路拌机技术

路拌机和拌和站拌和石灰粉煤灰稳定土优劣比较

2018-08-27 23:08:29 11

         【摘 要】比较路拌机和拌和站拌和石灰粉煤灰稳定土混和料的施工性能和确定两种拌和设备的适用条件,提出施工时应根据工程实际情况选择合适的拌和设备。

          【关键词】稳定土;拌和;设备,石灰粉煤灰稳定土(简称二灰土)广泛用于公路路面(底)基层。拌和机械主要有稳定土拌和机(又称路拌机)和稳定土厂拌设备(又称拌和站)。但是,二者各有优缺点。

          1.两种设备的施工性能比较

           笔者对拌和站和路拌机拌和混和料的施工效率和混和料质量进行了比较,结果如下:

1.1施工效率

表1、2给出了常见型号的两种机械设备工作性能:

表1 常用稳定土厂拌设备工作性能表

表2 常用稳定土拌和机工作性能表

以常见的平原地区厚度18cm、宽度14m左右的二灰土底基层单幅施工为例,在各种原材料供应充足并质量优良条件下,采用拌和站拌和时,一个工日能够完成800m左右施工量,生产效率高的企业能够完成1000m左右;路拌机拌和时,因为需要现成二次拌和,一个工日能够完成600m左右的摊铺,生产效率高的企业能够完成800m左右。

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1.2混和料质量

1.2.1混和料计量精度

由于采用皮带输送的方式送料,通过调节皮带转速控制原材料的比例,因此拌和站能够较为精确的配制各种原材料的剂量;路拌机施工时,各种原材料按比例在场地内分层码方的施工工艺使得原材料比例控制困难,但增加EDTA滴定的频率可以有效克服这一问题。

1.2.2无侧限抗压强度比较

对两种拌和方式下混和料无侧限抗压强度(简称强度)进行了比较,结果如下:

情况⑴、拌和站施工法,碾压前,现场取样制作标件,标养到相应龄期时的强度值, EDTA滴定法检测灰剂量为11.8%。

情况⑵、路拌机施工法,未闷料,碾压前,现场取样制作标件,标养到相应龄期时的强度值,灰剂量为12.3%。

表4 标准件试强度值

Ⅱ、二灰土混和料强度值主要取决与混和料碾压成型前的实际灰剂量,实际灰剂量越大,强度越高。路拌机拌和二灰土混和料施工时,如果闷料时间较短(不超过3天),灰剂量损失也较小,因而,无论其早期强度还是后期强度值都不比拌和站拌和混和料施工差。

2.不同施工条件下两种拌和设备的选择

2.1主要原材料对拌和设备选择的影响

二灰土混和料对于土的要求高,土的性质对二灰土的质量影响很大。

土颗粒的粒径,土中土块的最大尺寸不应大于15mm。土的塑性指数越大,土越不易破碎,施工难度越大;相反,土的塑性指数越小,土越易破碎,施工难度越小。使用拌和站拌和混和料时,一般需要专门的破土设备,使用路拌机拌和混和料时,不用专门增加破土设备就可以解决土的破碎问题。

2.2含水量对拌和设备选择的影响

在二灰土广泛运用的华北、华东地区,二灰土(底)基层施工的黄金季节与当地的雨季重叠,此时土场的天然含水量一般较高,达到20%以上,粉煤灰是一种强吸水材料,石灰要消解完全就必须保证足够的用水量。各种原材料较高含水量给二灰土的施工带来很大麻烦。有时,拌和混和料时不用外加水,混和料的含水量都已经高出最佳含水量很多。

2.2.1原材料含水量较大时拌和站拌和混和料的缺陷

在原材料含水量较大情况下,采用拌和站拌和混和料时,受到场地的限制,大量的翻晒原材料,降低原材料含水量几乎是不可能的,特别是土的含水量更难解决。土的自然含水量较大并且塑性指数也较大时,土块更加不易破碎,即使使用专门破土机进行破土也不能很好解决土的破碎问题,因为现有的破土机主要使用于塑性指数较小且含水量也较小的土质,对二灰土所使用塑性指数较大的土质,破土机工作性能极差,土的颗粒太大灰导致混和料拌和不均匀,影响二灰土施工质量。二灰土混和料含水量太大时,养生后二灰土会因为失水量大而出现较大干缩裂缝,影响二灰土结构层的工程质量。

