CN110258224A - 超厚再生水泥稳定碎石基层 - Google Patents

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吴利锁
鲁泽东
李双华
程子岩
代红艳
王金梅
朱闪闪
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Abstract

本发明涉及一种超厚再生水泥稳定碎石基层，由以下原料组成：第一碎石、第二碎石、第三碎石、再生材料、第四碎石；所述第一碎石的粒径为10‑30mm，第二碎石的粒径为10‑20mm，第三碎石的粒径为5‑10mm，第四碎石的粒径为0‑5mm；上述原料的重量配比为：第一碎石：第二碎石：第三碎石：再生材料：第四碎石＝20‑31份：15‑35份：2‑27份：28‑37份：10‑20份。本发明提供的超厚再生水泥稳定碎石基层，水泥稳定碎石来源广泛，再生利用方法简单，利用率高，摊铺可一次成型、缩短龄期，提高了机械和人员的效率。

Description

超厚再生水泥稳定碎石基层
技术领域
本发明属于路面基层材料再生利用技术领域，具体涉及一种超厚再生水泥稳定碎石基层。
背景技术
传统水泥稳定碎石摊铺每层松铺厚度一般是22-23cm，摊铺一般需要两层，并且第一层需要等待7天强度龄期后才能进行第二层的施工，并且碾压第二层时对第一层的强度造成一定程度的破坏，造成龄期的加长、机械和人员的浪费，增加道路成本。
发明内容
本发明的目的是为了解决背景技术中所提出的问题，而提供一种节省成本和材料、一次成型、缩短龄期，减少机械和人员浪费的超厚再生水泥稳定碎石基层。
本发明的目的是这样实现的：
1.超厚再生水泥稳定碎石基层，由以下原料组成：第一碎石、第二碎石、第三碎石、再生材料、第四碎石，所述第一碎石的粒径为10-30mm，第二碎石的粒径为10-20mm，第三碎石的粒径为5-10mm，第四碎石的粒径为0-5mm，上述原料的重量配比为：第一碎石：第二碎石：第三碎石：再生材料：第四碎石＝20-30份：15-35份：2-6份：28-37份：10-20份。
进一步的，所述原料的重量配比为：第一碎石：第二碎石：第三碎石：再生材料：第四碎石＝27份：14份：4份：33份：20份。
进一步的，所述原料的重量配比为：第一碎石：第二碎石：第三碎石：再生材料：第四碎石＝23份：30份：3份：29份：14份。
进一步的，所述水泥稳定碎石基层中的第一碎石31份、第二碎石33份、第三碎石26份、第四碎石10份。
进一步的，所述第一碎石、第二碎石、第三碎石、第四碎石均为合乎粒径要求的新石子。
进一步的，所述再生材料为路面铣刨刮沥青层后，原水泥稳定碎石层经铣刨、筛分后得到的碎石材料；所述再生材料的粒径为0-31.5mm。
进一步的，所述基层的压实度≥96％。
进一步的，所述基层的含水量为5.5％～6.3％，所述基层的干密度为2.0～2.4g/cm3。
进一步的，所述基层的含水量为6.1％，所述基层的最大干密度为2.298g/cm3。
进一步的，所述再生材料为路面铣刨刮沥青层后，原水泥稳定碎石层经铣刨、筛分后得到的碎石材料；所述再生材料的粒径为0-31.5mm。
进一步的，在步骤S3中，所述原料的重量配比为：第一碎石27份，第二碎石14份，第三碎石4份，再生材料33份，第四碎石20份。
进一步的，在步骤S3中，所述原料的重量配比为：第一碎石23份，第二碎石30份，第三碎石3份，再生材料29份，第四碎石14份。
进一步的，在步骤S3中，所述原料的重量配比为：第一碎石31份，第二碎石33份，第三碎石26份，再生材料29份，第四碎石10份。
