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1、摘 要 结合松通项目四工区水泥稳定土施工经验，针对粉料撒布车和冷再生拌和机在水泥稳定土施工中的配套应用，具体阐述了粉料撒布车和冷再生拌和机配套使用的施工原理、特点及适用范围。并将其与人工撒布水泥加传统拌和机的组合在施工参数、施工质量、经济效益和社会效益等 4个方面进行比较，计算实际节省成本，选择最优化施工方式，对今后同类工程具有参考作用。关键词 水泥稳定土|粉料撒布车|人工撒布|冷再生拌和机|施工工艺|施工成本 松通项目四工区在水泥稳定土施工过程中，传统人工撒布水泥加路拌机拌和方式已经不能满足实际施工需求，参考境内的一些先进施工方式，并结合自身需求，引进了一台国产 20t 粉料撒布车及一台德产
2、维特根WR250 冷再生拌和机。通过实际施工数据总结，将机械撒布水泥、冷再生拌和机组合与人工撒布水泥、传统拌和机组合进行对比，发现机械撒布水泥、冷再生拌和机在施工效率、节约成本、保护环境等方面都比传统拌和更有优势。将这一施工方式应用在松通项目四工区 31.6km 高速公路建设工程中，取得了良好的使用效果。实际研究表明，将粉料撒布车与冷再生拌和机搭配应用到水泥稳定土施工中，是一项切实可行、有广阔发展前景的施工方式。概况介绍 松通项目四工区起讫桩号为 K99+000K130+603.691，全长 31.604km，连接线长度为 12.610km；合同总造价为 14.6 亿元人民币，包含路基、路面、
3、桥涵(大桥 1031m/3 座，中桥 67m/1 座，分离式立交 1235m/3 座，通道 231m/11 座，天桥 1109m/10 座，箱涵 49 道)、交叉工程(互通式立体交叉 3 处)、服务区(1 处)、环保绿化等分项工程。以水泥搅拌桩段落 30cm 厚水泥稳定土为例，普通路拌机最大虚铺拌和深度不大于 25cm，则水泥搅拌桩桩顶水泥土褥垫层需分两层施工，每层水泥稳定土压实厚度为 15cm，压路机施工对已成型的水泥搅拌桩桩头质量破坏较大。为保证施工质量，加快施工进度，松通项目四工区引进了20t 粉料撒布车与维特根 WR250 冷再生拌和机进行水泥稳定土配套施工，并取得了良好效果。水泥稳定
4、土施工工艺 施工工艺流程 水泥稳定土施工工艺流程见图 1。施工操作要点(1)测量放样。测设中桩，直线段每 20m 设一桩，平曲线段每 10m 设一桩，并在两侧路肩边缘外设指示桩，见图 2。在指示桩上用明显标记标出水泥土边缘的虚铺高度。(2)土方摊铺。原地面、水泥搅拌桩、砂砾换填验收合格后，恢复中桩和两侧边桩，检测基底高程，在基底上用石灰线画出中线、边线和布土方格(图 3)。根据实测虚铺系数计算虚铺厚度，压实厚度按照 20cm 控制。根据运土车大小，计算布土方格尺寸。(3)整平。推土机粗平后做出标高控制点，然后用平地机精平，整理出路拱和横坡，见图 4。整平后要及时检测素土的含水量，按比最佳含水量
5、高出 2%控制。随后检测土的含水量是否均匀并符合要求，合格后进入下道工序。当含水量过低时，采用水车补水调整。当含水量大时，需翻开晾晒。(4)撒布水泥。采用粉料撒布车进行水泥撒布，见图 5。撒布前需要根据水泥剂量计算出每平方米的水泥撒布量，然后只需驾驶员在车辆控制器中输入每平方米的水泥撒布量和撒布宽度即可。输入后，车辆控制系统自动计算出相关参数并开始均匀撒布。(5)拌和。水泥撒布完成后采用冷再生拌和机拌和，见图 6。从两侧向中间方向进行拌和，拌和速度为 13.3km/h，拌和次数不少于 1 次，直到翻拌均匀为止。翻拌过程中，应安排人随时检查翻拌深度是否满足要求。翻拌完成后检查含水量，如果含水量满
