摘要：深入了解碾壓混凝土的各項性能以及施工工藝，通過優(yōu)化碾壓混凝土材料組成以及對穩(wěn)定土攪拌機進行相關(guān)設(shè)備改造，使碾壓混凝土的拌合適應(yīng)于穩(wěn)定土攪拌機攪拌時間短的特點，從而達到提高產(chǎn)量的目的，并且使拌合出的混凝土易于碾壓，滿足相關(guān)路用性能。

關(guān)鍵詞：攪拌：碾壓：混凝土

中圖分類號：U418.3

文獻標識碼：B

文章編號：1008－0422(2012)02－0096－02

1、引言

近年來，我國經(jīng)濟的高速增長和取得的成就是毫無爭議的，這樣的情況與日益發(fā)達的交通運輸業(yè)密不可分，但是發(fā)展的同時我們也應(yīng)該看到交通量過大導(dǎo)致超載現(xiàn)象不斷發(fā)生，而且愈演愈烈。以京港澳國家高速公路湖南段為例，根據(jù)最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計，該高速公路自從2003年建成投入使用后，平均每年的交通增長率為20％，大型貨車與拖車比重逐年增多。時有超載現(xiàn)象發(fā)生，而且這些車輛在行駛過程中速度較慢。增長路面承受荷載時間，導(dǎo)致路面常有不同程度的損壞，尤其是超載車輛，嚴重影響了公路的使用壽命。公路建設(shè)和維護費用逐年增加。90年代以來，由于我國瀝青價格的持續(xù)高漲，瀝青路面難以承受重車與大交通量，并且因此而發(fā)生的瀝青路面車轍問題難以解決，所以從業(yè)者希望盡可能運用水泥混凝土作為路面材料以解決瀝青路面承載能力差的問題。碾壓混凝土路面是一種水泥含量少，利用攤鋪機攤鋪，通過壓路機振動碾壓施工工藝達到高密度、高強度的水泥混凝土路面。碾壓混凝土路面的最大優(yōu)勢在于成本的節(jié)約以及較好的承載重交通能力，耐久性以及維修費用也較低，在經(jīng)濟上具有較為明顯的優(yōu)勢，并以此得到了人們的關(guān)注，下面本文就對該方法進行概述。

2、碾壓混凝土的攪拌

根據(jù)碾壓混凝土特殊的施工工藝，其拌合物的制備與普通混凝土有著較大的不同。由于碾壓混凝土本身膠凝材料用量較少、稠度較大的特點，其拌合物的制備對設(shè)備的計量精度、攪拌設(shè)備類型以及生產(chǎn)能力有著特殊的要求，為了保證碾壓混凝土配合比的穩(wěn)定性，將集料分為0－4.75、4.75－16和16－31.5三種，分設(shè)料倉通道并單獨計量。

碾壓混凝土施工為了保證工程質(zhì)量、具備較高的平整度，一般采用大型瀝青攤鋪機設(shè)備，為了適應(yīng)攤鋪機的大面積攤鋪和連續(xù)作業(yè)，相應(yīng)的拌合設(shè)備應(yīng)該具備較高的產(chǎn)量，當(dāng)不能滿足攤鋪機的連續(xù)施工時，許多工程中采用多臺拌合設(shè)備同時拌合供料，雖然有效的提高施工效率，但是往往產(chǎn)生拌合物穩(wěn)定性差，且施工管理復(fù)雜的缺點。

與普通混凝土相比，碾壓混凝土的含水量較少，改進VC值較大，為了提高碾壓混凝土的強度，一般通過添加減水劑的方法來減小水灰比，但是減水劑的加入，需要充分的拌合才能發(fā)揮效用。根據(jù)我國相關(guān)工程實踐與施工經(jīng)驗，為適合碾壓混凝土干硬性的特點，一般采用拌合能力可制式的攪拌裝置，同時為了增大混凝土產(chǎn)量，滿足瀝青攤鋪機的攤鋪速度，碾壓混凝土施工攪拌形式常以雙臥軸強制式攪拌為主。

