试谈水泥碎石混合料离析原因及处理方法

试谈水泥碎石混合料离析原因及处理方法

赵菊梅

青海省黄南州交通局质量监督站／赵菊梅

【摘要】水泥碎石混合料离析原因的研究，是保证其基层具有较大的承载力大、耐久性、抗水损害能力等前提保证。因此对其产生离析的原因进行分析并采取措施进行防治对实现公路的经济效益和社会效益具有重要意义。

【关键词】水泥碎石混合料离析原因处理

水泥稳定碎石混合料的设计、制配、储存、运输和摊铺过程中，存在着许多因素破坏其原有特性，其中以混合料的离析影响最大。在实际施工过程中，因受到拌合机械的限制和人为操作的影响，施工操作中难度较大，所以要确保水泥稳定碎石的质量不出问题，必须对施工中的各个环节严格控制。归结离析产生的原因，混合料粒径（或堆积密度）的差别、级配的不成比例是混合料产生离析的内因；外力作用（含机械作用）于各粒子，使其受力的大小和方向不同是产生离析的外因。稳定剂（如水泥）及其它外界条件（如温度等）是离析产生的重要影响因素。

1产生的原因

1.1原材料的级配组成和配合比因素。

1.1.1级配：研究表明，从形成均匀混合的机理出发，连续级配具有良好的“堆砌性”。因此，一般情况下应选择连续级配为好。

1.1.2水泥：在施工过程中，如果水泥的控制不够严格，特别是它的终凝时间过早（少于6小时），计量不准（掺量过少），均会造成离析现象的产生。水稳碎石基层的强度、稳定性及其拌和的和易性均通过水泥这一关键材料来实现。

1.1.3碎石：碎石是水稳碎石基层的主要材料，其质量好坏直接影响基层的质量。因此碎石必须采用规格料进行配制，不可使用混合料，最大粒径不得超过31.5mm。离析的产生主要是由于碎石的级配不符合要求，未采用较小粒径来填充较大粒径的孔隙，并且还有超大粒径碎石存在；若碎石表面包裹有过多的杂质，如泥土等，则这些含杂质的石料就不能很好地和水泥等胶凝材料混合，在下料斗放料过程中，这些石料和超大粒径碎石就会离析而出。

1.1.4含水量：含水量应控制在最佳含水量±0.5%范围内，若含水量过低则容易产生离析。

1.1.5在水泥稳定碎石基层的施工中，由于当地资源和就近取材的限制，加上材料堆放和筛网制作不周，各种骨料不可能时刻保持一致，往往容易造成筛分料的级配不合理，同时混合料配合比与试验室提供的配合比存在偏差，也会使混合料的和易性变差而产生骨料离析。

1.2拌和机的因素。

1.2.1拌和机的配料斗中，由于输料皮带的移动，带动级配料沿输送皮带方向在配料斗中堆积，当骨料粒径不一致时，形成供料不均匀。

1.2.2皮带输送机由于倾角不合适，输送皮带的线速度较大，造成拌和料中的粗粒料沿皮带向下滚动，从而产生不应有的离析。

1.2.3在拌和缸中，由于混合料中粗粒料惯性大，在搅拌起动或停机过程中，其被搅动翻转抛出的力量也大，集中在拌缸周边，进而产生离析。

1.2.4拌和料进入成品料仓中，由于受输送皮带线速度的影响，粗粒料的惯性较大，直接冲撞成品料仓前壁，然后反弹回成品料仓后壁下方，形成粗细料严重离析的现象，这是拌和过程中产生离析的重要因素。

1.2.5另外配料计量不准，搅拌时间不够以及拌和的不彻底，也是造成摊铺机摊铺过程中出现离析的重要原因。

1.3拉料车的接料、运料和卸料。拉料车在接料时，不能及时地前后移动接料的位置，使混合料过于集中堆积，发生粗、细料的离析。在运料中，由于路况坑洼不平和运距较远，混合料经过剧烈颠簸而发生粗、细料离析。在卸料时，车厢缓慢地升起，而后车厢门提前打开，造成部分粗粒料先滚落下来，也同样可以产生离析。