6、足要求，混合料色泽均匀一致，没有灰条、灰团和花面，没有粗细颗粒“窝或带”就算拌和合格。同时采用EDTA 滴定法快速测定水泥剂量。若水泥量不足，应补撒水泥，重新滴定直至水泥剂量满足大于等于 4%的要求，然后重新拌和至符合要求。拌和过程中，及时检查混合料的含水量。含水量宜略大于最佳含水量12 个百分点。如果混合料的含水量不足，利用洒水车洒水润湿。(6)压实。水泥土拌和均匀后，用压路机立即在基面上快速碾压一遍，以暴露潜在的不平整，见图 7。然后再用平地机精平一次。每次整平都按照精平要求进行。需特别注意接缝处的整平，使接缝顺适平整。整型后，用压路机(22t)在填筑全宽内相邻交错排列，由两侧向中线纵向进
7、退式碾压。碾压时，重叠 1/2 轮宽，后轮超过边线。在头两遍时压路机的碾压速度采用 1.51.7km/h，以后采用 2.02.5km/h。碾压原则为先两侧后中间，先慢后快、第一遍静压、第二遍弱振、第三遍强振并检测高程和压实度、第四遍强振并检测高程和压实度，直到压实度符合设计要求，最终静压消除表面轮迹印。(7)试验检测。水泥稳定土碾压完成后，先进行自检，见图 8。自检合格后，报总监办及中心实验室检测。经检测合格后方可进行下一步工序施工。(8)养生。每一段水泥稳定土碾压完成并经压实度检查合格后，应立即开始养生且养生期不少于 7d。整个养生期间应保持稳定土层表面润湿，见图 9。粉料撒布车及冷再生拌和
8、机工作原理、特点及适用范围 粉料撒布车工作原理 粉料撒布车主要由粉料箱、主控计量系统、撒布系统等 3 大部分组成，见图 10。它拥有独特的称重计量系统，智能化程度高，撒布精确。此车也可作为收料计重系统，在上料时可显示即时料位，料满自动报警。水泥土施工时，操作人员只需要通过驾驶仓中的液晶显示屏输入撒布的材料重量与宽度，系统会自动计算相关参数进行撒布工作。粉料撒布车特点(1)动力方面。撒布车配有自动和手动双动力操控平台，在施工过程中更加节能。(2)智能化方面。出料口配有均整器，使粉料的撒布更均匀平整。施工过程中可全自动化操作，施工参数均可随时显示，且可记录保存。(3)环境保护方面。车辆配有脉冲式除
9、尘系统，有效地控制了扬尘，可降低整个施工过程的空气污染。粉料撒布车适用范围 粉料撒布车适用于撒布水泥、石灰粉、粉煤灰等粉状物料。冷再生拌和机工作原理 冷再生拌和机工作原理是配备一个装有若干个硬质合金刀具的切削转子，转子旋转时，向上切削泥土，在拌和罩内被切削下的泥土与撒布的缓凝水泥进行充分均匀地混合，见图 11。当工作深度一旦确定时，转子的切削深度将由传感器感应并传达至控制系统，从而保证拌和深度，达到最佳拌和要求。在冷再生拌和机工作时，其行进速度为 58m/min，同时配有专人跟机每隔 1520m 检查拌和深度，并配合再生机操作人员及时调整拌和深度，严禁出现拌和不到位的夹层现象。冷再生拌和机特点
10、(1)拌和高效性。WR250 冷再生拌和机最大功率可达 571kW，切削性能可达 24kW/cm，在水泥土施工中，理想工作量可达 40006000m2/d(按日工作时长 8h 计)，单位时间内拌和水泥土方量是普通拌和机的 1.7 倍。(2)拌和均匀性。冷再生拌和机采用强有力的拌和转子且转子升降可自动调节，能够将现有土壤与预撒布的水泥拌和，形成均匀的混合料。同时可调节拌和仓随工作深度而变化，因此保证了即使在最大深度下，也能达到最高产量和良好的拌和效果。(3)杰出的越野机动性。轮胎体积超大、胎纹深，能够将发动机的高功率有效地传输给土壤，轻松适应崎岖不平、狭窄空间调头、恶劣土壤等施工条件，同时将施工
