基于水泥穩(wěn)定基層材料檢測技術的探討

馮曉惠　趙榮燦

（紹興袍江工業(yè)區(qū)建設工程質(zhì)量檢測中心有限公司　浙江　紹興　312071）

基于水泥穩(wěn)定基層材料檢測技術的探討

馮曉惠趙榮燦

（紹興袍江工業(yè)區(qū)建設工程質(zhì)量檢測中心有限公司浙江紹興312071）

隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，各工程項目都得到進一步發(fā)展，其中以公路工程發(fā)展最為迅速。同時伴隨著人們生活水平的提高，公路工程建設需求增多，公路建設質(zhì)量要求也升高。水泥穩(wěn)定基層作為公路路面施工中的基本技術，對保障水泥穩(wěn)定基層材料的質(zhì)量具有重要意義。要保障水泥穩(wěn)定基層的質(zhì)量，就需要對水泥穩(wěn)定基層的材料進行合理檢測，確保使用材料質(zhì)量達標。本文結合基層材料質(zhì)量的標準要求，對水泥穩(wěn)定基層材料施工前、施工中、施工后的材料檢測技術進行探討，達到提高公路建設質(zhì)量的目的。

水泥穩(wěn)定基層；材料檢測；檢測技術

引言

水泥穩(wěn)定基層作為公路工程建設中的重要部分，只有對水泥穩(wěn)定基層質(zhì)量進行保障，才能實現(xiàn)公路工程質(zhì)量的控制。對水泥穩(wěn)定基層質(zhì)量進行保證，就需要對水泥穩(wěn)定層的材料進行嚴格檢測，確保材料配比合格、質(zhì)量達標，從而達到保證水泥穩(wěn)定層質(zhì)量的目的，確保公路路面建設正常施工。

1　基本概念和原理

水泥穩(wěn)定基層，簡稱水穩(wěn)基層，是公路和機場跑道工程的建設基礎。水泥穩(wěn)定基層按照材料使用類型可以分為水穩(wěn)碎石基層和水穩(wěn)砂礫基層[1～2]。

水泥穩(wěn)定基層作為公路建設基礎，必須具備高強度的抗壓能力和穩(wěn)定性能，才能保證公路設施的長久運行。同時由于其施工配料過程沒有采用化學生物制劑，具有較低的污染性，滿足環(huán)保的理念且材料穩(wěn)定、易獲得，施工過程簡單，生產(chǎn)制造成本較低，滿足工程建設的效益理念，在公路建設中具有推廣價值[3]。因此對水泥穩(wěn)定基層材料質(zhì)量的檢測技術研究具有實際需求意義。

2　施工前水泥穩(wěn)定基層材料設計檢測

前期，我國的水泥穩(wěn)定基層材料檢測主要是利用水穩(wěn)基層材料在強作用力下產(chǎn)生的形變內(nèi)力即應力，與作用力撤銷后材料恢復形變瞬間的一個彈力即回彈應變之間的比值來確定材料的質(zhì)量[4]。

現(xiàn)今，我國對檢測技術進行了改善，采用水泥穩(wěn)定基層材料中最佳含水率和最大密實度的檢測來衡定材料的質(zhì)量。根據(jù)這兩者之間的內(nèi)在關系，還能通過控制材料成分的最佳含水率和最大密實度來達到調(diào)整材料比例，使其滿足公路工程施工質(zhì)量要求標準的目的[5]。

施工前設計階段的材料檢測主要是通過以下環(huán)節(jié)實現(xiàn)：首先在施工現(xiàn)場選取需要進行檢測的水泥樣本，將水泥樣本的水泥劑量作為分組標準。在水泥劑量3～5％之間選取不同程度劑量的水泥樣本4～5組。將這幾組水泥樣本分別等分為13個相同的水泥樣品。并對每組的水泥樣品采用擊實法[6]獲取樣本最佳含水率數(shù)據(jù)。得到最佳含水率相關數(shù)據(jù)后根據(jù)相關要求進行材料試驗樣品的制備。制備完成后的樣品在標準溫度20℃的條件下進行培養(yǎng)，并用塑料薄膜進行包裹放置。6d后選取滿足質(zhì)量標準的樣品進行無側限抗壓強度的測試。當其無側限抗壓強度滿足不小于3.0MPa時，即為抗壓性能和穩(wěn)定性滿足的樣品。

例如某地區(qū)在其公路改造建設過程中對水泥穩(wěn)定基層材料采用此方法檢測，在樣品試驗后得到水泥劑量4.5％，最大干密度2.33g/cm3，最佳含水率為4.70％，根據(jù)無側限抗壓強度測試得到該材料抗壓強度為3.11MPa，滿足材料使用質(zhì)量標準要求。

