水泥穩(wěn)定碎石基層、底基層施工試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)研究

摘 要：針對(duì)在高速公路基層和底基層中常用的水泥穩(wěn)定碎石，首先提出原材料要求和質(zhì)量控制，然后對(duì)施工過(guò)程中的試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目、方法、標(biāo)準(zhǔn)和注意事項(xiàng)進(jìn)行深入分析，為實(shí)際的水穩(wěn)碎石基層與底基層施工提供可靠的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石；基層；底基層；試驗(yàn)檢測(cè)

中圖分類號(hào)：U416.214 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）29-0208-02

水穩(wěn)碎石以其良好的板結(jié)性與力學(xué)性能逐漸在高速公路中得到廣泛應(yīng)用，但其施工具有工序較多和銜接緊密的特點(diǎn)，怎樣對(duì)其進(jìn)行有效控制，確保其發(fā)揮應(yīng)有性能，需要采用試驗(yàn)檢測(cè)方法來(lái)予以控制。

1 原材料要求與質(zhì)量控制

1.1 水 泥

水穩(wěn)碎石基層與底基層中，可選水泥類型包括以下三種：①普硅水泥；②礦渣硅酸鹽水泥；③火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。要求初凝時(shí)間達(dá)到3h以上，終凝時(shí)間達(dá)到6h以上。不允許使用已經(jīng)受潮變質(zhì)和早強(qiáng)及快硬水泥。在條件允許的情況下建議以緩凝水泥為主，對(duì)于水泥的等級(jí)，應(yīng)控制在42.5以內(nèi)，一般為32.5[1]。

1.2 水

人、畜飲用水均可，若遇可以水源，則應(yīng)鑒定，確認(rèn)合格后方可在施工中使用。

1.3 集 料

（1）準(zhǔn)備三到四種分級(jí)粒徑的石粉與碎石，所有分級(jí)碎石都應(yīng)做到堅(jiān)硬、潔凈、耐久和無(wú)風(fēng)化，同時(shí)還要進(jìn)行篩分。保證摻配比例的合理性，確保級(jí)配曲線處在要求的上、下限中間，并保持圓順。對(duì)于級(jí)配范圍，需按照表1的要求進(jìn)行控制，而技術(shù)性能則應(yīng)滿足下列要求：①底基層，最大粒徑不能超出31.5mm，軋制巖石強(qiáng)度達(dá)到2級(jí)以上，壓碎值不超過(guò)30%，針片狀含量不超過(guò)20%，有機(jī)質(zhì)含量不超過(guò)2%，硫酸鹽含量不超過(guò)0.25%，液限應(yīng)小于28%，塑性指數(shù)應(yīng)小于9；②基層，最大粒徑不能超出26.5mm，軋制巖石強(qiáng)度達(dá)到2級(jí)以上，壓碎值不超過(guò)30%，針片狀含量不超過(guò)20%，有機(jī)質(zhì)含量不超過(guò)2%，硫酸鹽含量不超過(guò)0.25%，液限應(yīng)小于25%，塑性指數(shù)應(yīng)小于6。

（2）集料必須分級(jí)準(zhǔn)備，定購(gòu)前對(duì)所有規(guī)格集料實(shí)施取樣篩分。在定貨過(guò)程中，需要向供應(yīng)商提出明確要求，若篩分級(jí)配無(wú)法達(dá)到要求，則不得接收。

（3）如果集料的來(lái)源發(fā)生變化，則應(yīng)重新進(jìn)行試驗(yàn)?；诖?，訂貨過(guò)程中需要對(duì)廠家進(jìn)行綜合考慮。在試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中，需要按照下列標(biāo)準(zhǔn)來(lái)控制：①顆粒分析：按2000m3/2個(gè)的頻率進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，級(jí)配應(yīng)滿足訂貨要求；②塑、液限：按每批2個(gè)的頻率進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，指數(shù)應(yīng)能滿足要求；③壓碎值：按照2000m3/2個(gè)的頻率進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，要求不超過(guò)30%；④針片狀含量：按照2000m3/2個(gè)的頻率進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，要求不超過(guò)20%；⑤水泥檢測(cè)：每一個(gè)批號(hào)的水泥都應(yīng)進(jìn)行一次試驗(yàn)檢測(cè)，要求強(qiáng)度為32.5級(jí)或42.5級(jí)，初凝和終凝的時(shí)間分別不能少于3h、6h。

