論公路項目水泥穩(wěn)定碎石層試驗檢測注意事項及要點

彭杰

摘要 為提升路面基層水穩(wěn)碎石層的試驗檢測水平，做好試驗檢測方面的質(zhì)量控制是最重要也是最基礎的環(huán)節(jié)。基于此，文章對水穩(wěn)碎石基層質(zhì)量方面的試驗檢測技術(shù)進行了簡單分析，提出了試驗檢測時應注意的事項及檢測要點，為同類工程應用提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞 公路工程項目；水穩(wěn)碎石基層；檢測注意事項；檢測技術(shù)要點

中圖分類號 U416.2文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）09-0150-03

0 引言

近年來，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，公路工程建設逐步趨于完善，給人們的生產(chǎn)生活帶來較大方便。水穩(wěn)碎石層作為公路結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵組成部分，具有施工方便、強度大、抗凍性好、穩(wěn)定性高等優(yōu)點，被廣泛應用于路面基層施工中。但由于水穩(wěn)碎石材料抗變形能力較差，易產(chǎn)生反射裂縫，嚴重降低道路結(jié)構(gòu)承載性能，影響使用安全和運營壽命，因此，為保證水穩(wěn)碎石施工質(zhì)量，全面提升道路使用性能，加強水穩(wěn)碎石層試驗檢測尤為重要。該文結(jié)合實際工程案例，針對水穩(wěn)碎石層試驗檢測注意事項及要點展開綜合探究，具有十分重要的工程實踐意義。

1 工程概況

該文以普通公路大中修養(yǎng)護項目為例，其結(jié)構(gòu)為高填路基、水穩(wěn)碎石基層，瀝青混凝土路面。判斷其質(zhì)量是否符合規(guī)定的標準要求，要根據(jù)基礎水穩(wěn)碎石層試驗結(jié)果，與最后的檢測結(jié)果相比較。

2 水穩(wěn)碎石層原材料要求

2.1 水泥

目前，常用的水泥材料主要有普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰硅酸鹽水泥。以上三種水泥均可用于水穩(wěn)碎石拌制，水泥標號不宜過高，強度等級達到32.5級即可，不應高于42.5級，初凝時間大于3 h，終凝時間不小于6 h。水泥的各齡期強度、細度、凝結(jié)時間、體積安定性等指標經(jīng)試驗檢測符合規(guī)定要求后方可使用：

（1）細度主要指水泥顆粒整體粗細程度，直接決定水泥性能。水泥細度越大，發(fā)生水化反應越快，強度較高；顆粒粒徑一般為0.007～0.2 mm。

（2）水泥標準稠度試驗主要是對固結(jié)時間與體積安定性檢測結(jié)果形成對比。

（3）凝結(jié)時間主要指的是水泥自拌和至徹底喪失塑性，逐步形成強度的時間。

（4）體積安定性主要指的是水泥固結(jié)時水泥體積變化情況。

（5）強度檢測主要是為了確保水泥的質(zhì)量和性能，以規(guī)定齡期的抗折及抗壓強度來確定水泥的標號[1]。

2.2 水

水包含飲用水、地表水、地下水、再生水等。飲用水可直接用于混合料拌和與養(yǎng)護。對于非飲用水，通過試驗檢測確定能否使用。

2.3 粗集料

碎石宜采用堅硬、干凈、無雜質(zhì)的玄武巖或輝綠巖加工。碎石的最大粒徑為31.5 mm，宜按粒徑9.5～31.5 mm、4.75～9.5 mm、2.36～4.75 mm和0～2.36 mm規(guī)格備料。碎石壓碎值不超過28%，9.5 mm粒徑以上粗集料針片狀含量不超過15%。

2.4 細集料

水穩(wěn)基層集料純度、含水量應滿足要求，且質(zhì)地良好，表面無風化現(xiàn)象，級配類型符合標準要求。當采用中粗砂作細集料時，應對其實施碎化處理，確保粒徑符合要求[2]。

