二灰碎石防止离析方案

农村公路建设二灰碎石混合料离析现象及控制措施张波（济南市历城区交通局山东济南250101）摘要：本文结合农村公路特点，以二灰碎石作为研究对象，通过分析混合料离析的基本原理，探讨了二灰碎石混合料在拌和、运输及摊铺过程中，由于机械原因而产生的离析现象的控制方法，通过实践可知这些方法能有效的提高农村公路二灰碎石基层的施工质量。关键词：二灰碎石路面基层离析原因控制0、引言沥青路面基层与底基层现在多数采用半刚性基层材料，而石灰、粉煤灰稳定碎石（以下简称二灰碎石）以其具有强度高，水稳定性好，抗冲刷能力强，施工工艺相对简单等优点，不但在国省道（高速公路）广泛应用，在农村公路建设（改建）中也以普遍使用。但由于农村公路其自身的特点及施工企业现有条件，目前施工质量一般难以控制。特别是混合料的不均匀混合产生的离析严重影响了基层的整体强度和稳定性，笔者结合多年的工程管理经验，对农村公路二灰碎石基层施工过程中由于机械使用原因引起的混合料离析现象进行了分析，并提出了相应的处理措施。1、二灰碎石混合料离析的基本理论二灰碎石混合料离析是与最佳混合相比较而言，指大粒径石子、小粒径石子与二灰三者之间处于非人为的分别聚集状态，分为整体上离析与厚度上离析，前者指混合料整体范围内的粒料含量不同，这种离析可通过各种措施减少或避免，后者指摊铺后厚度方向上的不均匀现象，这种离析是不可避免的，因为无论采用何种机械混合料始终存在着大粒料向上层分离倾向。据文献[1]可知，目前二灰碎石多数是紧密嵌挤骨架密实式二灰粒料，即：二灰与集料的质量比在15：85—20：80之间，这种混合料压实后应具有的理想结构是：在经压实后的二灰碎石中，表面包裹一薄层二灰结合料的颗粒粒径大于4．75MM以上的粗集料紧密排列，形成良好的骨架结构，密实的二灰结合料填充骨架间隙，并将骨架粘结成为整体。状态模型如图1，集料颗粒之间相互嵌挤，形成稳定的框架而产生强度，虽这种结构具有一系列的优良路用性能，但是它的碎石集料一般采用间断级配，在混合料运输和摊铺过程中容易出现离析问题，混合料一旦产生离析就会造成局部强度减弱。但是二灰具有一定的粘附性，所以二灰碎石的离析的原因多数是因为外力作用于各种材料的力的大小及方向不同而引起的。2、施工过程中离析的控制通过分析可知，在配合比设计合理的情况下，混合料的离析现象主要是施工机械的运转对各种材料的力大小和方向不同造成的。因此，需通过对混合料拌和-运输-摊铺的整个过程的机械控制来减少离析。2.1混合料的拌和虽文献[1]未做要求，但文献[2][3]要求二灰碎石基层必须采用集中厂拌法拌制混合料，在实际施工中也要求采用集中厂拌法。由于农村公路投资少，施工企业资质低，采用的拌和机多数是自制或淘汰的，在性能和拌和质量上不会很理想。因此，在拌制过程中，需注意以下问题:2.1.1防止供料不均匀：在供料仓出口，由于沿输送皮带转动方向壁仓存在阻力，使出料口形成“死区”，当骨料中存在个别较大粒径的骨料或泥块时很容易卡住，造成骨料共给减少。此外，当粉煤灰或石灰含水量大时，由于其具有较强的粘结力，也容易使供料口减少，从而造成混合料中某中料的含量减少，产生人为离析，所以必须安排专人定时观察出料口，并保持骨料的无杂质，二灰含水量不要过大，特别是在雨季要对二灰加以覆盖。2.1.2拌和连续稳定，时间合适：由于混合料在拌和时，其质量不同，惯性不同，在开机和停机的瞬间他们的速率不同，从而造成离析，因此，拌和机一旦开机，就应保持连续稳定的作业；其次，拌和时间一定要合适稳定，不要忽长忽短，不要有拌和时间越长越好的思想，因为混合料的随机最佳混合状态产生于拌和过程中的某一时区，时间过长就会把形成的最佳状态破坏。所以，必须通过试生产确定好拌和时间，并在拌和过程中保持稳定。2.2混合料的运输由于农村公路穿村路段多，农村集市又多数设在路上，人流车流比较多，封闭交通具有一定的难度，所以二灰碎石在运输过程中很容易产生离析。应在以下两个方面注意：2.2.1运输过程：由于施工现场道路条件较差以及运输车急剧起步和刹车，致使大骨料往四边散落严重从而造成离析，所以要选择合理的运输路线，尽量少走村庄、避开集市、选择路况教好的路段。并最好采用大吨位的自卸车，在运输过程中，运输车要匀速行驶避免紧急刹车。2.2.2注意装卸料方式：运输车在接料时，应向矩形车厢的前方和后方两处堆装，迫使大粒径骨料在车厢中部落下，这样在卸料时能够再次混合，避免单一向车厢中央装料，造成大粒径骨料落在四周产生离析。卸料时，派专人指挥倒车，严禁自卸车碰撞摊铺机，在安全范围内应快速将车厢大角度升起，避免物料滚落，使混合料整体下落到摊铺机的料斗里。2.3混合料的摊铺为避免混合料离析和提高平整度，规范要求厂拌二灰碎石混合料的摊铺必须采用摊铺机，严禁采用平地机和其他设备。虽然在摊铺过程中主要产生厚度上的离析是不可避免的，但由于农村公路施工企业的条件限制，还必须注意以下问题以免产生整体离析。2.3.1合理选择摊铺宽度：全路段一次摊铺能节约人工和机械而且平整度好，但极易造成混合料离析，所以摊铺宽度不易过大，特别是无施工便道的情况下，行人还要通行。尽量采用分路幅多次摊铺，但纵向接缝处粒径大料较多，而且平整度较差，所以一定多方面综合考虑根据实际确定摊铺宽度，如条件允许最好集中设备采用多台摊铺机梯队作业的方式。2.3.2保持稳定的摊铺速度：摊铺前必须认真检查摊铺和碾压设备，确保其完好状态，减少随机故障，以免由于机械故障造成中途停机，同时加强摊铺现场和拌和厂之间的联系，确保混合料的供应能力，摊铺速度一旦确定，应尽可能保持稳定和连续，不能因为混合料的供应不足和机械故障而造成摊铺间断。一般情况下严禁供料速度忽快忽慢，机械猛烈起步和紧急制动，摊铺速度快慢不均。3、结语（1）二灰碎石混合料的离析现象虽不严重，但在农村公路受施工环境和条件的限制，在施工过程中还是普遍存在的，而且在施工各个环节都可能产生。（2）厚度方向的离析是始终存在不可避免的，混合料在拌和、运输及摊铺过程中产生的整体离析能通过机械控制来减少和避免。（3）离析是半刚性基层材料普遍存在的现象。因此，在保持骨架密实结构优点的前提下，加快对新结构悬浮骨架密实结构的研究。（4）农村公路施工市场需要进一步加强管理，使其尽快规范化，进一步提高农村公路的施工质量。（5）有关二灰碎石基层的施工技术规范还需进一步完善，特别是制定适合农村公路施工现状的技术规范。