3　施工中的水泥穩(wěn)定基層材料的檢測

進行了材料配比的檢測后，對于在公路建設工程場地的材料在施工前也要進行檢測。檢測技術主要包括混合材料含水率、水泥劑量的檢測，最后還要配合工程篩分的檢測。滿足相關標準的水泥穩(wěn)定基層混合材料才能投入使用。

3.1水泥穩(wěn)定基層材料含水率的檢測

對于水泥穩(wěn)定基層材料含水率的檢測通常采用酒精檢測技術。酒精檢測技術先是測量蒸發(fā)器皿的凈重，測量的蒸發(fā)器皿必須保持干凈無雜質(zhì)。其次，將采集到樣品加入到蒸發(fā)器皿中獲得兩者的重量數(shù)據(jù)。然后往蒸發(fā)器皿試樣中加入酒精，不斷地對試樣進行加熱蒸發(fā)，最后再稱取樣品與器皿的重量獲取重量數(shù)據(jù)。根據(jù)這三個重量數(shù)據(jù)進行相關求解，得到材料混合物的含水率。含水率的確定以最佳含水率的1％為標準。滿足該標準的即為質(zhì)量合格的材料。

水泥穩(wěn)定基層材料含水率一般由施工環(huán)境的溫度和人員技術因素影響。材料含水率對材料質(zhì)量有著重要影響。含水率過低會導致混合材料硬化，無法實現(xiàn)充分壓實影響材料的承載強度。而含水率過高會引起材料翻漿，對混合材料質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此在施工中需要對水泥穩(wěn)定基層材料的含水率進行充分檢測。

3.2水泥劑量的檢測

對于施工場地混合材料水泥劑量的檢測一般采用EDTA滴定檢測方法。具體實施步驟為采集1000g的混合材料樣品，放入反應器皿中（一般采用陶瓷器皿）。往樣品中加入濃度10％的氯化銨2000ml進行攪拌。充分混合反應后將混合物靜置4min，利用滴管吸取混合液上層液體10ml放入另一器皿，并在器皿加入鈣紅指示劑。等指示劑在混合液中徹底融化，混合液整體呈紅色，此時開始進行EDTA二納的標準溶液滴定檢測。逐滴向溶液中滴加EDTA二納試劑直至混合液呈純藍色為止。根據(jù)過程中EDTA二納的滴定量，從EDTA標準曲線中查找對應的水泥劑量，即可得出該水泥穩(wěn)定基層施工材料的水泥劑量。當混合材料中測得的水泥劑量高于或者等于水泥用量的1％即為質(zhì)量合格；如果水泥劑量低于水泥用量的1％則材料質(zhì)量不合格。

3.3篩分檢測

對于水泥穩(wěn)定基層材料的篩分一般采用四分法。先將混合材料進行烘干，取烘干后的樣品使用標準篩進行篩分試驗，獲取最終的累計篩分數(shù)據(jù)和分級篩分數(shù)據(jù)，并與標準規(guī)定值進行比較，得到樣品的質(zhì)量標準是否合格。如果樣品檢測得到的篩分尺寸超過規(guī)定的標準值，則該混合材料不合格。

4　施工結束后的成品檢測

在施工完成后還需要對完工后的成品進行無側限抗壓強度檢測和現(xiàn)場取芯檢測。

4.1無側限抗壓強度檢測

無側限抗壓強度的檢測樣本的采集一般是在施工現(xiàn)場進行，并對樣品進行4～5組的分組采集，每組中包括13個樣品。采集后的樣品需要及時送入實驗室，對試件進行標準養(yǎng)護7d。標準養(yǎng)護結束將樣品在水中靜置1h后開始無側限抗壓強度的檢測。對每組樣品進行無側限抗壓強度檢測后得到相關數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行整合處理得到樣品的綜合無側限抗壓強度。當試驗水泥穩(wěn)定基層綜合強度高于規(guī)范值3.00MPa時則為合格。例如某公路路段水泥穩(wěn)定基層強度測試結果為3.11MPa高于規(guī)范要求的3.00MPa，則該路段水泥穩(wěn)定基層建造質(zhì)量符合標準。

4.2現(xiàn)場取芯檢測

現(xiàn)場取芯檢測是通過塑料水管，利用取芯機在水泥穩(wěn)定基層中抽取出一部分的芯樣進行觀察檢測。芯樣取出后通常放置7d左右即可對芯樣進行觀察檢測，如果取得的芯樣檢測出問題，則該公路路段的水泥穩(wěn)定基層質(zhì)量也就存在問題。例如如果芯樣出現(xiàn)裂縫且分布較多，則該公路施工路段的水泥材料可能存在含水率過大的問題；如果芯樣出現(xiàn)松散或呈蜂窩狀，則該公路施工路段的水泥材料可能存在含水率過低的問題。