进一步的，所述第一碎石、第二碎石、第三碎石、第四碎石均为合乎粒径要求的新石子。
进一步的，所述基层的压实度P≥96％。
进一步的，所述基层的含水量为κ5.5％～6.3％，所述基层的干密度ρ为2.0～2.4g/cm3。
进一步的，所述基层的含水量为6.1％，所述基层的最大干密度为2.298g/cm3。
进一步的，在步骤S5中，采用超厚摊铺机按照制定厚度虚铺摊铺，双钢轮压路机进行碾压，随后两辆单钢轮压路机先后进行强震和弱震，采用双钢轮压路机收光，最后胶轮压路机进行碾压。
进一步的，在胶轮压路机进行碾压后进行数据采集并检验。
进一步的，所述摊铺机为沥青混合料摊铺机或水泥稳定土摊铺机，摊铺速度V为2.6m/min～3.4m/min，以保证压实基层，并实现基层的稳固结合。
进一步的，所述钢轮压路机和胶轮压路机的碾压速度为1.8～2.4km/h，碾压遍数为8～10遍。
进一步的，所述再生料水泥稳定碎石基层的压实度≥96％。
进一步的，采用超厚摊铺机按照制定厚度虚铺摊铺，双钢轮压路机碾压1遍，进行去静回震，随后两辆单钢轮压路机共强震3遍，弱震2遍后，采用双钢轮压路机收光，最后采用胶轮压路机进行碾压2遍，进行数据采集并检验。
进一步的，对已完成碾压并经压实度检测合格后，用不透水的塑料薄膜覆盖，或用湿砂覆盖基层，或用沥青乳液进行养生，或在完成的基层上即时做下封层，用下封层进行养生，或在已完成混合料直接洒水养生，而且养生期不小于7天。
进一步的，所述第一碎石、第二碎石、第三碎石、第四碎石的表面粗糙度Ra为6.4-51.2微米。优选为，所述干密度ρ与表面粗糙度Ra满足ρ·Ra大于等于24.5小于等于112.8。
进一步的，为了提高所述基层的无侧限抗压强度，所述基层的含水量为κ和干密度ρ满足以下关系：
ρ＝α·κ1/2；
其中，α为关系因数，取值范围为8-10。
进一步的，为了进一步提高水泥稳定碎石基层的强压强度，所述摊铺速度V、基层的含水量为κ和干密度ρ满足以下关系：
V/(π·κ1/2)＝μ·ρ；
其中，μ为调节系数，取值范围为1.4-2.2；π为圆周率。
进一步的，本发明还提供了所述基层的一种施工工艺包括以下步骤：
1)路面破除、铣刨，沥青路面破除用铣刨机刨铣，水泥混凝土路面一般用油锤破除，用油锤将水稳层、二灰层破碎，用挖掘机将水稳或二灰集中堆放。
2)破碎、分级，旧的水泥稳定碎石送至破碎站后，采用常规碎石破碎机破碎，破碎后的水泥稳定碎石通过皮带传送至分级筛上分级筛选，并分级为第一碎石、第二碎石、再生材料、第四碎石的原料。
3)设计级配，将分级后的碎石进行筛分、无机结合料击实、配合比设计等试验，确定水泥稳定碎石配合比。
4)按配合比生产，根据步骤3确定的配合比，水稳拌合站按照配合比通过振动拌和生产出再生水稳材料，运至现场。
5)摊铺、碾压，通过福格勒超厚摊铺机按照制定厚度虚铺摊铺，悍马双钢轮压路机碾压1遍，进行去静回震，随后两辆单钢轮压路机共强震3遍，弱震2遍后，悍马双钢轮压路机收光，最后胶轮压路机进行碾压2遍，进行数据采集。
6)养护，经步骤5检验合格后，对已完成碾压并经压实度检测合格后，用不透水的塑料薄膜覆盖或用湿砂覆盖基层，或用沥青乳液进行养生，或在完成的基层上即时做下封层，用下封层进行养生，或在已完成混合料直接洒水养生，养生期不小于7天。
进一步的，所述虚铺厚度为45～55cm。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的超厚再生水泥稳定碎石基层，采用的原料水泥稳定碎石遍布各类道路基层、底基层，来源广泛，再生利用方法简单，利用率高，可达90-95％，为工程本身节省了很大的成本，同时也节省了很大材料资源。
