高速公路瀝青路面水泥穩(wěn)定土配比和性能試驗(yàn)

孫明剛

(龍建路橋股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150090)

1 高速公路施工實(shí)例分析

某高速公路工程全長為68.6 km，南起當(dāng)?shù)谹25公路，北到A3公路東段，途徑4個(gè)區(qū)縣，其中一期工程長為14.5 km。一期工程施工建設(shè)環(huán)節(jié)中，主要是使用了改善半剛性材料路用性能，還摻加一些材料，如添加劑，其不僅有效避免了過度使用石料的情況，同時(shí)還良好改善了傳統(tǒng)施工中水泥穩(wěn)定碎石的施工情況，通過水泥穩(wěn)定土，保障整體的施工效果。而在該項(xiàng)目工程施工效果的過程中，需要充分關(guān)注到水泥穩(wěn)定土的作業(yè)情況，使其能夠充分滿足公路施工要求，主要是確保水泥穩(wěn)定土能7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度符合行業(yè)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，具備較高的抗開裂、抗沖刷性能。

2 試驗(yàn)工作

2.1 試驗(yàn)材料

(1)土的技術(shù)指標(biāo)測(cè)驗(yàn)

試驗(yàn)活動(dòng)進(jìn)行中，選擇好合適的土技術(shù)指標(biāo)，是確保試驗(yàn)環(huán)節(jié)穩(wěn)定開展的前提。通常情況下，由顆粒組成的細(xì)粒土、由級(jí)配組成的粗粒土，擁有較高強(qiáng)度。從該項(xiàng)工程路床頂面30～75 cm的深度范圍內(nèi)，選擇土樣取樣，開展土的顆粒篩分析工作，具體結(jié)果為：篩孔尺寸為5.0 mm時(shí)，土樣通過百分率100.0%；篩孔尺寸為2.0 mm時(shí)，土樣通過百分率85.4%；篩孔尺寸為1.0 mm時(shí)，土樣通過百分率61.8%；篩孔尺寸為0.5 mm時(shí)，土樣通過百分率40.8%；篩孔尺寸為0.25 mm時(shí)，土樣通過百分率27.3%；篩孔尺寸為0.075 mm時(shí)，土樣通過百分率15.4%；篩孔尺寸為0.01 mm時(shí)，土樣通過百分率8.2%。

本次試驗(yàn)中土樣的塑性指數(shù)為18.9，根據(jù)《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E40-2007)，擬定5個(gè)等梯度含水率，梯度間隔為2%～3%的含水率，經(jīng)過檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)土樣的最大干密度為1.76 g/cm3、最優(yōu)含水率是18.3%，土樣屬于級(jí)配良好土。

(2)添加劑特性測(cè)驗(yàn)

添加劑檢測(cè)，在本次項(xiàng)目試驗(yàn)過程中占據(jù)較大比重，檢測(cè)環(huán)節(jié)中，確保添加劑的含量占據(jù)水泥總量的1%～2%，完成添加之后，水泥穩(wěn)定土的致密性顯著增強(qiáng)，具備穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，且大致上沒有空洞、空隙的存在，其能夠說明水化產(chǎn)物通過土顆粒表面進(jìn)入到內(nèi)部，發(fā)揮著骨架支撐作用，促進(jìn)土體整體的力學(xué)性能有所提升。經(jīng)過檢測(cè)，有SiO2和AL2O3等方面活性礦物存在，其在水泥穩(wěn)定土土樣中形成晶體結(jié)構(gòu)，其不溶于水，可以減少水泥收縮現(xiàn)象。

2.2 設(shè)計(jì)科學(xué)的試驗(yàn)方案

本次試驗(yàn)活動(dòng)進(jìn)行中，需要根據(jù)《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》(JTGE51-2009)的相關(guān)要求實(shí)施。首先，選擇8%～16%的水泥穩(wěn)定土材料，作為基層使用材料，而底基層水泥劑量需要控制在6%～14%范圍內(nèi)，設(shè)定水泥摻量的過程中，將其按照6%、9%、12%、15%以及18%這五個(gè)方面進(jìn)行，添加劑的摻量則需要控制在1%和2%兩種類型。其次，試驗(yàn)環(huán)節(jié)中，發(fā)揮多功能電動(dòng)擊實(shí)儀的作用實(shí)施重型擊實(shí)試驗(yàn)，按照每層98次擊實(shí)的要求，開展連續(xù)3層的擊實(shí)工作，從而為準(zhǔn)確得出水泥穩(wěn)定土的最大干密度和最優(yōu)含水率提供前提。再者，通過最優(yōu)含水率靜壓成型的方式，形成試件，并將其放置在標(biāo)準(zhǔn)的養(yǎng)生環(huán)境下，一般是在濕度超過95%、溫度保持在18 ℃～22 ℃的條件，持續(xù)養(yǎng)護(hù)6 d之后，移出養(yǎng)生室。在水泥穩(wěn)定土試件浸水處理之后，需要測(cè)試其7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，通過控制位移模式進(jìn)行加載，當(dāng)其加載到最大何在峰值的時(shí)候，取這個(gè)時(shí)間點(diǎn)的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

(1)水泥穩(wěn)定土擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果分析

完成試驗(yàn)活動(dòng)之后，需要將其中得到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)加以分析和總結(jié)，具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表1所示。

表1 水泥穩(wěn)定土擊實(shí)試驗(yàn)情況分析表

(2)水泥穩(wěn)定土7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度結(jié)果分析

按照公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則的相關(guān)要求，水泥穩(wěn)定土無側(cè)限抗壓強(qiáng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是材料配合比設(shè)計(jì)情況，同時(shí)還能夠?yàn)闇?zhǔn)確細(xì)致檢測(cè)出材料的半剛性基層質(zhì)量指標(biāo)，作為施工質(zhì)量監(jiān)控工作的重要基礎(chǔ)。通過試驗(yàn)得到的各項(xiàng)結(jié)果數(shù)據(jù)如下表2所示。

表2 水泥穩(wěn)定土7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度情況表

從上表能夠看出，在水泥穩(wěn)定土中，水泥劑量逐漸增大，水泥穩(wěn)定土7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的值也會(huì)越來越大，由此能夠得出雙方之間呈現(xiàn)著正相關(guān)關(guān)系。隨著水泥穩(wěn)定土強(qiáng)度的變異系數(shù)有所降低，路面結(jié)構(gòu)層的實(shí)際強(qiáng)度將會(huì)針保持著較為均勻的狀態(tài)，這樣在實(shí)際施工過程中路基路面強(qiáng)度薄弱區(qū)的情況也會(huì)有所減少。根據(jù)國家高速公路、一級(jí)等級(jí)材料建設(shè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，本次底基層材料適宜水泥劑量為6.75%，基層材料的水泥劑量為12.0%，能夠良好服務(wù)于此次高速公路施工。

3 結(jié)束語

高速公路項(xiàng)目的施工建設(shè)，能夠給社會(huì)生產(chǎn)生活提供較大便利條件，服務(wù)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)。切實(shí)開展高速公路瀝青路面水泥穩(wěn)定土配比和性能試驗(yàn)工作，其中需要測(cè)試水泥穩(wěn)定土7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，并開展水泥穩(wěn)定土擊實(shí)試驗(yàn)，確定出最為適合工程施工的水泥穩(wěn)定土，推進(jìn)施工活動(dòng)的有效開展，保障和提升高速公路項(xiàng)目的總體建設(shè)質(zhì)量。