探析公路水泥穩(wěn)定碎石層試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)

張法學(xué)

摘要：公路施工建設(shè)中水泥穩(wěn)定碎石層屬于基礎(chǔ)路基路面，其施工質(zhì)量決定著公路整體質(zhì)量，甚至影響公路后續(xù)使用的穩(wěn)定性和安全性。因此，做好公路水泥穩(wěn)定性碎石層試驗(yàn)檢測(cè)非常重要。基于此，本論述以某公路為例，對(duì)其水泥穩(wěn)定碎石層的試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析，包括無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測(cè)、強(qiáng)度檢測(cè)、壓實(shí)度檢測(cè)及含水量檢測(cè)，總結(jié)了試驗(yàn)檢測(cè)注意事項(xiàng)，進(jìn)而確保檢測(cè)結(jié)果具有良好的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，以此提升公路施工水泥穩(wěn)定碎石層的試驗(yàn)檢測(cè)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：公路;水泥穩(wěn)定碎石層;試驗(yàn)檢測(cè);檢測(cè)技術(shù)

中圖分類號(hào)：U416.214?????????? ????????????????????????????文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

公路施工建設(shè)中，通常使用高穩(wěn)定性的水泥穩(wěn)定碎石層作為路基路面，但是如若未對(duì)水泥穩(wěn)定碎石層進(jìn)行科學(xué)檢測(cè)，則容易導(dǎo)致施工質(zhì)量下降，影響公路正常使用?；诖耍菊撌鰧?duì)公路的水泥穩(wěn)定碎石層試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致探討。

1 公路水泥穩(wěn)定碎石層試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的重要性

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，促使公路工程建設(shè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大。然而為了能夠最大程度提升公路工程施工質(zhì)量，做好公路水泥碎石層檢測(cè)至關(guān)重要。通過(guò)探討公路水泥碎石層檢測(cè)技術(shù)，可幫助試驗(yàn)檢測(cè)人員提升對(duì)公路水泥碎石層檢測(cè)的工作流程，進(jìn)而保證檢測(cè)數(shù)據(jù)具有良好的實(shí)際應(yīng)用性和準(zhǔn)確性。

不僅如此，通過(guò)對(duì)公路水泥碎石層進(jìn)行科學(xué)檢測(cè)還可以顯著提升碎石層施工安全性和穩(wěn)定性，有效規(guī)避碎石層使用中出現(xiàn)失穩(wěn)問(wèn)題[1 ]。由于水泥穩(wěn)定碎石層本身具有良好的抗壓性和穩(wěn)定性，將其應(yīng)用于公路工程中可以深刻提升公路路基結(jié)構(gòu)的安全性。試驗(yàn)檢測(cè)人員在實(shí)際工作中應(yīng)遵循公路水泥碎石層檢測(cè)工作流程和規(guī)定，從而保證公路水泥碎石層檢測(cè)數(shù)據(jù)具有真實(shí)性。

2 公路水泥穩(wěn)定碎石層試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)

2.1 工程概況

某公路全長(zhǎng)570 km，為雙向四車道高等級(jí)公路，其中路基寬度為25 m，車輛時(shí)速為100 km/h，使用壽命預(yù)計(jì)為15 a 。在實(shí)際施工中路基建設(shè)材料定為水泥穩(wěn)定碎石，在該公路施工中水泥穩(wěn)定碎石層中的水泥選擇硅酸鹽水泥。該公路路基主要分為墊層、底基層以及基層三部分。其中碎石墊層為20 mm，水泥穩(wěn)定碎石底基層為30 mm，水泥穩(wěn)定碎石基層為25mm 。根據(jù)公路水泥碎石層檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，該工程中水泥穩(wěn)定碎石層施工厚度較高，因此如若想有效提升該碎石層施工質(zhì)量，施工人員需要在實(shí)際攤鋪過(guò)程中選擇分層攤鋪法。