2、本发明提供的超厚再生水泥稳定碎石基层，避免传统水泥稳定碎石铺摊过程中需要两层松铺，且两层松铺之间间隔时间久、碾压第二层会对第一层的强度造成破坏的弊端，超厚再生水泥稳定碎石基层可一次成型、缩短龄期，减少了机械和人员的浪费。
附图说明
图1是本发明的超厚再生水泥稳定碎石基层原料组成图。
图2为本发明的第一种配比的验收结果图。
图3为本发明的第二种配比的验收结果图。
图4为本发明的水泥稳定碎石7天无侧限抗压强度试验数据。
图5为本发明的水泥稳定碎石28天无侧限抗压强度试验数据。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
所述第一碎石、第二碎石、第三碎石、第四碎石均为合乎粒径要求的新石子。所述第一碎石的粒径为10-30mm，第二碎石的粒径为10-20mm，第三碎石的粒径为5-10mm，第四碎石的粒径为0-5mm。所述再生材料为路面铣刨刮沥青层后，原水泥稳定碎石层经铣刨、筛分后得到的碎石材料；所述再生材料的粒径为0-31.5mm。
实施例1
超厚再生水泥稳定碎石基层，由以下原料组成：第一碎石、第二碎石、第三碎石、再生材料、第四碎石；上述原料的重量配比为：第一碎石：第二碎石：第三碎石：再生材料：第四碎石＝27份：14份：4份：33份：20份，所述基层的压实度≥96％，所述基层的含水量为5.5％～6.3％，所述基层的干密度为2.0～2.4g/cm3。
实施例2
超厚再生水泥稳定碎石基层，由以下原料组成：第一碎石：第二碎石：第三碎石：再生材料：第四碎石＝23份：30份：3份：29份：14份。
所述基层的压实度≥96％，所述基层的含水量为6.1％，所述基层的最大干密度为2.298g/cm3。
实施例3
为了制备超厚再生水泥稳定碎石基层，所述的超厚再生水泥稳定碎石基层的制备工艺包括以下步骤：
1)路面破除、铣刨，沥青路面破除用铣刨机刨铣，水泥混凝土路面一般用油锤破除，用油锤将水稳层、二灰层破碎，用挖掘机将水稳或二灰集中堆放。
2)破碎、分级，旧的水泥稳定碎石送至破碎站后，采用常规碎石破碎机破碎，破碎后的水泥稳定碎石通过皮带传送至分级筛上分级筛选，获得合乎粒径要求的再生材料。
3)设计级配，将分级后的碎石进行筛分、无机结合料击实、配合比设计等试验，确定水泥稳定碎石配合比。
4)按配合比生产，根据步骤3确定的配合比，水稳拌合站按照配合比通过振动拌和生产出再生水稳材料，运至现场。
5)摊铺、碾压，通过福格勒超厚摊铺机按照制定厚度虚铺摊铺，悍马双钢轮压路机碾压1遍，进行去静回震，随后两辆单钢轮压路机共强震3遍，弱震2遍后，悍马双钢轮压路机收光，最后胶轮压路机进行碾压2遍，进行数据采集。
6)养护，经步骤5检验合格后，对已完成碾压并经压实度检测合格后，用不透水的塑料薄膜覆盖或用湿砂覆盖基层，或用沥青乳液进行养生，或在完成的基层上即时做下封层，用下封层进行养生，或在已完成混合料直接洒水养生，养生期不小于7天。
实施例4
对S342线G106至开州路段进行大修工程，采用本发明的超厚再生水泥稳定碎石基层，在施工方案实施之前，试验室经过反复试验验证，提供符合质量要求的配合比为：第一碎石：第二碎石：第三碎石：再生材料：第四碎石＝27份：14份：4份：33份：20份，最佳含水率为5.8％，最大干密度为2.263g/cm3，现场设备为福格勒摊铺机双机连铺，悍马双钢轮压路机(HD138)一辆，悍马单钢轮压路机(322)两辆，徐工胶轮压路机(XP303K)一辆。