1.4 配比試驗(yàn)

（1）準(zhǔn)備樣品相同但水泥劑量不相同的多種混合料。

（2）采取擊實(shí)試驗(yàn)的方法，確定每一種混合料對(duì)應(yīng)的最大干密度與最佳含水量，至少準(zhǔn)備三種水泥劑量的混合料。對(duì)于底基層，水泥劑量宜為2.5%、3.0%和3.5%；對(duì)于基層，水泥劑量宜為4.0%、4.5%、5.5%[2]。

（3）根據(jù)要求壓實(shí)度對(duì)各實(shí)踐需要達(dá)到的干密度進(jìn)行計(jì)算。

（4）根據(jù)混合料最佳含水量與通過(guò)計(jì)算得出的干密度實(shí)施強(qiáng)度試驗(yàn)。

對(duì)試件進(jìn)行靜壓成型時(shí)，需要的混合料質(zhì)量采用下列公式進(jìn)行計(jì)算：

式（1）中，M表示混合料質(zhì)量；Pd表示最大干密度；V表示試模的體積；E表示需要達(dá)到的壓實(shí)度；W0表示實(shí)際含水量。

（5）在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下對(duì)試件進(jìn)行養(yǎng)生和浸水，要求平行試驗(yàn)試件應(yīng)達(dá)到13個(gè)以上。

（6）對(duì)結(jié)果偏差系數(shù)及平均值進(jìn)行計(jì)算。

（7）試件浸水7d以后其平均抗壓強(qiáng)度需要滿足一下公式的要求：

式（2）中，R平表示試件浸水7d以后的平均抗壓強(qiáng)度；R設(shè)表示設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度；Cv表示偏差系數(shù)；Za表示因保證率而發(fā)生變化的系數(shù)，對(duì)于高速公路，宜取1.645。

（8）如果試驗(yàn)過(guò)程中當(dāng)水泥劑量達(dá)到6.0%依然無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，則應(yīng)對(duì)集料級(jí)配進(jìn)行改善，或者提高所用水泥的等級(jí)，重新開(kāi)始試驗(yàn)，到切實(shí)滿足設(shè)計(jì)要求后為止。

（9）配比試驗(yàn)結(jié)束后，要對(duì)延遲時(shí)間帶來(lái)的影響進(jìn)行試驗(yàn)。以現(xiàn)場(chǎng)預(yù)計(jì)延遲時(shí)間及要求的強(qiáng)度為依據(jù)，確定相應(yīng)的容許時(shí)間。也也將現(xiàn)場(chǎng)預(yù)計(jì)延遲時(shí)間及要求的強(qiáng)度為依據(jù)，判斷是否要對(duì)水泥劑量進(jìn)行調(diào)整。應(yīng)注意，容許時(shí)間的確定必須充分考慮施工氣溫。但氣溫升高時(shí)，容許時(shí)間應(yīng)適當(dāng)縮短。以某高速公路工程A標(biāo)段為例進(jìn)行分析，其混合料的配比為6：100，混合料的最佳含水量與最大干密度分別為5.8%、2.40g/cm3，在拌和時(shí)，將溫度控制為31℃，待8h的自然冷卻后，溫度變?yōu)?5℃。計(jì)時(shí)應(yīng)從加水拌和以后開(kāi)始，按照一定時(shí)間間隔進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)與強(qiáng)度檢測(cè)，在試件制作時(shí)，應(yīng)確?；旌狭系膶?shí)際含水量不會(huì)發(fā)生變化。

（10）配比設(shè)計(jì)結(jié)束斌個(gè)確定基準(zhǔn)配比對(duì)應(yīng)的水泥劑量之后，開(kāi)始相關(guān)工作曲線的繪制。

2 施工中的試驗(yàn)檢測(cè)