2.2 實(shí)際調(diào)配與試驗(yàn)步驟

2.2.1?? 實(shí)際調(diào)配

（1 ） EDTA 二鈉

利用天平稱取 EDTA 二鈉37.226 g，隨后將其放置于燒杯中用不含CO2的蒸餾水溶解，待燒杯中 EDTA 二鈉完全溶解后冷卻，隨后進(jìn)行定容，要求為1 000 mL。

（2 ）氯化銨

利用天平稱取100 g 固態(tài)氯化銨，隨后將其放置于20 L大桶中用不含 CO2的蒸餾水（0.9 L）溶解，注意在進(jìn)行溶解過(guò)程中需工作人員不停攪拌，確保氯化銨固態(tài)完全溶解。在對(duì)氯化銨進(jìn)行調(diào)配過(guò)程中溶液濃度應(yīng)保持在10%。

（3）氫氧化鈉

使用天平稱取固體 NaOH 18 g，將其放置于1 L 的燒杯中，采用1 L 不含 CO2的蒸餾水溶解。在溶解過(guò)程中需要將燒杯放置于電熱爐上進(jìn)行短暫加熱，注意做到一邊加熱一邊攪拌，促使其完全溶解后關(guān)閉電熱爐。當(dāng)溶液達(dá)到室溫時(shí)向其中添加2 mL 的三乙醇胺，隨后再進(jìn)行攪拌達(dá)到完全溶解。另外，NaOH 溶液濃度要求達(dá)到1.8%。

（4 ）鈣紅指示劑

利用天平稱取50 g 的固體硫酸鉀，隨后將其放入烘烤箱中進(jìn)行烘烤，時(shí)間為1 h，溫度設(shè)定為105℃，之后再加入0.5 g 鈣試劑攪拌，達(dá)到完全混合后將其進(jìn)行研磨，制作成粉末，使用廣口瓶進(jìn)行儲(chǔ)存，放置于陰涼處。

2.2.2? 試驗(yàn)步驟

現(xiàn)場(chǎng)稱取1 kg 的拌合料，利用四分法原則分別取樣 300g 。共計(jì)制成兩份試劑，都放置于搪瓷杯中。向其中一個(gè)搪瓷杯加入0.6 L已經(jīng)配置完成的氯化銨試液，同時(shí)使用玻璃棒進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間應(yīng)高于3 min。每攪拌1 min 都有明確要求，保持在110次 ～120次的范圍內(nèi)。攪拌完成后靜置，使其自由沉淀5min，上層析出后利用吸管進(jìn)行采集放置于燒杯中做好密封處理。

利用玻璃移液管對(duì)液面下方11～ 12 cm 處的懸浮液進(jìn)行樣本采集，采集完成后將樣本放置于三角瓶匯總，隨后向其中加入50 mL已經(jīng)完成配置的氫氧化鈉試液，隨后再向其中加入鈣紅指示劑，添加完成后進(jìn)行震蕩和搖晃，促使其均勻混合。觀察混合液顏色變化，如若出現(xiàn)藍(lán)色則應(yīng)立即關(guān)閉閥門，同時(shí)搖晃;如若顏色未發(fā)生變化則相應(yīng)對(duì) EDTA 二鈉的實(shí)際用量進(jìn)行記錄;如若顏色變成紅色則需進(jìn)行繼續(xù)滴定，直到顏色不再出現(xiàn)任何變化。

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果制作標(biāo)準(zhǔn)曲線圖，根據(jù) EDTA 二鈉實(shí)際消耗總量測(cè)定被檢測(cè)樣品水泥含量，最后以此作為基準(zhǔn)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。

2.3 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測(cè)

根據(jù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按照隨機(jī)和均勻的工作原則在施工現(xiàn)場(chǎng)取拌合料試樣，采用烘干法對(duì)選取的樣本進(jìn)行含水量檢測(cè)，隨后按照四分法完成試樣的制備工作。結(jié)合下述公式計(jì)算出拌合料的質(zhì)量，最后定量稱取將其放置于長(zhǎng)方盤中。

式（1 ）中：m 表示試件制備中需要的拌合料總量;ρ = *3.14*1503表示試件的干密度;ω表示拌合料的實(shí)際含水量;k 表示公路基層壓實(shí)度，且 k 取98%;50 g 表示實(shí)際制件過(guò)程中的誤差補(bǔ)償。

