公路工程水穩基層試驗檢測技術分析

陳 鑫

（華設檢測科技有限公司寧夏分公司，寧夏 銀川 750001）

水穩基層試驗檢測技術是指通過一系列的試驗和檢測手段，對水穩基層的性能進行評估和監測的技術方法。這些技術包括試驗樣品的制備、試驗參數的確定、試驗設備的選擇和試驗數據的分析等方面。通過這些技術的應用，可以對水穩基層的強度、穩定性、密實度和耐久性等關鍵性能進行準確的評估，為公路工程的設計、施工和維護提供科學依據。隨著公路工程規模的不斷擴大和技術的不斷進步，水穩基層試驗檢測技術也在不斷發展和完善。現代化的試驗設備和先進的試驗方法使得水穩基層的性能評估更加準確和可靠，同時，隨著對環境保護和可持續發展的重視，水穩基層試驗檢測技術也在不斷追求更加環保和經濟的方法，以減少對環境的影響和資源的浪費。

1 水穩基層概述

水穩基層是指通過合理配合不同級別的礦渣、碎石、礫石以及適量的水泥、穩定劑等材料，在現場經過一系列的工藝處理后形成的具有一定強度和穩定性的平整層面。水穩基層的主要功能包括以下幾個方面。

（1）承載能力：水穩基層能夠承受車輛荷載和交通往來帶來的沖擊與振動，分散荷載，保證道路的正常使用，減少路面變形。（2）分散應力：水穩基層能夠均勻分散上層結構的應力，減少應力集中，提高路面的整體受力能力。（3）防止水分滲透：水穩基層可以有效阻止地下水分的滲透，從而保證路面結構的穩定性和耐久性。（4）保證道路平整度：水穩基層能夠提供一個平整的路面，增加行車的舒適度和安全性。

水穩基層的施工步驟一般包括以下幾個環節：

（1）原料篩選與加工：根據設計要求，選擇合適的礦渣、碎石、礫石等原料，并進行篩選和加工，保證原料的質量和粒徑分布符合規范要求。（2）配合比確定：根據不同路段的荷載特點、地質條件和氣候水文條件，確定合理的配合比，保證水穩基層的力學性能和穩定性。（3）攪拌與混合：將原料按照一定比例投入拌合站，經過拌合設備進行混合，使各組分均勻分散，確保材料的充實和混合效果。（4）整平與壓實：將混合好的材料運輸到施工現場，通過攤鋪機械進行整平，然后利用壓路機進行壓實，使基層具有一定的密實度和充實度。（5）養護與檢驗：在基層完成施工后，進行一定的養護保養，以保證基層的強度和穩定性，同時，對基層進行質量檢驗，檢測其物理性能和力學性能是否滿足標準要求[1]。

2 水穩基層試驗檢測技術

2.1 水泥穩定混合料級配控制

首先，試驗檢測人員需要根據工程要求和使用環境，確定水泥穩定混合料的設計級配曲線，其中，要考慮到材料來源、材料種類、粒徑范圍和摻配比例等因素。設計級配曲線應該能夠滿足基層的力學性能要求，并且在實際生產中易于操作和控制。在實際生產中，需要對粗集料、細集料等原材料進行篩分，通過篩分，可以將原材料分為不同粒徑的級配系列，并依據設計要求進行混合，確保混合料的質量和性能。對于不同的原材料和設計要求，摻配比例也是不同的，因此，在生產過程中，需要根據設計要求和原材料實際情況，制定合理的摻配比例控制方案。通常情況下，可以通過加水量和拌合時間控制混合料的含水量和均勻程度，從而達到理想的混合效果，在實際生產過程中，有時會發現原材料粒徑變化較大，導致混合料質量和性能不達標，這時候就需要對摻配比例進行現場調整，調整時，應根據已有試驗檢測數據和設計要求進行合理的調整，并及時做好記錄以備后續參考和改進。

2.2 含水量試驗檢測

準備試驗設備，包括電子天平、烘箱、塑料袋、烘盤等。從現場取得代表性的基層材料樣品，并將其保存在塑料袋中，以防止樣品中的水分損失。將采集到的基層材料樣品進行分散拌合，使其顆粒尺寸均勻，首先，在電子天平上精確稱量樣品的質量，記錄下質量數值，并標記為“濕重”，將稱量后的樣品放入預熱好的烘箱中，并設置適當的溫度和時間進行烘干處理，通常使用105℃進行烘干，將烘干后的樣品取出，置于密封容器中，待其自然冷卻至室溫[2]。將冷卻后的樣品放在電子天平上，重新稱量其質量。記錄下數值，并標記為“干重”。根據以下公式計算含水量：含水量（%）=（濕重-干重）/干重×100%。