水稳拌合站按照配合比通过振动拌和生产出再生水稳材料，运至现场通过福格勒超厚摊铺机按照46cm虚铺摊铺，首先悍马双钢轮压路机碾压1遍(去静回震)，然后两辆单钢轮压路机共强震2遍，弱震2遍后，悍马双钢轮压路机收光，最后胶轮压路机进行碾压2遍，现场通过数据采集，检测压实度和厚度，根据碾压厚度，及时调整松铺系数，将虚铺厚度调整为50cm，为了保证压实效果达到最佳，调整碾压组合为：首先悍马双钢轮压路机碾压1遍(去静回震)，然后两辆单钢轮压路机共强震3遍，弱震2遍后，悍马双钢轮压路机收光，最后胶轮压路机进行碾压2遍，验收结果如图2所示。
调整配合比为：第一碎石：第二碎石：第三碎石：再生材料：第四碎石＝23：30：3：33：14，基层的含水量为6.1％，所述基层的最大干密度为2.298g/cm3，验收结果如图3所示。
试验验证
为了验证本发明的超厚度摊铺振动搅拌再生料水泥稳定碎石施工工艺的效果，进行了如下试验：
试验设备：标准养护室HNTP-ST-008、电子天平HNTP-JL-003、游标卡尺HNTP-LTG-002、万能试验机HNTP-GJ-006、振动成型压实机HNTP-WJ-008等。
水泥稳定碎石的强度由水泥和新石子(第一碎石，第二碎石，第三碎石，第四碎石)决定，所以本试验采用以下试验方案。
实验1
水泥稳定碎石的成分及重量含量：水泥5份，第一碎石31份，第二碎石33份，第三碎石26份，第四碎石10份，缓凝剂适量。采用13个试件，水泥稳定碎石7天无侧限抗压强度试验数据见图4。
实验2
水泥稳定碎石的成分及重量含量：水泥5份，第一碎石31份，第二碎石33份，第三碎石26份，第四碎石10份，缓凝剂适量。采用13个试件，水泥稳定碎石28天无侧限抗压强度试验数据见图5。
上述试验的数据表明，本发明得到的水泥稳定碎石基层不论是7天无侧限抗压强度，还是28天无侧限抗压强度，测试值均比较高，满足了对应的要求。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的保护范围内所做的任何修改，等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.超厚再生水泥稳定碎石基层，其特征在于：由以下原料组成：第一碎石、第二碎石、第三碎石、再生材料、第四碎石；所述第一碎石的粒径为10-30mm，第二碎石的粒径为10-20mm，第三碎石的粒径为5-10mm，第四碎石的粒径为0-5mm，上述原料的重量配比为：第一碎石：第二碎石：第三碎石：再生材料：第四碎石＝20-31份：15-35份：2-27份：28-37份：10-20份。
2.根据权利要求1所述的超厚再生水泥稳定碎石基层，其特征在于：所述原料的重量配比为：第一碎石：第二碎石：第三碎石：再生材料：第四碎石＝27份：14份：4份：33份：22份。
3.根据权利要求1所述的超厚再生水泥稳定碎石基层，其特征在于：所述原料的重量配比为：第一碎石：第二碎石：再生材料：第四碎石＝23份：30份：33份：14份。
4.根据权利要求1所述的超厚再生水泥稳定碎石基层，其特征在于：所述第一碎石、第二碎石、第三碎石、第四碎石均为合乎粒径要求的新石子。
5.根据权利要求1所述的超厚再生水泥稳定碎石基层，其特征在于：所述再生材料原水泥稳定碎石层，经铣刨、筛分后得到的碎石材料；所述再生材料的粒径为0-31.5mm。
6.根据权利要求1所述的超厚再生水泥稳定碎石基层，其特征在于：所述基层的压实度≥96％。
7.根据权利要求6所述的超厚再生水泥稳定碎石基层，其特征在于：所述基层的含水量为5.5％～6.3％，所述基层的干密度为2.0～2.4g/cm3。
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