水泥乳化沥青稳定碎石试验路段方案与施工工艺研究

高建辉 ，王开生

(1.黑龙江省高速公路管理局，黑龙江 哈尔滨 150050；2. 黑龙江省交通科学研究所，黑龙江 哈尔滨 150080)



水泥乳化沥青稳定碎石试验路段方案与施工工艺研究

高建辉1，王开生2

(1.黑龙江省高速公路管理局，黑龙江 哈尔滨 150050；2. 黑龙江省交通科学研究所，黑龙江 哈尔滨 150080)

通过铺筑试验路的方式，对水泥乳化沥青稳定碎石这种新型基层材料在公路工程实际建设中的技术特性和施工工艺等特性进行系统地了解和分析。

水泥；乳化沥青稳定；碎石试验路段；方案；施工工艺；研究

1 试验路原材料选择与混合料组成设计

水泥乳化沥青稳定碎石基层所用原材料为水泥、乳化沥青、2～3碎石、1～2碎石、0.5～1碎石、石屑、饮用水。试验路铺筑前均进行室内试验分析，判断室内取样与现场实测是否存在异常。

试验路选用水泥为海伦亚泰水泥厂生产的P.O42.5级普通硅酸盐水泥，水泥剂量4.0%；乳化沥青是中海沥青(泰州)有限责任公司生产的阳离子乳化沥青，乳化沥青用量2.5%；筛分通过百分率采用掺配比例为2～3碎石∶1～2碎石∶0.5～1碎石∶石屑=30∶25∶18∶27。

2 试验路铺筑注意事项

2.1 混合料的拌合

混合料中增加了乳化沥青,由于目前还没有专门的水泥乳化沥青稳定基层施工拌和设备，所以，应该改造拌和设备。当实际施工的时候，设置一个三通管道，该管道的具体位置应当在距进料口110 cm的拌缸上端的中上方,而且要设置一些小孔在管道上面，用于喷洒乳化沥青；乳化沥青存储在用于运输沥青的钢罐内,还要设置一个可变速容积式泵，应与乳化沥青存储罐相接。在拌合之前，先把乳化沥青抽进管道内，可以通过调速电机对泵的转速进行控制,进而精确的计量乳化沥青的流量。在施工的时候, 按设计比例将水泥、水、乳化沥青、集料分别投放到拌和锅内，然后进行拌和, 拌和时间应当长于水泥乳化沥青稳定碎石混合料的拌和时间，而短于热拌沥青混合料的拌和时间，拌合均匀后的混合料应当色泽一致,不应出现灰团、花面和灰条，也就是不应出现明显的粗、细集料之间的离析现象。

2.2 混合料的运输

应当保证拌合料于事先规定的时间内，顺利运送至现场, 还要满足相应的要求，如拌和站需连续生产、摊铺机需连续摊铺的要求等。运输前，应当将全部的运输车辆内的车厢洒水，进行润湿,而且为了防止乳化沥青会提前破乳,需要在混合料拌和完毕之后，于乳化沥青破乳之前使用,并且也要充分考虑到采用的水泥的初凝时间。

2.3 混合料的压实及成型

为了达到最佳的碾压效果，采用钢轮压路机对水泥乳化沥青稳定碎石基层分别进行初压、复压和终压。注意碾压的过程中不允许过压,过压会使石料出现棱角磨损或压碎的现象，进而影响集料之间的嵌挤效果。压路机进行碾压时，速度应保持慢而均匀, 不宜突然变化碾压的方向或路线，从而导致混合料的推移。压路机不宜在碾压成型路段的末端进行停留、加水、调头或转向。同时，不宜在当天刚成型完毕的路面上任意停放各类机械设备或车辆,亦要注意不要使矿料、油料等杂物散落在路面上。

2.4 试验路段养生

水泥乳化沥青稳定碎石基层试验路在完成摊铺和碾压后，需要对试验路段进行养生，为了能够取得比较好的养生效果，可以加铺双层土工布同时进行洒水养生。养生时间总计共7 d，其中前3 d要进行洒水养生，而后4 d要停止洒水养生，可以允许小型的车辆在低速下通行。养生过程中，应当及时的对路面中的含水量进行检测，当所测的含水量低于1%以下的时候，即可对上面的结构层进行铺筑。养生期间应保持周围环境的整洁,尽量不要造成任何污染。

3 水泥乳化沥青稳定碎石的综合效益分析

在市场经济迅速发展的今天，一项新技术的经济性对其是否能够更好的推广应用起着关键性的作用。由室内试验的分析结果可以看出，加一定用量的乳化沥青到水泥稳定碎石中，可以加强水泥稳定碎石材料的抗冻性、抗渗性，可以降低水泥稳定碎石材料的刚度，同时在降低水泥稳定碎石材料的温度收缩性能方面都有显著的帮助。水泥乳化沥青稳定碎石基层在征地、路基修建等方面的公路建设费用与普通水泥稳定碎石相比是基本相同的，而不同的是材料自身的费用以及由于材料性能不同从而引起不同的养护费用及营运费用。

我国高等级公路建设的费用平均每公里为3 000万元，其中建筑材料费在总造价中可达50%左右。根据黑龙江省前嫩高速公路路面结构层的设计要求，基层单幅设计宽度为11.75 m，上下基层的总厚度为36 cm。试验路铺筑长度为300 m，厚度为18 cm，设置为上基层，则水泥稳定碎石材料的总用量为

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

乳化沥青用量为2.5%，根据当前乳化沥青市场价格约为3 000元/t计算，则300 m水泥乳化沥青稳定碎石基层的乳化沥青费用为

35.1×3 000=105 274.6元

虽然由于加入了乳化沥青使平均每公里造价增加了约10.5万元，但是由于乳化沥青的加入，使普通水泥稳定碎石基层的柔性显著提高，能有效的降低基层的刚度，减少了半刚性基层的温缩裂缝并提高其冰冻稳定性，从而减少沥青混凝土路面的反射裂缝，提高沥青路面的使用性能，增加沥青路面的使用年限，因此节约了因路面的后期养护所产生的大量养护费用；同时提高了司乘人员行车的舒适性，也改善了路面的美观等，以及所产生的社会效益，这些都是不可以用金钱来衡量的。综上，水泥乳化沥青稳定碎石作为一种新型的路面材料，具有经济、适用的特点，值得大力推广。

4 结 论

根据室内试验研究成果，于前锋农场至嫩江公路伊春至北安段A8标段选定修筑300 m试验路的具体方案，为试验路的铺筑做了一些资料搜集及准备工作，为更好的完成试验路的铺筑提供基础。通过对水泥乳化沥青稳定碎石基层的综合效益进行分析后得出结论，在水泥稳定碎石材料中加入适量的乳化沥青，对降低水泥稳定碎石混合料的刚度、增强抗渗性能、增强抗冻破坏的抵抗力、降低水泥稳定碎石材料的温度收缩均有积极的帮助，再者，由于水泥乳化沥青稳定碎石材料较普通水泥稳定碎石材料柔性大大的提高了，有着较好的稳定性和耐久性，因此路面的使用时间延长，相应的养护费用随之大幅度降低，营运费用也将因为路面性能的提升而有所降低，带来相当可观的社会效益，应该大力推广。

2016-03-11

寒区道路工程技术实验室开放课题合同书(黑龙江省普通高校重点实验室)项目，寒区水泥乳化沥青稳定碎石基层冰冻稳定性研究，项目编号:HQKF-12-02。

U416.214

C

1008-3383(2016)11-0070-02