談水穩基層材料檢測

摘要：大量的路面建筑材料、新工藝、新技術、新結構隨著對高速公路路面使用性能要求越來越高而不斷涌現。水泥穩定碎石以其良好的力學性能、耐久性和承載力高等技術特點，而且其幾種主要組成材料料源廣泛，便于加工，可以就地取材，減少運輸及生產成本，在公路路面基層施工中廣泛應用。但水泥穩定碎石也存在質量缺陷。嚴重影響了水泥穩定碎石基層作為半剛性過渡層在力傳遞上的承上啟下作用。本文總結了在原材料選擇，配合比設計和施工過程中如何通過材料檢測來進行質量控制，為以后的水泥穩定碎石基層材料檢測積累了經驗。

關鍵詞：水泥穩定碎石 基層 材料 檢測

0 引言

水泥穩定碎石層來作為公路的路面基層，因為其具有良好的抗壓性和穩定性，目前被我國的公路較多的采用。但必須經過客觀、準確地試驗檢測，水泥穩定碎石層才能達到較高的使用效果，從根本上嚴格控制路面基層的質量，從而使整個公路達到良好的使用目的。

1 水泥穩定碎石基層簡介

水泥穩定碎石材料是由一定級配的集料和少量水泥拌合而成的混合料，具有強度大，穩定性好及剛度大等特點，它是一種半剛性基層材料。因而被廣泛用于修建高等級公路瀝青路面的基層或底基層。水泥穩定碎石基層是近年來高速公路路面結構中比較常見的半剛性基層，具有早期強度增長快、施工時污染少、板快整體穩定性好等特點。

2 水泥穩定基層配合比設計階段材料檢測

作為路面結構的基礎，水泥穩定碎石應具有足夠的強度和穩定性，我國較早就確定以回彈模量作為評價路面結構強度與穩定性的力學指標，并形成了成套的室內外試驗標準方法和儀器。廣泛開展了不同土種的最佳含水率和最大密實度相關關系的研究，以便在施工中以物理量指標控制工程質量從而保證達到規定的強度指標，并且統一以重型擊實試驗法作為基本控制標準，以提高路基的強度和穩定性，在原材料選定后，進行混合料的配合比設計，配合比設計主要是確定水泥用量和最佳含水量。

①取用工地水泥，按不同水泥劑量分組試驗。水泥用量宜控制在3.%～4.5%范圍。用擊實法確定各組混合料的最佳含水量和最大干密度；分別取4～5種比例（以碎石質量為6000g）制備混合料，每組試件個數13個。②根據確定的最佳含水量，拌制水泥穩定碎石混合料，按壓實度（98%）制備混合料試件，在標準條件下養護6天，浸水一天后取出，做無側限抗壓強度。③水泥穩定碎石試件的標準養護條件是：將制好的試件脫模稱重后，應立即用塑料薄膜包覆，放入養護室內養生，養護溫度為20℃±2℃。養生期最后一天（第七天）將去掉薄膜試件浸泡水中，在浸泡之前，應再次稱試件的質量，水的深度應使水面在試件頂上約2.5cm，浸水的水溫應與養護溫度相同。將已浸水一晝夜的試件從水中取出，用軟的舊布吸去試件表面的可見自由水，并稱試件的質量。前六天養生期間試件水分損失應不超過10g，超過此規定的試件，應予作廢。④水泥穩定碎石基層7天浸水無側限抗壓強度代表值R不小于3.5MPa。

在配合比配置過程中，如果水泥分布不均相對偏差較大，水泥用量過少，強度難以滿足要求；反之水泥用量過多，費用增加，混合料的收縮系數增大，出現裂縫的機率也就愈大。同時過多的水泥用量，其基層過高的強度和剛度與瀝青面層的強度相差過大，對面層結構不利。所以要嚴格控制水泥用量。

3 混合料的檢測

3.1 混合料的含水量檢測。當混合料運到施工現場時，應該首先進行檢測，混合料的含水量應該大于最佳含水量的1%左右，在施工現場進行含水量的試測方法，通常采用酒精法。先將蒸發器清洗干凈后烘干，再稱其質量設其為m1，然后取樣本放在蒸發器中，再稱蒸發器和樣本的總質量設為m2，取200毫升酒精倒在樣本上點燃，再對燃燒的酒精進行攪拌，通常需要燃燒兩到三次，當酒精燃燒完冷卻以后，現稱蒸發器和試樣的總質量設為m3。計算混合物材料的公式為w=（m2 -m3）*100/（m3 -m1）*100%?；旌狭系暮恳话闩c施工現場的溫度、現場材料的溫度、攪拌人員的技術水平和工作態度決定。如果混合料的含水量過小，集料就得和水泥爭水，水泥就不能完全的水化和水解，水泥通常水化時所需要的水大約是水泥重量的20%左右，所以容易影響強度的形成，也能影響到現場的壓實度，而含水量過大的話卻容易造成翻漿。所以在攪拌時，要嚴格控制混合料的含水量。

