水稳连续厂拌式碾压混凝土基层施工技术的应用

2019-07-02杜小阳

中国公路 2019年11期

杜小阳

（广东省长大公路工程有限公司，广东广州 510699）

碾压混凝土基层是一种通过振动碾压施工达到高密实度、高强度的干硬性水泥混凝土结构层，具有节约水泥、收缩小、施工速度快、强度高、开放交通早等技术优势。广东长大公司经试验总结明确提出了水稳厂拌式碾压混凝土的原材料技术指标、找到了比较合适的配合比设计方法和控制指标，铺筑了单幅约10km长的试验路段并做了详细的技术总结。广东云浮至罗定高速公路路面工程全线采用复合式基层沥青混凝土路面，碾压混凝土基层在路面结构组合设计中的强度指标，如表1所示。

一、原材料

原材料包括水泥、粗集料、细集料和水。云罗路面使用广东云浮金鹰牌P.C32.5复合硅酸盐缓凝水泥。粗集料与普通水泥稳定级配碎石的材料通用；细集料采用级配良好的中、粗天然砂和机制砂，该项目采用河砂和石屑掺和使用。

二、配合比设计方法和控制指标

项目组设计了相应的试验，研究了混合料的配合比设计参数对混凝土工作性和强度的影响，从而便于在进行配合比设计时选定合适的参数变化范围，配合比设计参数包括：单位水泥用量、水灰比、矿料最大粒径、级配粗细、拌和时间和密实度。

表1 碾压混凝土基层设计强度指标

施工中液化难度加大不利于强度的增长，降低路用性能。在配合比设计过程中要综合考虑，水灰比应不小于0.44。

混凝土拌和物随着粗集料最大粒径和水泥用量的增大，掺伴物的VC值会出现减弱现象，混凝土的工作性能就伴随最大粒径的增大而相应改善；粒径大一些的混凝土的抗压强度和抗折强度均强于粒径略小的混凝土；在一样的击压锤打下粒径较大一些的混凝土则易于流动，混合料在较短的时间内易于成型。

施工中伴着混凝土掺拌物级配的变粗与水泥用量的加大，拌和物VC值出现递减的情况，级配过粗，掺拌物中的细料随之减少，导致砂浆减少，掺拌物相应剪切应力随之变大，流动性随之变小，这样造成不易拌和，而且离析现象逐渐强化。

三、配合比设计

碾压混凝土基层的配合比设计采用绝对体积法，通过正交试验，选用单位用水量、水泥用量、级配3个因素，每个因素选定3个水平。

根据广梧路面碾压混凝土试验段的施工经验，结合该项目的设计强度指标，单位用水量选定114kg/m3、118kg/m3、122kg/m3，单位水泥用量选定200kg/m3、220kg/m3、240kg/m3，分别取3档水平正交适配。

为减少施工时粗集料离析，提高碾压混凝土基层施工均匀性及结构整体的抗弯拉强度。该项目设计的合成级配要比广梧路面碾压混凝土基层试验路级配偏小一个粒级，即19mm筛孔的通过率为90%～100%。在配合比设计时，选用材料规格为10mm～20mm碎石、5mm～10mm碎石、0mm～5mm石屑和中砂。云罗路面最终确定的碾压混凝土基层合成级配，如表2所示。

表2 云罗高速公路碾压混凝土基层混合料合成级配表

表3 云罗高速公路路面碾压混凝土基层推荐配合比

在级配调整中，需重点关注4.75mm筛孔的通过率，以接近40%通过率为中值，接近±2%偏差调整另外两个级配4.75mm筛孔的通过率，同时要调整级配中砂的掺量，中砂的掺量宜分别相差3%，设定3个档次。该级配设计方法同时考虑了合成级配与中砂掺量对碾压混凝土相关指标的影响。

根据3个选定因素及其对应3个水平进行正交试验，记录相关数据，根据考核指标：改进VC值（s）、28d抗弯拉强度（MPa），进行考核分析，经试配确定配合比结果，如表3所示。

四、连续拌和楼的级配控制、拌和均匀性控制技术

连续厂拌式碾压混凝土基层施工的关键技术之一，是采用水稳拌和楼对碾压混凝土混合料进行拌和。由于拌和时间短，混合料拌和可能不均匀；集料的称量系统属于连续式称量，计量可能不准确；单位水泥用量大，水稳厂拌设备水泥供应不及时、不准确。鉴于此，特对拌和设备进行了改造，经改造后的拌和机，生产出来的混合料相当均匀。

对稳定土拌和楼拌缸进行加长改造，即增加一个拌缸，对混合料进行“二次拌和”，将两台双卧轴拌和缸串联在一起，原材料进入第一个搅拌缸时，加水泥和水开始拌和，第一个搅拌缸拌和的混合料在出料口由输送带直接送入第二个搅拌缸进行“二次拌和”，再由输送带送入临时储料仓。拌和后的混合料显得相当均匀，少见花白料。

在每个冷料仓下面安装一台皮带式电子秤，电子称量设备在控制室内安装计算机和显示屏，控制室内的人员能够看到每个冷料仓的实际供料数量。