（1）檢測(cè)每種粒徑集料對(duì)應(yīng)的含水量，同時(shí)以室內(nèi)設(shè)計(jì)配比為依據(jù)進(jìn)行換算，得到施工配合比?，F(xiàn)場(chǎng)所用水泥劑量應(yīng)比室內(nèi)多0.5%。在拌和過(guò)程中，含水量要根據(jù)遠(yuǎn)距與天氣進(jìn)行調(diào)整，但浮動(dòng)不可超過(guò)2%，彌補(bǔ)水分自然散失。

（2）在混合料出廠以前，現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)人員需要按照表2的要求對(duì)混合料進(jìn)行檢查。不合格混合料一律禁止出場(chǎng)，確認(rèn)合格后，記錄好車號(hào)、出料具體時(shí)間與方量，為后續(xù)攤鋪等工作做好準(zhǔn)備。

（3）在混合料運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備攤鋪和碾壓時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)人員需要按照以下要求開(kāi)展試驗(yàn)檢測(cè)：①混合料級(jí)配：按照每個(gè)作業(yè)段或2000m2以內(nèi)至少一次的頻率進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，當(dāng)有異常時(shí)立即進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，檢測(cè)方法采用水洗法，要求結(jié)果必須滿足設(shè)計(jì)要求，攤鋪與整平時(shí)進(jìn)行取樣；②水泥劑量：按照每個(gè)作業(yè)段或2000m2以內(nèi)至少一次的頻率進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，取樣數(shù)量不能少于6個(gè)，檢測(cè)方法采用滴定法，要求達(dá)到設(shè)計(jì)值-1.0%以上，攤鋪與整平時(shí)進(jìn)行取樣；③含水量：在觀察發(fā)現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，檢測(cè)方法采用烘干法或酒精燃燒法，要求處在最佳含水量±2%以內(nèi)，在用烘干法進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)時(shí)，應(yīng)對(duì)烘箱進(jìn)行預(yù)熱，溫度不能低于105℃；④拌和均勻性：在施工時(shí)隨時(shí)進(jìn)行觀察，確認(rèn)是否存在灰條與灰塊，質(zhì)地和色澤是否均勻，是否有離析的現(xiàn)象等；⑤壓實(shí)度：按照每個(gè)作業(yè)段或2000m2以內(nèi)至少一次的頻率進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，取樣數(shù)量不能少于6個(gè)，檢測(cè)方法以灌砂法為主，在碾壓過(guò)程中需要使用核子密度儀快速檢驗(yàn)，為現(xiàn)場(chǎng)的碾壓施工提供正確技術(shù)指導(dǎo)，但其間要注意容許時(shí)間；⑥強(qiáng)度：按照每個(gè)作業(yè)段或2000m2以內(nèi)至少一次的頻率進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，取樣數(shù)量不能少于13個(gè)，整平時(shí)隨機(jī)取得一個(gè)樣品，在制作時(shí)不予拌和，要求檢測(cè)的密實(shí)度和現(xiàn)場(chǎng)需要達(dá)到的密實(shí)度必須完全一致，要注意試件的成型時(shí)間和碾壓時(shí)間必須相同[3]。

3 結(jié)束語(yǔ)

在公路工程建設(shè)中，試驗(yàn)檢測(cè)是理論、技能與知識(shí)相結(jié)合的復(fù)雜學(xué)科，對(duì)水穩(wěn)碎石層進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)時(shí)，要求試驗(yàn)人員對(duì)規(guī)范和規(guī)程有深刻的理解，嚴(yán)格按照因地制宜的基本原則來(lái)確定級(jí)配、配比，并在施工中予以嚴(yán)格控制，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的工程質(zhì)量目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]崔意生.水泥穩(wěn)定碎石底基層試驗(yàn)段施工技術(shù)的探討[J].科學(xué)之友，2013（17）：89～90+92.

[2]金英偉.水泥穩(wěn)定碎石基層、底基層施工試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)[J].西部探礦工程，2015（11）：229～232.

[3]龔自強(qiáng).葉信公路水泥穩(wěn)定碎石砂路面底基層試驗(yàn)段施工技術(shù)[J].西部探礦工程，2015（S1）：391～392.

收稿日期：2018-9-1