3.2 灰劑的含量試驗。每2000m2需要進行6次以上的檢測，如果施工中發現異常也要隨時進行檢測。檢測是采用EDTA滴定法進行試驗，并需要與水泥的用量進行校核，應該大于設計的1%。試驗時取1000g的試樣放入搪瓷杯中，在杯內加入2000ml10%的氯化銨溶液，然后采用不銹鋼攪拌棒進行充分的攪拌3min，并靜放4min；用吸液管將上層的懸浮液吸取10ml，放到200ml容積的三角瓶中，然后加入黃豆大小的鈣紅指示劑進行搖勻，當溶液呈紅色時，用EDTA二鈉標準液滴入直到呈現純藍色，同時記錄EDTA二鈉的使用量，根據EDTA的標準曲線就能夠參考出灰劑的值?；覄┝靠刂仆ǔＪ軘嚢璧臅r間、實際水泥的用量和混合料的出料量校核影響。如果劑量過小的話強度不達標，但灰劑量過大又會增加收縮裂縫的產生。在采用集中廠拌法施工時，水泥的劑量應該比試驗確定的劑量略大0.5%，而且應該采用終凝的時間在6小時以上的32.5號的水泥。水泥穩定碎石的混合料一定要攪拌均勻，以確保水穩碎石的強度和穩定性能夠達到標準。如果混合料攪拌不均勻，當混合料發生離析時，水泥劑量少的地方強度就很難滿足規范要求，而在水泥劑量多的地方就會產生裂縫，這就必須加強灰劑量的滴定力度，所以取樣時，一定要有代表性，不合格一定要在攪拌場進行處理。

3.3 級配篩分。級配在每2000平方米或者當觀察發現異常時，應該進行檢測，級配應該完全符合設計需要。要按四分法進行采集和試樣，烘干以后需要用標準的篩進行篩試驗，然后根據篩子上的剩余物的質量和試樣的總量，計算各篩上的分計篩余的百分率、累計篩余的百分率和通過篩分量的試驗參數。材料的堆放是否緊湊或者各種材料上料的轉速變化是影響級配控制的主要因素。而級配的質量又會直接影響到水泥穩定碎石的密實度和壓實度。所以要進行級配試驗時，一定要嚴格控制。

4 水泥穩定碎石施工結束后成品材料檢測

水泥穩定碎石施工結束后，還要進行一段時間的養護，通常要在七天以后才能達到設計強度。此階段對水泥穩定碎石的檢測主要有兩項：一是無側限抗壓強度試驗，二是現場取芯。

4.1 無側限抗壓強度試驗。這項試驗是在施工時每一施工段落抽取一定量的水泥穩定碎石混合料，迅速運到試驗室按試驗規程要求制成一組13個試件，經脫模，在養護室養護七天，其中最后一天浸水養護后，進行無側限抗壓強度試驗，經計算所得的無側限抗壓強度的代表值如果大于等于設計值，則合格。

4.2 現場檢測鉆芯取樣。檢測時要求鉆芯機穩定，擺動小，鉆頭一般采用直徑15cm，鉆進時注意一定要將塑料水管插入足量的水筒中，使鉆進的同時鉆頭上有水來降溫，并注意開始時控制好取芯機鉆桿下放速度，待鉆頭進入結構層2-3cm時，恢復正常鉆進速度直至該結構層底，提鉆頭時迅速提起，避免損壞芯樣。一般7d強度就能取出芯樣，取出芯樣后，觀察其完整性、密實度，并取其厚度。如果不能取出完整的芯樣，則說明水泥穩定碎石施工一定存在問題。通過對本工程水穩基層7d芯樣進行研究發現，含水量過大時，基層易產生裂縫，一般裂縫貫穿整個橫斷面，縫寬自上而下由0.3mm～0.1mm漸變；頂面縫寬0.3 mm，查閱施工試驗記錄表明，此處碾壓時的含水量為7.0%，大于最佳含水量（5.2%）1.8%，含水量不足時，混合料松散，密實度不夠，芯樣表明不光滑、不密實、有大量的蜂窩，芯樣上下部出現松散現象，未成形。查閱施工試驗記錄表明，此處碾壓時的含水量為3.5%，小于最佳含水量（5.2%）1.7%。

5 結論

水泥穩定碎石路面基層屬于半剛性路面，在高等級道路路面結構中，應用較多，應嚴格控制原材料的質量，按生產配合比施工，加強施工前，施工過程中和施工結束后的水泥穩定碎石材料檢測。針對出現的問題進行技術分析，為水穩施工提供第一手有用的數據，研究出好的整改措施。還可總結出有益的優良經驗。為今后其它高速公路水泥穩定碎石路面基層材料檢測提供可以借鑒的經驗。

參考文獻：

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