碾壓混凝土稠度值受水量的影響較大。含水量過大也對混凝土強度性能產(chǎn)生不利影響。施工中原材料由于受到氣候條件約束，其含水率也不均勻，特別是雨后，混合料的干濕程度變化較大，對拌合過程中的供水量以及配比的穩(wěn)定性都產(chǎn)生較大的影響，一般碾壓混凝土拌合設(shè)備中對加水量的控制較為精確，但是砂石料的含水率不穩(wěn)定，只有通過即時測定骨料含水量以及新拌混凝土工作性，調(diào)節(jié)攪拌供水設(shè)備的加水量，有效的將水量控制在合理的范圍之內(nèi)，在滿足施工工作性的同時，利于混凝土強度的穩(wěn)定發(fā)展。

2.1 穩(wěn)定土攪拌設(shè)備與混凝土攪拌設(shè)備的特點

目前我國無論是穩(wěn)定土拌合還是混凝土拌合都較多的采用雙臥軸強制式攪拌機。穩(wěn)定土廠拌的攪拌器工作原理是：混合料進入攪拌缸內(nèi)，兩根攪拌軸為同速度反方向由拌缸內(nèi)部向外旋轉(zhuǎn)，槳葉方向相同，混合料在受到槳葉周向、徑向、軸向力的作用，使物料一邊產(chǎn)生擠壓、摩擦、剪切、對流從而進行劇烈地拌合，一邊向出料口推移。當(dāng)物料移到出料口時，已得到均勻地拌合并具有壓實所需的含水量。這個過程物料由進料口向卸料口推進。快速有效。由于穩(wěn)定土攪拌機拌缸比較短，因此物料在攪拌機內(nèi)得到的有效攪拌時間約為10s。

而一般混凝土攪拌設(shè)備拌缸內(nèi)攪拌葉片的布置原則是：使物料在拌筒內(nèi)合理流動，在盡量短的攪拌時間內(nèi)拌出勻質(zhì)的混凝土。在攪拌軸旋轉(zhuǎn)的過程中，盡量讓參與攪拌的葉片數(shù)量相等，達到攪拌電機的負荷均勻，減少沖擊：隨著兩根攪拌軸上的槳葉由內(nèi)向外反向旋轉(zhuǎn)，物料又可由缸內(nèi)向缸外形成一個循環(huán)，所以混合料在攪拌過程中的形成立體的循環(huán)方式，促進了混凝上拌合料各組成部分的均勻分布。

對比兩者的攪拌方式發(fā)現(xiàn)，在拌缸容積相等且槳葉轉(zhuǎn)速相同的情況下，穩(wěn)定土攪拌設(shè)備的主要特點在于其產(chǎn)量要高于昔通混凝土的攪拌設(shè)備。此次試驗段碾壓混凝土的鋪筑，為了適應(yīng)攤鋪機的攤鋪速度，發(fā)揮穩(wěn)定土廠辦設(shè)備生產(chǎn)率高的特點，對穩(wěn)定土拌合設(shè)備進行相關(guān)改造，使之適應(yīng)于碾壓混凝土的高效拌合工作。

2.2 試驗段碾壓混凝土攪拌設(shè)備的選用以及改造

在進行試驗段施工時，麻武高速公路一期工程已經(jīng)基本完成，二期工程正逐步展開，施工現(xiàn)場不具備采用強制式混凝土攪拌站拌制碾壓混凝土的條件。針對這一情況。課題組創(chuàng)新性地采用連續(xù)式水泥穩(wěn)定土拌和站進行碾壓混凝土的拌和施工，充分發(fā)揮穩(wěn)定土拌合站拌合效率高的特點，解決碾壓混凝土拌合效率與攤鋪速度之間匹配問題。

拌合時間的長短對拌合物的質(zhì)量緊密相關(guān)。攪拌時間過短，新拌混凝土的和易性差，水未能即時進人水泥層內(nèi)部且分散不均，難以形成良好連續(xù)的水泥漿體以裹附在集料周圍，使碾壓混凝土不易達到要求的工作性。且減水劑也不能充分發(fā)揮作用，影響施工質(zhì)量：攪拌時間過長，新拌混凝土和易性、均勻性得到大大改善，但同時也減小了碾壓混凝土的單位時間產(chǎn)量，不利于碾壓混凝土的快速施工。