4.3水泥基層穩(wěn)定材料檢測的實例說明

某市三期B標市政工程，水泥穩(wěn)定砂石基層采用粗粒式穩(wěn)定碎石，碎石10～30mm，石屑0～10mm，粗砂0～5mm，集料塑性指數(shù)為6.4，液限24.7％，施工配比設計中各集料的比例為碎石：石屑：砂=50：35：15，合成級配滿足《公路路面基層施工技術規(guī)范》（JTJ034-2000）的相關要求，集料壓碎值為22.6％，穩(wěn)定劑為P.C32.5硅酸鹽水泥，5％水泥劑量的穩(wěn)定碎石擊實試驗結果：ω0為6.0％，ρdmax為2.29g/cm3。水泥基層材料共設計4種不同的集料情況，通過對4種不同方式配制而成的試樣進行EDTA試驗，篩選出合適的材料。根據(jù)《公路工程無機結合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》EDTA滴定法要求，通過將3000g混合料過4.75mm篩，然后再從過篩后的試樣中取兩份各300g滴定。試驗結果發(fā)現(xiàn)3#標準曲線滴定的水泥劑量的平均值偏低，但是變異系數(shù)??；2#標準曲線滴定的水泥劑量的平均值稍大，同時變異系數(shù)大，這是因為過4.75mm篩后取樣時能夠保證試樣比較一致。因此認為按照3#標準曲線的試驗方法可行。因此，工業(yè)區(qū)三期B標市政工程采用3#標準曲線的試驗方法進行水泥基層材料檢測控制，檢測包括標準曲線和EDTA，根據(jù)EDTA試驗檢查施工當天每段時間的水泥劑量是否達到基層配合比設計要求，如果檢測出來的水泥用量偏高，需要減少拌和機水泥出量，一般采用轉(zhuǎn)速控制水泥量；否則，調(diào)高轉(zhuǎn)速，直到水泥劑量在4.5～5.5％之間。根據(jù)《公路路面基層施工技術規(guī)范》的要求，以6d保濕，浸水24h后無側限抗壓強度進行檢測。同時基層施工的齡期為7～10d時，應能取出完整率達到80％以上的芯樣，這樣的基層才合格。從已施工的下基層交驗情況看，無側限抗壓強度達到4.8～5.2MPa，芯樣完整率基本上達到80～90％，基層裂縫少，說明該路段水泥基層材料得到合理控制，水泥穩(wěn)定砂石基層質(zhì)量得到保障。

5　結束語

綜上所述，水泥穩(wěn)定基層的質(zhì)量關系著公路路段的施工質(zhì)量和公路暢通運行與否。因此，對于水泥穩(wěn)定基層的材料質(zhì)量進行檢測，選用質(zhì)量合乎標準的材料進行施工具有重要意義。對于水泥穩(wěn)定基層的材料質(zhì)量進行檢測不僅包括了施工前對配比設計中的材料進行檢測，以確定材料的配比設計是否滿足公路基層建設所需。還包括對施工過程中的混合材料進行檢測，避免施工過程中由于諸多因素影響造成材料質(zhì)量變差，導致公路工程的質(zhì)量問題。同樣還包括對施工完成后的材料進行檢測。對水泥穩(wěn)定基層材料的檢測技術探究，有助于公路建設事業(yè)的高效開展和公路建設項目質(zhì)量的保障。

[1]宋云連，任黃，林敏，等.早強水泥穩(wěn)定基層材料的早期強度試驗研究[J].建材世界，2014，10（12）：6～8.

[2]劉小明，徐林榮，黃幼民，等.石棉尾礦高速公路水穩(wěn)基層材料的研究[J].公路工程，2010，35（5）：44～47.

[3]艾小青，王慶祝，艾小飛，等.用爆花石鋪筑路面水泥穩(wěn)定基層的探討[J].中外公路，2010，26（1）：67～69.

[4]魏華，鄧曉青，蔣曦，等.水泥穩(wěn)定建筑垃圾粒料基層施工技術及應用[J].筑路機械與施工機械化，2013，30（1）：58～60.

[5]周瑤萍.淺談路面水穩(wěn)基層材料檢測[J].商品與質(zhì)量·學術觀察，2013，4 （7）：237～238.

[6]班志剛.淺議公路工程的土和路面基層材料試驗檢測[J].城市建設理論研究，2012，10（12）：32～33.

U414

A

1673-0038（2015）10-0086-02

2015-2-22