3 試驗檢測注意事項

3.1 科學取樣

料場同批次料堆上取樣時，應先鏟除堆腳等處無代表性的部分，再在料堆的頂部、中部、底部取大致等量材料樣本，經(jīng)拌和均勻后采用四分法采集試樣。

3.2 合理確定試驗項目

水穩(wěn)碎石層原材料試驗檢測項目包括集料含水率、級配、吸水率等。通過對含水率的綜合檢測，可全面了解碎石層整體含水量，檢測頻率為每天兩次[3]。

4 試驗檢測要點

4.1 配合比設計及級配組成試驗檢測

4.1.1 技術(shù)要點

檢測前，應通過科學手段確定混合料最佳含水量及干密度，科學計算出各水泥含量的試件的干密度，并將其作為最佳含水率。

（1）試樣要求：碎石應采用堅硬、干凈、無雜質(zhì)的材料。水泥應干燥、無結(jié)塊，在混合料拌和現(xiàn)場取樣。

（2）主要檢測器具：電子天平、游標卡尺、微機控制電子萬能試驗機、液壓制件脫模機、多功能電動擊實儀和電熱鼓風干燥箱[4]。

（3）將試樣置于標準環(huán)境條件下養(yǎng)護6 d，浸泡1 d，養(yǎng)護完成后實施無側(cè)限抗壓強度檢測。

（4）原材料類型及摻量，礦料級配見表2。

4.1.2 具體檢測結(jié)果

通過重型擊實試驗得到該工程水穩(wěn)碎石層最大干密度及最佳含水率，其配合比如表3所示。結(jié)合配合比試驗，得出水泥摻量為4.0%、4.5%、5.0%的水穩(wěn)碎石強度均達到設計要求。

無機結(jié)合料級配組成試驗使用的儀器設備主要包括標準篩、電子天平、烘干箱等。其具體級配組成檢測結(jié)果如表4所示。

4.2 水泥劑量試驗檢測

該普通干線公路，水泥劑量試驗檢測樣品為集料和水泥。樣品狀態(tài)要求集料應干凈、無雜質(zhì)、質(zhì)地優(yōu)良。試驗器具包括滴定管、燒杯、燒瓶、試管、試管夾、容量瓶、搪瓷杯、不銹鋼棒、電子天平[5]。在檢測水穩(wěn)碎石層水泥劑量前應科學制備檢測試劑，并繪制標準曲線。檢測時應嚴格注意以下三方面。

4.2.1 配制乙二胺四乙酸二鈉標準溶液

EDTA二鈉標準液配制：稱取37.23 g的EDTA，融入溫度40～50 ℃的蒸餾水中，試劑溶解后，冷卻到室溫，定容至1 000 mL。

氯化銨溶液配制：稱500 g氯化銨，加蒸水4 500 mL溶解，溶液濃度為10%。

氫氧化鈉配制：稱18 g氫氧化鈉，加1 000 mL蒸餾水使其全部溶解，待冷卻后加入2 mL三乙醇胺，攪拌均勻后儲存在容器中，溶液濃度為1.8%[6]。

4.2.2 配制鈣紅指示劑

分別取0.2 g鈣試劑磷酸鈉和20 g經(jīng)105 ℃恒溫處理的硫酸鉀充分混合后，進行磨碎處理，并放置于棕色廣口玻璃瓶中，防止受潮。

4.2.3 繪制標準曲線

（1）材料取樣：在施工現(xiàn)場隨機抽取水泥和集料樣品，通過烘干法或酒精燃燒法測定集料含水率（假設水泥含水率為0）。

（2）混合料重量計算公式：干料質(zhì)量=濕料質(zhì)量/（1+含水率）。

（3）取5種樣品，每種2個樣品。

第1種：稱2份濕質(zhì)量為300 g集料，將其分別放置于燒杯內(nèi)。集料含水率應與施工現(xiàn)場目標含水率一致（集料內(nèi)部水分應與施工現(xiàn)場用水量保持一致）。

第2～5種：每一種情況按照水泥含量為2%、4%、6%、8%分別留取2組試樣，各組重量為300 g，依次放在6個燒杯中，其余試驗條件與第1種相同（備注：準備標準曲線的水泥劑量為0%、2%、4%、6%和8%，工地實際所采用的水泥劑量應為水泥劑量理論標準曲線的中值）[7]。

