公路工程的土體和路面基層材料試驗(yàn)檢測(cè)研究

任 小 奮

(晉中市交通建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站檢測(cè)中心，山西 晉中 030600)

土體與基層都是公路及其路面的重要組成部分，要保證公路工程整體質(zhì)量，需要做好相關(guān)材料的試驗(yàn)檢測(cè)，如果試驗(yàn)檢測(cè)不到位，在施工中使用質(zhì)量不合格的材料，將對(duì)路面施工質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。

1 公路工程施工材料試驗(yàn)檢測(cè)意義

1.1 提供施工參數(shù)

公路施工中，為保證施工質(zhì)量，需要根據(jù)相關(guān)參數(shù)嚴(yán)格施工，所以參數(shù)在施工中具有十分重要的作用與意義。材料方面的參數(shù)是施工參數(shù)重要組成部分，如填料的實(shí)際含水量與最大干密度，對(duì)填料壓實(shí)度有直接影響，在施工中必須對(duì)此予以嚴(yán)格控制，并嚴(yán)格按照規(guī)范的要求進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，確認(rèn)所用材料參數(shù)是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)與規(guī)范要求[1]。

1.2 為質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)提供參考標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)公路工程每個(gè)分項(xiàng)工程進(jìn)行試驗(yàn)，可以充分體現(xiàn)出試驗(yàn)檢測(cè)具有的效果，并確定公路的施工質(zhì)量是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)交工驗(yàn)收進(jìn)行直接的反映和體現(xiàn)，同時(shí)還能確定各分項(xiàng)工程存在的質(zhì)量隱患，為后續(xù)的整改與控制提供重要參考。

1.3 施工質(zhì)量控制

實(shí)際施工中，為保障工程整體質(zhì)量，需要進(jìn)行質(zhì)量控制，常用的控制方法為先由施工單位進(jìn)行自檢，再由監(jiān)理工程師進(jìn)行抽檢，最后由業(yè)主進(jìn)行質(zhì)量審核。其中，每個(gè)環(huán)節(jié)都涉及到試驗(yàn)檢測(cè)，所以能否做好試驗(yàn)檢測(cè)，決定了質(zhì)量控制能否發(fā)揮預(yù)期效果，能否為施工順利進(jìn)行，并實(shí)現(xiàn)預(yù)期質(zhì)量目標(biāo)奠定良好基礎(chǔ)。

通過(guò)上述分析可以看出，材料的試驗(yàn)檢測(cè)是具有重要作用與現(xiàn)實(shí)意義的，必須引起相關(guān)人員的高度重視，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展試驗(yàn)檢測(cè)，保證試驗(yàn)檢測(cè)工作的針對(duì)性及結(jié)果準(zhǔn)確性，從而發(fā)揮提供施工參數(shù)、為質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)提供參考標(biāo)準(zhǔn)和施工質(zhì)量控制等作用。

2 公路工程土體試驗(yàn)檢測(cè)

2.1 土體分類(lèi)

不同公路工程的地形地勢(shì)、地質(zhì)條件和氣候條件存在很大的不同，土體類(lèi)型也多種多樣。土體是公路工程關(guān)鍵元素之一，包含諸多組成部分，如礦物質(zhì)、水、有機(jī)質(zhì)、空氣和微生物。工程建設(shè)中，應(yīng)對(duì)土體類(lèi)別進(jìn)行劃分，同時(shí)對(duì)不同類(lèi)別土體具有的特點(diǎn)及性質(zhì)予以明確，從而為后續(xù)施工作業(yè)能夠順利進(jìn)行奠定良好基礎(chǔ)。對(duì)于土體分類(lèi)，即可通過(guò)肉眼來(lái)簡(jiǎn)單分辨，在條件允許的情況下也可進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)來(lái)分類(lèi)，這樣能保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。我國(guó)常見(jiàn)土體類(lèi)型主要有三種，即壤土、黏質(zhì)土與砂質(zhì)土。其中，黏質(zhì)土中的含沙量相對(duì)較少，滲透性差，具有保水功能，但透氣性很差；砂質(zhì)土中的含沙量較高，滲透性強(qiáng)，保水功能差；而壤土的含沙量中等，滲透性、保水性及透氣性處在以上兩者之間。采用有效方法對(duì)土體進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，可區(qū)分不同土體的性質(zhì)及差別，同時(shí)還要根據(jù)土體自身性質(zhì)，選擇合適的施工材料，以此保證工程施工質(zhì)量[2]。

2.2 土體性質(zhì)

土體性質(zhì)主要包括粘度、密度與含水量等，按《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》完成土體的分類(lèi)后，要對(duì)和工程施工有關(guān)的土體性質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)。掌握土體物理性質(zhì)，是工程施工重要基礎(chǔ)工作，開(kāi)展基層材料等的試驗(yàn)檢測(cè)工作前，要全面了解土體性質(zhì)，同時(shí)以試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果為依據(jù)，綜合判別土體性質(zhì)，確認(rèn)其是否對(duì)公路施工有影響，制定針對(duì)性的處理方案。

2.3 土體試驗(yàn)檢測(cè)

1)篩分。

按照要求稱(chēng)取試樣，分批通過(guò)2 mm篩。將2 mm以上試驗(yàn)按從小到大順序通過(guò)2 mm以上粗篩，稱(chēng)量篩上土。2 mm篩下土較多，需用四分法將其縮分到100 g～800 g。然后按從小到大順序通過(guò)2 mm以?xún)?nèi)細(xì)篩。使用搖篩機(jī)振搖，持續(xù)10 min～15 min。從孔徑最大的篩開(kāi)始，按順序取篩，然后在白紙上輕輕叩擊，到單位時(shí)間內(nèi)篩下數(shù)量不超過(guò)剩余量1%為止。漏下土均放到下一級(jí)篩中，然后用毛刷將篩上土樣刷凈，稱(chēng)取重量。篩后各級(jí)篩上與篩底的總質(zhì)量和篩前相差不能超過(guò)1%。若2 mm篩下土總量小于試樣10%，則可省去細(xì)篩分析；若2 mm篩上土總量不大于試樣10%，則可省去粗篩分析。

