水泥穩定土彎沉值和壓實度關系探討

摘要：水泥穩定土由于工程造價低、力學性能好，廣泛應用于公路工程底基層中。目前水泥穩定土的檢測方法是環刀法，該方法是一種有損檢測方法，會破壞原有的路面結構。文章以環湖路改建工程項目為依托，探求彎沉值和壓實度之間的關系，為無損檢測提供理論和數據支持。

關鍵詞：水泥穩定土；彎沉值；壓實度；公路工程底基層；環刀法；道路改建工程 文獻標識碼：A

中圖分類號：U416 文章編號：1009-2374（2015）23-0107-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.055

現在的施工過程通常是采用環刀法檢測水泥穩定土的壓實度，但是其檢測方法是有損檢測，會對路基的結構產生破壞，而且存在檢測用時較長、實驗數據結果不穩定、實驗數據與檢測人員的技術水平有很大的關系等方面的缺點，因此工程需要一種能快速檢測壓實度的方法。

1 工程背景

信陽市浉河區環湖路譚家河街至G312道路改建工程是規劃的省道S338線的重要組成部分，也是貫通浉河區南北的公路大動脈，全線在浉河區境內，南起譚家河鄉（起點樁號：K0+000），向北沿X040線依次跨越馬家畈河，經過龍潭村、浉河港鄉、桃園村、董家河鎮、駝店村、吳家店鎮，止于與G312線交叉處（終點樁號：K47+900），路線全長47.9km。浉河港街道寬度為7m，坡度起伏過大，街道西端獅子口漫水橋跨徑過小，橋頭兩側地形復雜，不滿足二級路的技術指標，根據項目組技術人員的現場勘測資料，本次改建工程路線向東改出街道，改線段樁號K19+200～K20+280，長度共計1.08km。其中在樁號K19+200～K20+160處需要侵占部分魚塘，需要做路基處理和邊坡防護，本段采用水泥穩定土提高基層的承載力。

2 水泥穩定土簡介

隨著國民經濟的發展，越來越多的各等級公路被投入到建設施工之中。河南省信陽市地處大別山北麓、淮河上游，處于亞熱帶和暖溫帶的過渡地帶，多山多水，工程所處的地理環境非常復雜。本次環湖路譚家河街至G312道路改建工程樁號K19+200-K20+160段地質條件很差，土基的承載力不足，不能直接做公路底基層。水泥穩定土具有工程造價低廉、就近取材方便、水穩定性和抗沖刷能力強等方面的優點，被大規模應用于公路底基層。水泥穩定土的施工方法是把土、水泥和水按一定比例拌和均勻后，碾壓養護成穩定的板體結構。碾壓質量的好壞對后期的使用有著至關重要的作用。工程上常用的檢測方法是環刀法。環刀法有很多的缺點，它是一種有損檢測方法，不能快速及時地得到水泥穩定土的壓實度；數據離散性較大，與檢測人員的技術水平有很大的關系。綜上所述，依托本項目研究水泥穩定土的壓實度和彎沉值之間的關系，目的是希望找出一種無損檢測的方法。

3 室內實驗

本實驗所選用水泥穩定土的水泥劑量為4.5%。首先初步估計所選用的水泥穩定土的最佳含水量，然后再估計最佳含水量左右選取五組不同含水量的土，在室內通過擊實儀做擊實實驗。擊實筒的尺寸為10cm×10cm，分三層擊實，每層擊實27次，然后脫模取樣并測量其質量，繪制Excel圖表可以得到最佳含水量為14.8%，最大干密度為1.99g/mL。具體的擊實實驗操作步驟參見實驗規范。

室內實驗采用向一個直徑為60cm、高度為10cm的擊實筒內填入水泥穩定土。實驗用土必須采用2.18mm的圓孔篩篩分，然后按照4.5%的劑量添加水泥，拌和均勻后，再按最佳含水量為14.8%的需水量拌和均勻。根據公式，依次向擊實筒內加入如表1所示的水泥穩定土，然后用壓路面壓實，用手持式落錘彎沉儀測彎沉值。根據室內擊實實驗可以得到本工程段的水泥穩定土的最佳含水量為14.8%，最大干密度為1.99g/cm3，根據公式，依次向擊實筒內加入如表1中所示質量的水泥穩定土，然后用壓路機壓平，就可以得到目標壓實度，用手持式落錘彎沉儀測動態彎沉值，如下表1所示：

4 實驗結果分析

從表1可以得到，彎沉會隨著壓實度的增加而逐漸減小，而且減小得越來越不明顯。分析主要原因是由于在壓實度初期，土顆粒之間空隙較大，所以彎沉會比較大。當壓實度增加時，土顆粒之間的距離減小，單位體積內的水泥穩定土顆粒增多，所以彎沉會變小。在壓實初期，彎沉變化較為明顯，隨著壓實度的提高，彎沉的變化越來越小，同時，R2=0.97表明壓實度與彎沉值具有較強的相關性，達到實驗的目的。

5 現場檢測

環湖路譚家河街至G312道路改建工程樁號K19+200～K20+160段，按最佳含水量拌和好水泥穩定土壓實后，選取8個點作為檢測點，用手持式落錘彎沉儀測量測試點的彎沉值和用環刀法測出該點的壓實度，測試數據如表2所示。從測試結果來看，誤差在2%以內，誤差在合理范圍以內，所以可以得到用手持式落鐘彎沉儀來測試水泥穩定土的彎沉值，然后根據彎沉值來反算壓實度的結論。

6 結語

水泥穩定土由于施工方便、成本低廉、穩定性好等方面的優點在現代路基工程中的運用越來越廣泛。壓實技術直接關系到后期的使用壽命，如何在壓實過程中及時掌握壓實度直接關系到公路建成后的使用質量。目前工程上常用的檢測方法是環刀法，這種檢測方法有很多的缺點，屬于有損檢測，會對路基的結構產生破壞；檢測周期較長；檢測數據的離散性較大，與檢測人員的技術水平有很大的關系。通過環湖路項目的實驗數據，可以得到水泥穩定土的彎沉值和壓實度有很強的相關性，得到了可以通過測試水泥穩定土彎沉值，然后根據彎沉值反算其壓實度的結論。手持式落鐘彎沉儀方法方便快捷，可以在碾壓過程中及時了解檢測壓實結果。

參考文獻

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作者簡介：杜光輝（1980-），男，河南信陽人，供職于信陽公路勘察設計院，研究方向：路橋。

（責任編輯：黃銀芳）endprint