11、产量提升到一个新高度。(4)拌和环保性。与普通拌和机相比，冷再生拌和机拌和罩封闭更严密，更贴近于地面，这就有效避免了拌和过程扬尘的产生。冷再生拌和机适用范围 其主要用于沥青混凝土路面的铣刨以及添加沥青、水等材料后的旧沥青路面回收料的再生；也用于高速公路、城乡道路、机场、码头、停车场等工程的基层、底层稳定土现场就地拌和作业。应用效果比对 以水泥搅拌桩段落褥垫层厚度 30cm、长度 100m、宽度 45m 施工现场为例，对人工撒布水泥加传统拌和机拌和方式与粉料撒布车加冷再生拌和机配套使用方式进行比较。人工撒布水泥与粉料撒布车撒布水泥的各项比较(1)撒布方法比较。人工撒布需满布满撒全幅撒布；机械撒布
12、为电脑智能控制，且撒布宽度可在 0.5m4m 范围内任意调节。(2)撒布均匀程度比较。人工撒布为人工铁锹撒布，撒布不均匀的情况时有发生；机械撒布为电脑精确控制，其撒布量不会因为车速快慢而改变，撒布车输料螺旋与拨料辊均可控制转速，输料与计量准确性高，且拨料辊在撒布水泥落地前再进行“散打”，可保证撒布效果更均匀。(3)撒布材料损耗情况比较。人工撒布时水泥实际控制剂量要较理论掺加量增加 1%，而用设备撒布时掺量增加 0.5%即可。(4)撒布时间比较。人工撒布水泥需人工提前打方格网且水泥需要人工装卸、摆放、拆包及撒布，费时费力；机械撒布为机械化作业，整个工作过程可由驾驶司机一人操作，机械化程度高，省时
13、省力。(5)环境保护比较。人工撒布受天气及人力影响大，易出现扬尘，污染环境；机械撒布配备有抑尘罩，且配有脉冲式除尘系统，在撒布过程中可避免扬尘，环境污染小。传统拌和机与冷再生拌和机拌和的各项比较(1)拌和宽度比较。普通拌和机拌和宽度为 2m；冷再生拌和机拌和宽度为 2.4m。(2)行进速度比较。普通拌和机有效行进速度为 6.7m/min；冷再生拌和机有效行进速度为8m/min。(3)拌和深度比较。普通拌和机最大拌和深度为 25cm；冷再生拌和机最大拌和深度可达56cm。(4)拌和均匀性比较。普通拌和机拌和不均匀，存在漏拌土块现象；冷再生拌和机的特制转子使得拌和更均匀，水泥土碾压后黏合更密实。施
14、工质量比较 传统人工及机械配套使用时水泥撒布均匀性、拌和机拌和均匀性均难以控制，影响施工质量。而粉料撒布车与冷再生拌和机配套使用时水泥撒布更均匀，撒布效果更好，拌和机拌和均匀且彻底，大大提升了施工质量，见图 12。施工成本比较(1)施工一层(长 100m)配套机械费用(含油)。22t 压路机工作时间为 4h(220 元/h)，山推 16t 推土机工作时间为8h(240 元/h)，临工 180 平地机工作时间为 4h(240 元/h)。普通拌和机为 400 元/h，冷再生拌和机为 800 元/h，粉料撒布车为 450 元/h，人工价格为 180 元/人。(2)人工撒布拌和机拌和。撒布一层水泥需要
15、人工 12 人，普通拌和机拌和 1 层需要 3h，分 2 层施工，施工费用为：180 元/人 x12 人+400 元/hx3h+220 元/hx4h+240 元/hx8h+240 元/hx4h)x2 层=14240 元(3)粉料撒布车与冷再生拌和机配套使用。撒布水泥 1 层需要 3h，拌和1 层需要 4h，分 1 层施工，施工费用为：450 元/hx3h+800 元/hx4h+220 元/hx4h+240 元/hx8h+240 元/hx4h=8310元(4)每完成 100m，节省：14240 元-8310 元=5930 元。(5)全线水泥稳定土长度为 7137m，共节约成本 7137m100mx5930 元=423224 元。社会效益(1)可有效避免施工扬尘产生，满足新形势下的环保要求且改善了筑路工人劳动条件。(2)降低了原材料消耗，减少了人工费用，实现了施工机械化，缩短了建设工期。结语 实际研究表明，将冷再生拌和机应用到水泥稳定土施工中，既节省了成本，又对以后同类项目施工打下了良好的基础，在取得良好的社会效益、经济效益的同时，对生态环境保护、资源节约等都有良好的示范作用，是一项切实可行、有广阔发展前景的施工方式。