胶粉水泥稳定碎石基层施工工艺

梁 飞

（天津市住房和城乡建设综合行政执法总队，天津 300220）

绝大多数公路工程采用水泥稳定碎石基层沥青路面结构形式[1]。水泥稳定碎石混合料承载能力强、刚度大、板体性好、施工工艺简单易控、温湿稳定性好；但也存在着开裂所引起的沥青路面早期损害问题，不仅沥青面层出现反射裂缝，也使路表下渗雨水逐步渗入路基结构层难以排出，直接导致路面承载能力下降，而且在行车荷载及温度环境的复杂作用下裂缝会急剧扩张，是应用于路面基层的致命缺陷。

将废轮胎胶粉应用于水泥稳定碎石材料中，不仅能够有效利用废物、节约资源；而且能够充分发挥废轮胎胶粉和传统水泥稳定碎石各自的技术特点，改善水泥稳定碎石柔韧性和抗变形能力，减少裂缝的产生，从而提高路面使用性能并延长使用寿命。

国内研究主要集中在胶粉掺量对水泥稳定碎石力学性能、水稳定性方面[2～5]，如何确定胶粉水泥稳定碎石施工配合比以及胶粉水泥稳定碎石施工工艺方面的研究相对较弱，随着我国公路事业的发展，在实践中总结胶粉水泥稳定碎石施工工艺、施工质量控制措施变得非常必要。

1 工程概况

天津市外环线东北部调线工程路面及附属工程第2标段道路全长约3.5 km，K13+300～K13+800段落右幅第二层基层采用胶粉水泥稳定碎石进行施工。

2 胶粉水泥稳定碎石配合比

为确保施工质量，在试验室对掺入胶粉后水泥稳定碎石基层各项性能进行检测，方法和普通水泥稳定碎石类似，均采用振动成型法，由于胶粉颗粒非常细小，因此需要对原有料仓进行调整，将四档混合料变为五档，主要是将原有0～4.75 mm一档料分为0～2.36 mm和2.36～4.75 mm两档料。通过试验室对胶粉水泥稳定碎石的各项数据检测：

1）同一级配和同样的水泥剂量，混合料的最大干密度随胶粉掺量的增加而先增加后减小；而且，不同粒径的胶粉，混合料最大干密度出现拐点的胶粉掺量不同；

2）不同粒径的胶粉颗粒，随着胶粉掺量的增加，水泥稳定碎石的抗压强度逐渐减小；且相同掺量，60目橡胶颗粒比40目橡胶颗粒的水泥稳定碎石的抗压强度损失率小；

3）回弹模量随胶粉掺量增加和粒径的增大而降低，胶粉掺量越大，混合料的回弹模量降低越多，当胶粉掺量相同时，掺入的胶粉粒径越小，水泥稳定碎石的回弹模量下降得越少；

4）胶粉水泥稳定碎石劈裂抗拉强度随胶粉掺量的增加而下降；胶粉掺入量相同的情况下，胶粉粒径小，水泥稳定碎石劈裂强度损失少；

5）掺胶粉的水泥稳定碎石冻稳系数比常规水泥稳定碎石稍大；

6）掺入一定量胶粉颗粒后，混合料的抗干、温缩能力在一定程度上得到提高。

因胶粉对水泥稳定碎石的强度造成较大的影响，施工中掺入60目胶粉颗粒，掺入量控制在集料质量的1%；水泥剂量为集料质量的4%。

3 现场施工

3.1 施工准备

3.1.1 施工设备

1）由于大部分水泥稳定碎石粒料拌和机为四料仓，为配合胶粉水泥稳定碎石施工，需要进行改造，增加一个进料仓，调整传送带的长度，满足生产要求。

2）基层施工宽度为22 m，压实厚度18 cm，选用一台中大DT1600型摊铺机（施工宽度16 m）和一台徐工摊铺机（摊铺宽度6.5 m）梯队作业。施工前对摊铺机的技术参数进行调整，确保基层摊铺厚度一致，完整无缝，平整度好。

3）运输车辆、装载机、洒水车数量应与拌和设备、摊铺设备、压路机相匹配，根据运距和摊铺能力配备10辆运输车。

4）配备自质量22 t单钢轮振动压路机2台、26 t单钢轮压路机1台和30 t轮胎压路机3台，进场前对压路机进行过磅称重。

5）胶粉专用添加设备要求装配高精度电子动态计量器，精确控制添加量，因胶粉颗粒小，因此投放在0～2.36 mm档料仓中。

3.1.2 下承层处理

1）施工前，检查下承层施工质量，满足表面平整、坚实且有合适的路拱，没有任何松散和软弱地点的要求。松散、离析严重的路段，必须返工处理。

2）质量合格的下承层表面洒水湿润。

3）为保证基层边部压实，采用钢模支挡，每10 m打入一根钢钎，将钢模板摆设到位；每75 cm设置一道角撑，以确保重型压路机碾压过程中模板不倾斜，便于边部压实。见图1。

图1 钢模板支护

3.2 施工要点

3.2.1 混合料拌和

1）水泥稳定碎石混合料在中心拌和厂（站）集中拌和。

2）拌和要均匀，含水量要高于最佳含水量1%，使混合料运到现场碾压时的含水量不低于最佳含水量。

3）现场应随时监测拌和时的水泥剂量、含水量和各种集料的配比，发现异常要及时调整或停止生产，水泥剂量和含水量应按要求的频率检查并做好记录。

4）加强对拌和计量装置、检测仪器等设备的检查、维护，料仓过滤筛网应经常进行检查，发现堵塞和破损现象应及时清理和更换，以便更好地控制配合比。

3.2.2 摊铺

1）在摊铺机就位的断面预先放置垫块，每台摊铺机放两处。摊铺机的熨平板缓慢下降。

2）开始阶段摊铺速度为1 m/min，为了提高初始压实度，摊铺机振幅与频率调整为高频大振幅。

3.2.3 碾压

1）每台摊铺机后应紧跟压路机，一次碾压长度一般为50～80 m。碾压段落必须层次分明，设置明显的分界标志。

2）按照由路边向路中、由低向高，先下部密实后上部密实、低速行驶的原则碾压，避免推移、起皮和漏压。先采用26 t单钢轮压路机静压去、弱振回1遍，再强振1遍；然后采用22 t压路机强振2遍；最后采用胶轮压路机碾压2遍。

3）压路机碾压时的速度：第l～2遍为1.5～1.7 km/h，以后各遍为1.8～2.2 km/h且碾压时应重叠1/3轮宽。

3..3施工效果

3.3.1 压实度

对K13+300～K13+800段基层压实度进行检测，见表1。

表1 压实度

3.3.2 现场取芯检测

对K13+300～K13+800段落左右幅基层进行取芯检测，见表2。

表2 基层取芯结果

外环线东北部调线工程对水泥稳定碎石上基层强度要求为不低于3.5 MPa，胶粉水泥稳定碎石基层的7 d无侧限抗压强度大约为不添加胶粉颗粒的80%，但仍然满足强度要求。

4 结语

根据胶粉水泥稳定碎石基层施工的特点，总结出胶粉水泥稳定碎石施工工艺、施工质量控制措施。胶粉的加入可以大大提高半刚性材料的抗变形能力和水稳定性,同时并不会对水泥稳定碎石的强度造成较大的影响，具有广泛的应用前景,应该进行大力推广。