧、篷布五部分組成，自卸車司機(jī)通過(guò)車內(nèi)控制器控制電機(jī)正轉(zhuǎn)，并在篷布桿和彈簧的輔助下實(shí)現(xiàn)篷布自動(dòng)覆蓋；篷布收回使用時(shí)，使電機(jī)反轉(zhuǎn)將篷布收回即可。自卸車篷布自動(dòng)覆蓋裝置如圖1 所示。

圖1 自卸車篷布自動(dòng)覆蓋裝置

3 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

使用振動(dòng)器讓水穩(wěn)混合料中的水泥顆粒發(fā)生振動(dòng)，并使凝結(jié)的水泥結(jié)塊擴(kuò)散，讓水泥顆粒在振動(dòng)作用下分布均勻；同時(shí)，在振動(dòng)作用下使混合料在攪拌機(jī)里的運(yùn)動(dòng)速度提高，從而加快混合料里面水泥的水化作用；此外，振動(dòng)作用還可使集料表面的浮土、灰塵脫落，增加水泥和集料間的界面黏結(jié)力，提高宏觀力學(xué)指標(biāo)，提升工程耐久性。施工工藝流程如圖2所示。

圖2 施工工藝流程

4 攪拌機(jī)工藝流程及操作要點(diǎn)

攪拌機(jī)工藝流程如圖3 所示。配料機(jī)根據(jù)級(jí)配要求對(duì)不同粒徑的骨料進(jìn)行獨(dú)立計(jì)量，通過(guò)集料皮帶運(yùn)輸機(jī)將計(jì)量好的骨料輸送攪拌機(jī)拌缸內(nèi)，與此同時(shí)螺旋輸送機(jī)將粉罐內(nèi)的粉料運(yùn)輸至攪拌機(jī)缸內(nèi)，并將計(jì)量好的水泵入攪拌機(jī)，所有物料一起攪拌；拌好的水穩(wěn)混合料再經(jīng)過(guò)皮帶至成品儲(chǔ)料斗，最后由運(yùn)輸車運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)[2]。

圖3 攪拌機(jī)工藝流程

4.1 拌合機(jī)拌缸要求

公路工程中大多數(shù)水穩(wěn)攪拌設(shè)備的拌缸長(zhǎng)度小于5m，一般水泥穩(wěn)定料在拌缸中的攪拌時(shí)間不超過(guò)10s，而有的僅有5～6s，進(jìn)而導(dǎo)致混合料拌合的均勻性參差不齊。因此，為保證混合料的均勻性，要求振動(dòng)拌缸和普通拌缸的長(zhǎng)度不小于5m，本工法均采用長(zhǎng)度為7.6m 的拌缸（雙拌缸長(zhǎng)度合計(jì)），在滿足長(zhǎng)度要求的同時(shí)，保證混合料在拌缸中的拌和時(shí)間大于15s。

4.2 拌合

4.2.1 在拌合機(jī)卸料倉(cāng)倉(cāng)壁內(nèi)正對(duì)傳送帶面加裝防離析擋板，其作用是對(duì)從傳送帶下落的水穩(wěn)混合料進(jìn)行阻擋，防止由于慣性拋灑使混料粗細(xì)集料分離。圖4 為防離析擋板設(shè)置示意圖 ，圖5 為防離析擋板設(shè)實(shí)物圖。

圖4 防離析擋板設(shè)置示意圖

圖5 防離析擋板設(shè)物圖

4.2.2 在拌合機(jī)卸料倉(cāng)倉(cāng)壁內(nèi)加“井字形”防離析裝置，作用是將從傳送帶下落的水穩(wěn)混合料分隔下落，以防粗細(xì)集料分離，出現(xiàn)在卸料倉(cāng)內(nèi)，中間細(xì)集料多，四周粗骨料滑落造成離析?！熬中巍狈离x析裝置示意圖、“井字形”防離析裝置實(shí)物圖如圖6、圖7所示。

圖6“井字形”防離析裝置示意圖

圖7“井字形”防離析裝置 實(shí)物圖

4.2.3 為了提高成品混合料的均勻性，最大限度減小拋擲力引起的混合料離析問題，因此需要控制拌機(jī)產(chǎn)量，其宜控制在最大拌合能力的80%左右。

4.3 運(yùn)輸

4.3.1 拌合機(jī)出料配備帶活門漏斗的料倉(cāng)，并由漏斗出料直接裝車，裝料時(shí)運(yùn)輸車5 次裝料法裝料，減少混合料離析。

4.3.2 在拉運(yùn)工程中自卸車都要覆蓋篷布才可拉運(yùn)，一是為了防止在拉運(yùn)過(guò)程中沿路的拋灑或灰塵對(duì)路面和環(huán)境的污染，二是在拉運(yùn)混合料時(shí)防止混合料的水分或溫度流失過(guò)快影響施工質(zhì)量。為提高工作效率，規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)，覆蓋篷布時(shí)應(yīng)使用自卸車自動(dòng)覆蓋篷布裝置。

4.3.3 如果運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)，則沿途應(yīng)根據(jù)情況設(shè)置自動(dòng)補(bǔ)水點(diǎn)，防止水分流失。攤鋪過(guò)程中防止水分流失，可采取不揭開篷布卸料。

5 結(jié)語(yǔ)

振動(dòng)拌缸由于攪拌軸的振動(dòng)作用，攪拌軸上基本不黏料，以此不僅減少人工清理，還降低人員安全風(fēng)險(xiǎn)。振動(dòng)拌缸拌合水泥穩(wěn)定碎石基層混合料，提高了混料的均勻性和水泥穩(wěn)定碎石基層的施工質(zhì)量，減少了基層裂縫，從而保證了公路的耐久性，增加了道路的使用年限。通過(guò)將振動(dòng)拌合與非振動(dòng)拌合的基層7d 芯樣無(wú)側(cè)限強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用振動(dòng)攪拌機(jī)可以使混合料均勻性顯著改善，且變異系數(shù)比普通拌合方式低。使用振動(dòng)拌合機(jī)施工基層強(qiáng)度比使用普通拌合機(jī)基層強(qiáng)度高0.9Mpa，強(qiáng)度提升了17.5%[3]。在不影響基層質(zhì)量的同時(shí)，可適當(dāng)按0.1～0.3%降低水泥用量，以此降低工程建設(shè)的直接成本，提高水穩(wěn)基層的耐久性，減少裂縫的產(chǎn)生，利于延長(zhǎng)道路壽命。