1.4摊铺机的接料和出料。摊铺机在进料时，由于进料斗处于空载状态，拉料车卸料使粗粒料滚入底部集中。摊铺机作业中，进料斗两侧的翻板经常向中间翻动收料，也使粗料粒滚入底部集中。当拉料车的供料速度不能满足摊铺机的需要，致使摊铺机螺旋分料器的转速时快时慢，不能保证稳定旋转分料，造成大料粒集中在上部或两侧，也会产生离析，影响到摊铺的质量。

2解决离析问题的对策

2.1材料的控制：

2.1.1水泥：在保证水泥强度的前提下，必须保证其终凝时间大于6h，要求试验人员对进场水泥分批量经常进行质量鉴定，不符合要求的不得应用于水稳施工。

2.1.2碎石：到场的碎石，必须是经试验室检验合格的材料，符合级配范围，不含有害杂质。试验室应在拌和过程中不断地对拌和料进行取样筛分，发现问题及时对组成设计做适当调整，以满足施工要求。

2.1.3含水量：拌和料含水量的控制极为关键，粒料拌和站同施工现场应保持经常联系。施工现场根据施工的速度、混合料的运距、设备运行以及天气等情况，再结合水稳基层的摊铺碾压成型情况，现场取样所测含水量和压实度的情况等，及时同拌和站取得联系，对含水量在一定范围内进行适当调整。在这一过程中，现场试验人员应密切配合，随各种情况的变化，含水量是在不断调整的。

2.2混合料的拌和。

2.2.1拌和主要由厂拌设备来完成。配料仓应避免供料“死”的结构，以及采用梯形自卸式出料口。

2.2.2皮带输送机的倾斜角度应在使用范围内取较小值（15°~18°之间），以减少粗料的滚动，同时也可减小拌和料进入成品料仓的惯性力，减少反弹离析；或在皮带上加设多道横板（槽式皮带），防止大粒径碎石下滑或滚动。

2.2.3在拌和机配料斗顶部，呈15°~18°倾角配置一个60mm的方孔筛，用16mm的螺纹钢焊成。这样既可筛去级配料中的超标准颗粒，又可分散级配料使之均匀下落，从而避免在输送皮带和仓壁上堆积。

2.2.4搅拌混合料时应让搅拌机连续稳定作业。

2.2.5卸料的位置与方向。配料机、皮带输送机、搅拌机和成品料仓等卸料的位置和方向不同，产生离析的倾向也不相同。

2.2.6成品料仓的设置。减小成品料仓的横断面积，使其与泄料口的尺寸相对应，可减少物料离析现象的产生。向自卸车的矩形车箱卸料，一般应设置两个出料口，以免形成单个大料堆造成的离析。

2.3混合料的摊铺。

2.3.1应采用沥青混合料摊铺机摊铺水泥稳定碎石混合料。适当减少摊铺宽度，一般宽度在6m左右即可。

2.3.2每次摊铺机开机前，应根据拌和机的出料量及运输车辆情况，确定连续施工的条件，以保证摊铺机能稳定、连续地工作。

2.3.3摊铺机在接料时，应保持进料斗有1/3的拌和料为佳，注意两侧翻板不要向中间翻动。

2.3.4螺旋分料器应作如下调整：在保证摊铺厚度的前提下，螺旋下边缘与路基的距离调到最小；选用大直径的螺旋叶片，其直径不得小于铺层虚方厚度的1.5倍；调整分料螺旋的转速，使其稳定在连续布料状态；摊铺室内的物料高度应始终保持在螺旋叶片高度的2/3处。

2.3.5采用混合料摆渡车（不采用自卸车直接）供料，以保持对摊铺机的稳定连续供料，避免运料车顶撞摊铺机、粗料在受料斗两侧的堆积，使摊铺机自始至终连续工作，防止混合料由于含水量不均匀而产生离析现象。

2.3.6摊铺机的喂料及螺旋分料可采用自动超声波料位传感器控制，使混合料始终保持在最高位置，即熨平板前充满拌和料，这样可防止粗粒料的滚动造成两端离析。

1公路沥青路面施工技术规范［S］.JTGF40，2004

2公路工程质量检验评定标准（土建部分）［S］.JTGB80/1，2004

3公路工程沥青及沥青混合料试验规程［S］.JTG052，2000

4沙庆林.公路压实与压实标准［M］．人民交通出版社，1999

5沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防［M］.人民交通出版社，2001

6梁乃兴.屠书荣.现代路面与材料［M］.人民交通出版社，2003