根據(jù)穩(wěn)定土拌和站單位產(chǎn)量高的特點，此次試驗段的鋪筑采用穩(wěn)定土廠拌設(shè)備拌合碾壓混凝土，在試拌過程中出現(xiàn)了以下問題：由于連續(xù)式水泥穩(wěn)定土攪拌機的攪拌時間很短，僅有10s左右，拌制出的碾壓混凝土混合料比較干澀，且部分粗集料呈花白狀態(tài)，均勻性較差，外加劑的減水效果幾乎無法顯現(xiàn)，改進VC值達到60s以上，無法在攤鋪與碾壓過程中有效提漿，碾壓混凝土強度難以得到保證。

本文針對碾壓混凝土試拌過程中出現(xiàn)的相關(guān)問題，提出了以下改造與優(yōu)化措施：

(1)將拌缸尾部兩個攪拌葉片反向安裝，碾壓混凝土混合料在通過攪拌缸末端時向反方向運動，以達到延長攪拌時間的目的：

(2)將供水裝置由原來一點供水改造為兩點供水，在拌缸的集料入口處進行一次供水，從而使集料有一個預(yù)濕過程：之后在水泥下料處進行二次供水，使水泥能均勻分散裹附在集料表面。

(3)將拌和樓產(chǎn)量降低到200噸／小時左右，以延長攪拌時間，達到使碾壓混凝土混合料，均勻化的目的。

經(jīng)過以上相關(guān)措施的改進，拌制出的碾壓混凝土性能得以較大改善，混合料所得到的有效攪拌時間延長至20s。出料口碾壓混凝土的改進VC值達到10s左右，且混合料均勻，無花白料出現(xiàn)，可見，以上改進措施顯著提高了新拌碾壓混凝土的相關(guān)性能，基本解決了連續(xù)式水泥穩(wěn)定土攪拌站拌制碾壓混凝土?xí)r出現(xiàn)的攪拌時間短、攪拌不均勻等問題。

3、碾壓混凝土施工工藝

碾壓混凝土的施工流程大致分為混凝土的拌合，運輸，攤鋪，碾壓，養(yǎng)護以及切縫。整個過程連續(xù)進行，防止中途停頓帶來混凝土連續(xù)性、平整度、離析等問題。

4、混合料質(zhì)量過程控制

碾壓混凝土混合料質(zhì)量過程控制主要包括：混合料含水量的控制，改進VC值的控制，混合料最大干密度控制、碾壓混凝土強度控制等。在進行試驗路段修筑時，本試驗路工程對上述指標均進行了連續(xù)式檢測。

4.1 混合料含水量控制

混合料含水量是協(xié)調(diào)好碾壓混凝土路面強度與平整度矛盾的關(guān)鍵參數(shù)，主要采用目測與試驗相結(jié)合的方法進行檢測。

按照生產(chǎn)配合比，混合料的理論含水量應(yīng)為5.9％左右。用水量相對比較穩(wěn)定，均穩(wěn)定在理論用水量士1％之內(nèi)，且絕大部分時間混合料含水量均在5.9％左右?？梢姡韬蜆撬挠嬃肯到y(tǒng)符合生產(chǎn)碾壓混凝土的要求。通過目測與試驗結(jié)合的方式，能夠較好的控制碾壓混凝土混合料的含水量。

4.2 改進VC值控制

改進VC值是保證碾壓混合料在攤鋪碾壓過程中能順利出漿且不至于破壞平整度的關(guān)鍵參數(shù)，一般要求出料口混合料的改進VC值應(yīng)在5－10s之間，檢測的結(jié)果顯示，在鋪設(shè)試驗路段時，出料口碾壓混凝土的改進VC值均控制在10s左右，相對比較穩(wěn)定。但在16：00時，由于含水量的下降，導(dǎo)致改進VC值上升至18s?？梢姡雺夯炷粱旌狭虾颗c改進VC值有比較密切的聯(lián)系。因此，在配合比等其它參數(shù)固定的情況下，控制好混合料的含水量，能在很大程度上控制好合理的改進VC值。