2.3 壓實度試驗檢測

在公路工程水穩基層試驗檢測技術中，壓實度試驗是評估基層材料性能的重要手段之一。通過壓實度試驗，可以確定基層材料的密實程度，即基層材料中顆粒之間的填充程度，壓實度試驗反映了材料的緊密程度。進行壓實度試驗檢測前，需要確定室內最大干密度，首先需制備五個不同含水量的基層材料樣品，并將其置入試筒中，然后進行擊實處理，通過測量試筒的質量和試筒內的基層材料質量，可以計算出材料的濕密度，并經過含水率試驗計算出五個樣品中的最大干密度和最佳含水率。現場通過挖坑法檢測壓實度，得到基層的濕密度，通過含水量試驗得到基層的干密度，再與室內擊實試驗得到的最大干密度進行比較，得到了現場基層的壓實度。通過這些試驗得出的壓實度參數，能夠評估基層材料的填充狀態和排水性能，對基層材料的選擇和設計具有重要意義。

2.4 水泥劑量試驗檢測

在試驗前需要對試驗樣品按比例進行制備。制備時需要將樣品干燥、分散均勻，獲得符合要求的試驗樣品。在試驗過程中需要對試驗環境和試驗條件進行嚴格控制，確保試驗結果準確可靠，特別是影響試驗結果準確的因素，要重點進行監控。在試驗中應根據水泥類型和工程特點選擇摻配比例，并按照試驗方案控制試驗中的水泥劑量，為了獲得更加準確可靠的試驗數據，應進行多組試驗并取平均值。試驗結束后需要對數據進行處理和分析，統計出各組試驗數據，并綜合評價試驗結果，根據試驗結果，確定最佳水泥劑量，以保證公路水穩基層的穩定性和耐久性。

2.5 無側限抗壓強度試驗檢測

水泥穩定材料無側限抗壓強度一般采用圓柱形試件，試件的高徑比一般為1:1，通過確定的最大干密度和最佳含水率來制備試件，對于水泥穩定材料至少要制備9 個或13 個試件，根據相應的擊實結果和混合料摻配比例，計算每個試件的質量。試件成型時加入預定水泥和預留加水量，進行充分拌合，分2-3 次加入試模中，并且用搗棒均勻插實，將試模放入到壓力機中，按規定的速率進行加壓，放置一段時候后，對試模中的水泥穩定材料試件進行脫模，并且準確稱取試件質量和高度，不滿足試驗要求的試件應予以廢棄，滿足要求的試件裝入塑料袋中，放入養護室中養護。標準養護時間為7 天，在養護的最后一天將試件從塑料袋中取出，放入水中浸泡，待試件達到規定的浸泡時間后取出，擦干表面水分，稱取質量，放置在路強儀或壓力機中進行抗壓強度試驗，并且記錄破壞時的最大力，最后將破壞的試件取有代表性的樣品進行含水量檢測。

3 公路水穩基層施工工藝

3.1 施工準備

在公路水穩基層施工前，需要對施工現場進行全面測量，包括路基寬度和高程等方面的調查，以確定施工的技術要求和合理的施工方案。測量工作主要是進行施工現場的定位和標識，確保施工的準確性和精確度。根據施工方案，需進行相關設備和材料的準備，公路水穩基層施工需要使用到攤鋪機、壓路機等大型機械設備，因此，要提前做好機械的選擇工作，并進行設備的檢查和維護，確保機械的正常運轉。此外，還需要準備好水泥、粗集料、細集料等所需的材料，并提前進行質量檢驗，確保達到施工要求。針對施工現場，需要進行合理的布置和準備[3]。施工現場的布置要考慮到施工的順序和安全，設置工作區域和施工通道，確保施工人員和設備的安全，此外，還需要對施工現場進行清理和平整，清除雜物和障礙物，確保施工的順利進行。