另外,拌和站拌和混和料是,石灰、粉煤灰、土以及水泥一次性拌和,雨季施工时,遇见雷阵雨天气,未能处理完的混和料往往因为含水量过高和水泥失效的缘故而报废。

2.2.2原材料含水量较大时路拌机拌和混和料的优点

在土的自然含水量和塑性指数都大情况下,使用路拌机施工无疑是更优的施工方案。

路拌机施工特有的工艺流程使得我们可以在外掺水泥前充分利用路基作为场地处理混和料。混和料含水量较大时,可以在路基上翻晒未掺拌水泥的初拌混和料,降低混和料的含水量,使得混和料在掺拌水泥前含水量达到一个合适值,碾压前含水量符合规范要求(高出最佳含水量1~2%);含水量降低后,适当增加路拌机拌料次数,可以有效解决土的粒径问题,使得混和料拌和的更均匀,解决碾压起皮、麻面以及干缩裂缝问题;路拌机施工时,允许混和料闷料一段时间,使得石灰可以在土中充分扩散,提高石灰的稳定效果,降低漏筛的石灰块起爆可能性。

另外,路拌机施工还可以减小天气对施工的影响,加快雨季施工速度。在夏季,雷阵雨天气对路拌机拌料施工影响较拌和站拌料施工要小,施工时,未来得及处理的混和料可以临时碾压,雨后重新拌和混和料,如果已经水泥失效,只要重新添加水泥,不用全部废弃混和料。

2.3工程实例

笔者参加了山东日东高速公路二灰土底基层施工,二灰土施工时间正是本地区雨水集中的季节,6月初到9月中旬,土的塑性指数达18~19,土的自然含水量高达24%~28%,有时甚至达到30%以上,而二灰土的最佳含水量为18.5%,高出近10个百份点。施工时,为了解决土的粒径问题,我们使用碎土机进行破碎和过筛土,但结果不理想,首先碎土机产量低,在粘土含水量较高时产量急剧下降,破碎效果极差,甚至无法工作;其次破碎过的土颗粒在下落过程中重新结成1~2cm的土团。这样的土用来生产混和料,根本无法拌和均匀,混和料碾压起皮现象严重,局部还存在碾压分层。此时,如果在粗平后,再使用路拌机进行二次拌和无疑能很好的克服拌和不均匀问题,但同时使用拌和站和路拌机的施工成本是施工单位无法接受的。粗平后,我们使用旋耕犁二次拌和混和料,初步解决了起皮问题,并能降低含水量;但该法存在很大不足,首先18cm的二灰土底基层松铺厚度达到23~25cm,而旋耕犁的拌和深度只有15~20cm,底层混和料无法拌和到,易分层;其次旋耕犁二次拌和速度慢,抵消了拌和站生产效率高的优点,以笔者所在工地为例,一个工作日只能摊铺单幅500m~700m,这样的施工速度与路拌机施工相差无几;再次由于工序的增加,延长生产周期,外掺水泥失效严重。另外,拌和站施工法需要严格过筛石灰,漏筛的石灰容易造成起爆,破坏路面结构层。

在类似日东高速公路的施工条件下,使用路拌机拌和混和料施工的方案更适合工程实际,效果也更好。

3.结语

综上所述,笔者认为拌和站施工优越性是有条件的,例如无机结合料稳定砂性土、粉土和塑性指数较小的亚粘土时工作效率是路拌机无法比拟的。但是,我们应该根据施工的实际情况确定采用路拌机还是拌和站施工二灰土(底)基层,在土的塑性指数大、破碎困难以及施工期与当地雨季重叠使得土的天然含水量较高时,路拌机比拌和站更能发挥效率和确保工程质量。