4.3 碾壓混凝土強度控制

強度指標是碾壓混凝土質(zhì)量控制的關(guān)鍵指標，課題組在不同時間分三次取樣進行了碾壓混凝土小梁試件的制作。對試驗路段碾壓混凝土的強度性能進行驗證，從而確定簡便易行的強度過程控制指標。不同齡期的小梁試件強度性能測試結(jié)果顯示其28天抗折強度均＞4Mpa，滿足工程設(shè)計要求。

4.4 混合料最大干密度控制

碾壓水泥混凝土混合料的最大干密度是控制碾壓混凝土路面壓實度指標的重要參數(shù)，本試驗路工程分三次對碾壓混凝土混合料進行重型擊實試驗，確定各個不同攪拌時間的混合料最大干密度性能指標，從而對其最大干密度進行控制。

碾壓混凝土的設(shè)計千容重為2.360g／cm³，而重型擊實試驗測得的最大干密度均在2.390g／cm³以上。可見，在進行碾壓水泥混凝土(RCC)壓實度控制時，不應(yīng)采用設(shè)計干容重控制，在應(yīng)采用重型擊實試驗測得的最大干密度來進行控制。同時，通過適時監(jiān)控發(fā)現(xiàn)，混合料的最大干密度均在2.40g／cm³左右，相對比較穩(wěn)定，這說明采用重型擊實試驗方法測得的最大干密度更有利于現(xiàn)場壓實度的控制。

5、試驗段施工質(zhì)量檢測

試驗路修筑完畢后，課題組對試驗路段進行了質(zhì)量檢測，主要包括壓實度檢測、平整度檢測以及路面效果觀測。

5.1 壓實度檢測

課題組對試驗路段三處采用灌砂法進行了壓實度檢測。

從檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在進行12cm調(diào)平層施工時，壓實度均在98％以上，達到了相關(guān)要求。而進行20cm下面層施工時，有一段試驗路段由于施工單位沒有嚴格按照課題組提出的相關(guān)施工工藝要求進行施工(在進行混合料攤鋪時。沒有啟動強夯功能，從而無法保證初始壓實度，并且人為加快攤鋪速度至2m／s；在進行振動碾壓后，沒有進行膠輪碾壓)，從而導(dǎo)致其壓實度僅為96.8％，沒有達到98％的設(shè)計壓實要求。

5.2 平整度檢測

課題組對試驗路段三處采用三米直尺法進行了平整度檢測，檢測結(jié)果如表6所示。從表中數(shù)據(jù)可以看出，嚴格按照課題組提出的施工工藝進行施工的調(diào)平層，其平整度均達到施工要求，基本延10mm。

5.3 路面效果觀測

在碾壓水泥混凝土施工完畢后，課題組對路段的表面效果進行的觀測。由實際施工效果可以發(fā)現(xiàn)：碾壓混凝土表面比較平整，漿體充分填充至集料空隙間，且表面有一層薄薄的水露，同時路面板體已經(jīng)形成。同時，在施工過程中未出現(xiàn)離析現(xiàn)象，在碾壓過程中沒有出現(xiàn)彈簧、擁包、漿體富集等現(xiàn)象?？梢?，優(yōu)化后的配合比以及確定的改進VC值，很好的協(xié)調(diào)了碾壓混凝土壓實、提漿與平整度控制三者之間的矛盾，且施工工藝合理、可行。

6、結(jié)束語

由具體施工中得到，采用改造后的穩(wěn)定土拌合站增大碾壓混凝土的單位產(chǎn)量，與攤鋪機協(xié)調(diào)性較好。保證了碾壓混凝土的攤鋪均勻性，檢測結(jié)果均滿足相關(guān)設(shè)計要求。