2)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)。

實(shí)際操作中，可采用下列形式進(jìn)行土壤擊實(shí)：第一，現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽取試樣，對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行密度的測(cè)定，該方法在細(xì)粒土中較為適用；第二，將試樣放到容器當(dāng)中，使用石蠟等對(duì)容器進(jìn)行密封處理，為后續(xù)密度檢測(cè)作準(zhǔn)備，此方法有很高的準(zhǔn)確度，但通常需要很長(zhǎng)的時(shí)間，在硬質(zhì)土中較為適用；第三，直接在土體當(dāng)中注入樣品，這一方法在細(xì)粒土與巨粒土等情況中較為常用，并且支持現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)[3]。

3)塑、液限。

土體的塑、液限檢測(cè)可分成以下兩種狀況：第一，根據(jù)土體顆粒大小進(jìn)行篩選，這一方法在粒徑相對(duì)較大的土體中較為適用；第二，對(duì)土體進(jìn)行稱(chēng)重測(cè)量，為顆?？偤坑?jì)算提供參考，這一方法在粒徑相對(duì)較小的土體中較為適用。

3 公路基層材料試驗(yàn)檢測(cè)

3.1 水泥

水泥是公路工程基層重要施工材料，它的組成成分有很大的差異，具有很強(qiáng)的選擇性。通常情況下，常用的水泥類(lèi)型主要有以下幾種：普硅水泥、特種水泥與摻有外加劑的硅酸鹽水泥。實(shí)際施工中，所用水泥的種類(lèi)、規(guī)格和穩(wěn)定性都要滿(mǎn)足施工標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)水泥和質(zhì)量符合要求的碎石等材料按照配比進(jìn)行混合，以此形成復(fù)合材料，從而保證基層整體承載力，提高牢固程度。水泥初凝時(shí)間應(yīng)在3 h以上，終凝時(shí)間應(yīng)在6 h以上，但不能超過(guò)10 h。

3.2 石灰

石灰的成分以氧化鎂與氧化鈣為主，按照其成分，可分成以下幾種：1)石灰漿；2)生石灰；3)消石灰；4)生石灰粉。從石灰的表面看，質(zhì)量良好的石灰，其顏色呈白色或灰色，且重量很輕，有很高的細(xì)度。對(duì)一級(jí)公路和高速公路而言，其對(duì)石灰材料的細(xì)度有很高要求，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的試驗(yàn)檢測(cè)[4]。對(duì)于高速和一級(jí)公路基層，建議采用磨細(xì)消石灰；二級(jí)及以下工程，當(dāng)使用等外石灰時(shí)，有效氧化鈣含量應(yīng)達(dá)到20%以上，并且混合料的強(qiáng)度應(yīng)符合要求。

3.3 粉煤灰等工業(yè)廢渣

粉煤灰是火電廠主要副產(chǎn)物之一，現(xiàn)在粉煤灰的用途極為廣泛，在玻璃與水泥的生產(chǎn)中都可以使用。對(duì)粉煤灰而言，燒失量是其重要性能指標(biāo)，也是試驗(yàn)檢測(cè)的關(guān)鍵所在，一般通過(guò)飛灰可燃物有效控制來(lái)獲得。在高速公路工程中，基層所用粉煤灰，其燒失量應(yīng)控制在20%以?xún)?nèi)。干排或濕排的硅鋁粉煤灰及高鈣粉煤灰都能用于公路基層和底基層。煤矸石、煤渣、高爐礦渣、鋼渣等工業(yè)廢渣也可在基層與底基層施工中使用，但用前應(yīng)保證崩解穩(wěn)定，并且經(jīng)過(guò)各齡期條件下的試驗(yàn)對(duì)混合料性能進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)。高速與一級(jí)公路不可使用水泥穩(wěn)定煤矸石。若集料選用工業(yè)廢渣，則其公稱(chēng)最大粒徑應(yīng)控制在31.5 mm以?xún)?nèi)，且有一定級(jí)配，不能含有雜質(zhì)。

煤渣也是公路工程基層材料主要成分，是鍋爐燃燒后的產(chǎn)物，包含熔劑、灰分與脈石等成分，具備一定膠凝性能，而且可以在其他組分的作用下，表現(xiàn)出很強(qiáng)的膠凝性質(zhì)，是一種重要的施工原材料。在實(shí)際施工中，煤渣除了可以用于水泥混合料，還能用于無(wú)熟料水泥等的制作。對(duì)于不同等級(jí)的公路工程，對(duì)煤渣提出了不同的要求，在實(shí)際施工中應(yīng)特別注意。

3.4 配比與水泥劑量

配比是決定混合料性能的關(guān)鍵，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)為配比設(shè)計(jì)提供可靠的參考借鑒，保證配比的合理性與可行性，并在施工中對(duì)配比予以嚴(yán)格控制，保證其始終處在要求的范圍內(nèi)。同時(shí)水泥劑量在很大程度上決定了混合料強(qiáng)度，必須控制試驗(yàn)檢測(cè)來(lái)有效控制。

4 結(jié)語(yǔ)

公路工程施工中，應(yīng)從多個(gè)角度進(jìn)行充分考慮與分析，重視并做好材料的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)，為實(shí)際的施工操作提供可靠依據(jù)，實(shí)現(xiàn)保證工程施工質(zhì)量等目標(biāo)。