將試模下壓柱放置于下端，裸露在外2 cm，隨后在試模內(nèi)壁上勻涂機(jī)油，同時(shí)將盤中拌合料多次倒入試模中，但是不超過(guò)3 次。待拌合料完全放置于試模之后利用夯棒進(jìn)行插實(shí)。倒料過(guò)程中需注意的是，為了能夠充分確保試件表面做到潔凈和光滑，需要在其底部放置細(xì)料，把粗制骨料放置中間位置。

2.4 強(qiáng)度檢測(cè)

（1 ）將試件浸泡2 d 后取出用干布擦去水分，做好稱量準(zhǔn)備。

（2 ）進(jìn)行高度測(cè)量，測(cè)量誤差應(yīng)控制在0.01 cm。

（3）進(jìn)行抗壓檢測(cè)，充分根據(jù)試件變形情況對(duì)檢測(cè)

速度進(jìn)行有效控制，將檢測(cè)速度控制在0.1 cm/min 左右，記錄試件受到壓力破損的數(shù)值，為 P。

（4 ）在多個(gè)破損試件中挑選樣品進(jìn)行含水量檢測(cè)。

（5）公式：RC =p/A。

上述公式中，RC 表示抗壓強(qiáng)度，P 表示破損壓力，A 表示試件橫截面積。

2.5 壓實(shí)度檢測(cè)

壓實(shí)度檢測(cè)過(guò)程中頻率應(yīng)做到每一作業(yè)段檢測(cè)次數(shù)達(dá)到6 次以上，要求壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到98%以上，施工現(xiàn)場(chǎng)在碾壓結(jié)束后需要立即進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè);另外在該過(guò)程中需要采用整層灌砂試驗(yàn)法，深度需與現(xiàn)場(chǎng)攤鋪厚度保持一致，壓實(shí)度檢測(cè)具體位置需按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，禁止檢測(cè)人員帶有主觀性;在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，選用150 mm 的大型灌砂筒，先放上基板對(duì)一次粗糙表面消耗的量砂進(jìn)行測(cè)定，隨后再將基板放置原處，沿著基板中孔鑿洞，隨后再將全部已經(jīng)鑿松的材料取出放入樣品盒中稱重。鑿洞過(guò)程中需注意避免出現(xiàn)材料丟失，選擇具有一定代表性的樣品進(jìn)行含水量測(cè)定。針對(duì)水泥穩(wěn)定碎石，取出全部材料將其放置于溫度為110℃的烘箱中進(jìn)行烘干，材料應(yīng)不少于2 kg，隨后稱重[3]。將灌砂筒下口下移，同時(shí)將其與試驗(yàn)的洞口進(jìn)行矯正。最后打開(kāi)筒的開(kāi)關(guān)，直到砂不再下流時(shí)關(guān)閉。此時(shí)，稱取筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量，隨后計(jì)算干濕密度，最終獲得壓實(shí)度。

2.6 含水量檢測(cè)

混合料含水量測(cè)定頻率需要在每一作業(yè)段內(nèi)進(jìn)行6 次以上的檢測(cè)工作，檢測(cè)的質(zhì)量要求是最佳含水量需達(dá)到2%左右[4 ]。利用酒精法在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層的混凝土含水量進(jìn)行快速檢測(cè)，以此為碎石基層混凝土質(zhì)量控制提供良好數(shù)據(jù)參考。進(jìn)行含水量檢測(cè)時(shí)需對(duì)蒸發(fā)皿進(jìn)行有效清洗和烘干工作，稱取質(zhì)量 m1時(shí)需精確到0.01 g。