（4）分別以水泥含量（%）和相同水泥含量的混合料消耗EDTA二鈉標準液含量的平均值作為橫、縱坐標，繪制標準曲線。

4.3 水泥劑量試驗檢測流程

4.3.1 稱取水泥碎石拌和材料

施工現(xiàn)場，采用四分法稱取300 g的水泥碎石混合料，將混合料置于搪瓷杯內(nèi)，并加入2 000 mL氯化鈉溶液，攪拌均勻。

4.3.2 抽取適量懸浮液

靜置4 min后將上方澄清液體取出放入燒杯中，并蓋上表面皿。通過玻璃移液管抽取10 mL底部懸浮液加入三角瓶中，并加入50 mL濃度為1.8%的氫氧化鈉溶液，此種狀況下溶液pH值為12.5～13，滴入鈣紅指示劑，搖晃均勻，溶液顯示為玫紅色[8]。

4.3.3 觀察溶液的顏色變化

用EDTA二鈉標準液滴定至溶液顏色變?yōu)榧兯{色后所消耗的EDTA二鈉標準液用量，通過標準曲線，科學判定水泥含量是否符合規(guī)范及設計要求。

4.4 壓實度檢測要點

為全面提升公路工程水穩(wěn)碎石基層強度、剛度和穩(wěn)定性，保證道路運營能力和運營年限，應積極強化壓實度檢測。若水穩(wěn)碎石層壓實度達不到標準要求，勢必會降低其承載性能，影響道路正常運營[9]。水穩(wěn)碎石層試驗檢測時應科學控制以下3方面。

（1）科學布置檢測點。檢測點布置合理與否，直接決定水穩(wěn)碎石層壓實度檢測的準確性和有效性，對工程質(zhì)量評定具有重要影響。檢測點布設數(shù)量不足，會造成檢測結(jié)果缺乏代表性，不具有說服力。而測點布置過多，則會顯著提升檢測工作量，耗費大量的人力、物力和材料，造成資源嚴重浪費。因此，在對水穩(wěn)碎石層實施壓實度檢測時，應科學選擇檢測點，并合理確定檢測頻率，確保符合標準要求，以有效保證檢測結(jié)果的準確性、客觀性和代表性。

（2）挖洞。在水泥穩(wěn)定碎石層挖洞，為確保結(jié)果的準確性，深度要挖至下一層的頂面。

（3）收集材料。收集洞內(nèi)挖出的混合料，對其稱重，記錄重量，并取樣做含水率試驗試。

4.5 無側(cè)限抗壓強度檢測

對公路工程水穩(wěn)碎石基層實施無側(cè)限抗壓強度檢測，能有效確保基層承載性能，保證公路建設的整體質(zhì)量，同時，能為工作人員提供精準、有效的評定依據(jù)，對施工質(zhì)量進行科學判定，從而制定相應的控制措施。

（1）為了保證測試結(jié)果的正確性，檢測人員必須熟悉水泥穩(wěn)定碎石層的無側(cè)限抗壓強度試驗工作過程。為保證道路檢測結(jié)果的科學性，檢測人員要加強采樣控制，盡量選取具有代表性的樣品。

（2）水穩(wěn)層施工8 d后才能進行試驗檢測，可以直接采取鉆芯取樣法取樣檢測。進行鉆芯取樣時，檢測人員應嚴格控制鉆芯速率，以保證芯樣完整性，取芯完成后，應浸水1 d，取出擦干水分再開展相應試驗檢測。

（3）水穩(wěn)碎石無側(cè)限抗壓強度檢測時，技術(shù)人員應結(jié)合實際情況，針對所有潛在檢測問題，提前編制應對方案，以保證檢測數(shù)據(jù)的準確性。基層的復雜結(jié)構(gòu)，使試驗檢測難度加大，檢測人員必須優(yōu)化原有的檢測流程，降低檢測數(shù)據(jù)錯誤率，提高施工強度測試結(jié)果的準確性。

5 結(jié)語

綜上所述，在水穩(wěn)層施工過程中，基層施工質(zhì)量的好壞可以通過無側(cè)限抗壓強度試驗檢測出來，為后續(xù)施工的改進和調(diào)整提供依據(jù)。該文通過對公路水泥穩(wěn)定碎石層試驗檢測技術(shù)要點的剖析，不僅提高了試驗數(shù)據(jù)的準確性和規(guī)范性，還提高了公路項目的整體施工質(zhì)量，為同類項目的施工提供了一定的借鑒和幫助。

參考文獻

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