3.2 拌和運輸

根據設計要求，合理選擇具有良好品質的粗集料、細集料，并通過試驗確定最佳摻配比例，確保拌合后的水穩料質量達到設計要求。拌和過程中需要充分攪拌，將各類粗集料、細集料均勻混合。在拌和設備中，應設置合理的攪拌時間和攪拌速度，確保各種材料能夠充分混合并形成均勻的混合料。提高水穩基層的穩定性和抗剪強度，需要添加適量的膠凝材料和穩定劑。膠凝材料一般采用水泥，穩定劑可以選擇石灰、石灰石粉等，根據設計要求合理添加，并通過試驗確定最佳摻量。運輸過程中，要確保車輛狀況良好，避免因車輛故障導致水穩混合料延誤，同時，應注意保持運輸車輛密閉，避免材料受潮和外界污染。為了保證運輸過程中水穩料的質量，應采取相應的防護措施。在高溫季節，可以在運輸車輛上設置遮陽棚，降低材料溫度，避免太陽暴曬導致質量變化。在施工現場，需要合理安排拌和料的卸料位置和時間，確保施工的連續性和效率，同時，在進行基層鋪設時，要注意整體勻厚、均勻密實，確保水穩基層的平整度和穩定性。

3.3 水穩攤鋪

在進行攤鋪碾壓之前，必須保證底基層的平整和密實。要對底基層進行清理，去除雜物和積存的水分。在開始攤鋪和碾壓之前，需要根據設計要求調整攤鋪機和壓路機的參數，例如，根據基層的材料特性和厚度，調整攤鋪機的振動頻率、行走速度和坡度等參數，確保攤鋪后的密實度和均勻度。用攤鋪機將預先調配好的水穩材料均勻地鋪設在底基層上，攤鋪機應在攤鋪過程中始終保持穩定的速度和行進方向，避免攤鋪過程中攤鋪不均勻，骨料離析。[4]

3.4 壓實處理

根據基層材料的特性和設計要求，選擇合適的壓路機設備。不同設備在不同材料上的作用效果有所差異，因此選擇適當的設備對于施工質量至關重要。在進行壓實處理之前，首先需要確保基層的密實度，對于基層壓實處理時，應采取分段壓實的方法，即將基層分為若干區域，在每小區域內進行充分的壓實處理，確保每個區域內的密實度均勻一致，這樣可以有效避免因局部未達到要求的密實度而導致的結構不穩定問題。根據基層材料的性質和設計要求，合理控制壓實遍數和速度，過多的壓實次數可能導致基層材料過度變形或破壞，而過快的壓實速度可能無法充分壓實基層。在施工中，需特別注意道路的邊緣和接縫處的壓實處理，這些區域容易出現松散和空隙，需要采取相應的加固措施，如使用手持振動器進行局部壓實，以保證整個道路結構的完整性。

3.5 養護

在水穩完成碾壓后，應覆蓋土工布進行養護工作，保持碾壓完成區域的濕潤狀態，避免干燥裂縫的產生，在隨后的基層覆蓋養護中，要對水穩基層進行充分灑水，使其表面一直保持潮濕狀態。這樣可以讓水泥反應完全，提高水穩基層強度，并防止龜裂的發生。若養護結束后，水穩基層出現損壞、龜裂等情況，應及時進行修補，以保證路面平整，并延長使用壽命。在水穩基層使用過程中，應定期進行清潔養護，清除路面上的灰塵和雜物，這樣可以防止污染、降低水穩基層摩擦系數，保證基層的平整度和質量。[5]

3.6 接縫處理

在進行接縫處理前，需要對基層進行充分的優化處理。清理基層表面的雜物和塵土，并確保其干燥和平整，以便接下來的施工工作順利進行。常用的接縫材料包括膠黏劑、瀝青封口劑和聚合物封閉料等。根據實際情況選擇合適的材料，確保其具有良好的粘附性和彈性，能夠在不同溫度和濕度條件下保持穩定。根據設計要求和道路的使用情況，合理確定接縫的間距和深度。常見的切割方式有機械切割和熱切割兩種，根據具體情況選擇合適的方式。切割后，將接縫材料填充到接縫中，并使用專用工具將其壓實，確保材料充分填充并與基層緊密貼合。養護時間一般為7-14 天，在此期間應避免車輛和行人的重壓，以免損壞接縫材料。同時，對接縫進行定期檢查和維護，及時修補破損或老化的接縫材料，保持接縫的完整性和穩定性。

4 結語

本文重點介紹公路工程水穩基層試驗檢測技術的應用，探討其在公路工程中的重要性和作用。通過對水穩基層試驗檢測技術的深入了解和研究，可以更好地掌握公路工程的質量控制和技術要求，推動公路工程的發展和進步。同時，也將為相關領域的研究人員和工程師提供參考，以促進公路工程水穩基層試驗檢測技術的不斷創新和發展。