另外針對(duì)粗粒土進(jìn)行樣本采取時(shí)需保證達(dá)到2000 g，將樣本放置于蒸發(fā)皿中之后，再稱取蒸發(fā)皿浴室樣的共同質(zhì)量 m2 。使用1 500 mL 的酒精倒入樣本中使其浸末試樣，并用刮土刀對(duì)酒精和樣本進(jìn)行攪拌。對(duì)酒精進(jìn)行點(diǎn)火燃燒，燃燒過(guò)程中需要使用攪拌棒進(jìn)行樣本攪拌，但是此時(shí)需要注意的是切記出現(xiàn)樣本損失問(wèn)題，通常情況下需要燃燒2 ～3 遍。蒸發(fā)皿冷卻到室溫時(shí)稱取蒸發(fā)皿和式樣的總共質(zhì)量m3 。

根據(jù)公式（2），兩次平行試驗(yàn)檢測(cè)出的含水量需滿足最佳含水量需求。為了便于檢測(cè)可在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置臨時(shí)實(shí)驗(yàn)室，利用烘干法和酒精法進(jìn)行對(duì)比分析。如若上述兩種方法，最終試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)嚴(yán)重不符，則需重新進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)并查明問(wèn)題出現(xiàn)的原因;如若仍然出現(xiàn)不符合現(xiàn)象，則以烘干法的最終試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)。然而，一些主觀因素和客觀因素仍然會(huì)對(duì)含水量檢測(cè)的最終結(jié)果形成干擾：比如材料的溫度以及攪拌人員的工作水平。在進(jìn)行工作期間，混合料含水量檢測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)度會(huì)對(duì)水泥水化以及水泥實(shí)際強(qiáng)度有極大影響[5]。因此，在實(shí)際施工過(guò)程中相關(guān)工作人員需要強(qiáng)化對(duì)混合料含水量的檢測(cè)重視程度。

3 檢測(cè)中的注意事項(xiàng)

3.1 強(qiáng)度檢測(cè)的注意事項(xiàng)

水泥計(jì)量測(cè)定時(shí)要使用當(dāng)天所配置的氯化鈉溶液，禁止采用非當(dāng)天配置的溶液，以避免出現(xiàn)精度不準(zhǔn)的問(wèn)題。

3.2 水泥劑量檢測(cè)的注意事項(xiàng)

負(fù)責(zé)檢測(cè)壓實(shí)度的相關(guān)工作人員在混合料攤鋪整形的過(guò)程中需要對(duì)混合料含水量進(jìn)行及時(shí)檢測(cè)，確保在最佳含水量條件下進(jìn)行碾壓，規(guī)避由于含水量過(guò)高形成彈簧問(wèn)題;或者由于含水量小導(dǎo)致混合料出現(xiàn)松散現(xiàn)象，不利于碾壓成型，對(duì)后期混合料密度和強(qiáng)度檢測(cè)造成影響[6]。

3.3 含水量檢測(cè)的注意事項(xiàng)

實(shí)際施工過(guò)程中進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)時(shí)需要以每天的現(xiàn)場(chǎng)取樣及時(shí)結(jié)果來(lái)確定最大干密度。

3.4 壓實(shí)度檢測(cè)的注意事項(xiàng)

在進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)過(guò)程中要在每一個(gè)樣本選取點(diǎn)采取混合料試件，并且針對(duì)成型的試件不需要進(jìn)行二次拌和，同時(shí)在每一個(gè)試件上標(biāo)記取樣日期和相應(yīng)代表的樁號(hào)區(qū)間位置[7 ]。

4 結(jié)論

近年來(lái)我國(guó)公路施工中對(duì)于水泥穩(wěn)定碎石層試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用逐漸廣泛，其對(duì)于提升公路工程施工質(zhì)量有極大促進(jìn)作用。然而在進(jìn)行碎石層相關(guān)性能試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中需要有效保證檢測(cè)結(jié)果具有絕對(duì)的可靠性和準(zhǔn)確性，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)注意對(duì)水泥劑量、含水量以及壓實(shí)度等多方面檢測(cè)。總而言之，試驗(yàn)檢測(cè)人員需要具有高度的敬業(yè)精神和嚴(yán)格把控質(zhì)量意識(shí)，做好水泥穩(wěn)定碎石基層檢測(cè)記錄，進(jìn)而提升公路施工整體質(zhì)量。

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