1、1谈水稳基层材料检测摘要：大量的路面建筑材料、新工艺、新技术、新结构随着对高速公路路面使用性能要求越来越高而不断涌现。水泥稳定碎石以其良好的力学性能、耐久性和承载力高等技术特点，而且其几种主要组成材料料源广泛，便于加工，可以就地取材，减少运输及生产成本，在公路路面基层施工中广泛应用。但水泥稳定碎石也存在质量缺陷。严重影响了水泥稳定碎石基层作为半刚性过渡层在力传递上的承上启下作用。本文总结了在原材料选择，配合比设计和施工过程中如何通过材料检测来进行质量控制，为以后的水泥稳定碎石基层材料检测积累了经验。 关键词：水泥稳定碎石 基层 材料 检测 0 引言 水泥稳定碎石层来作为公路的路面基层，因为其具
2、有良好的抗压性和稳定性，目前被我国的公路较多的采用。但必须经过客观、准确地试验检测，水泥稳定碎石层才能达到较高的使用效果，从根本上严格控制路面基层的质量，从而使整个公路达到良好的使用目的。 1 水泥稳定碎石基层简介 水泥稳定碎石材料是由一定级配的集料和少量水泥拌合而成的混合料，具有强度大，稳定性好及刚度大等特点，它是一种半刚性基层材料。因而被广泛用于修建高等级公路沥青路面的基层或底基层。水泥稳定碎石基层是近年来高速公路路面结构中比较常见的半刚性基层，具有早期2强度增长快、施工时污染少、板快整体稳定性好等特点。 2 水泥稳定基层配合比设计阶段材料检测 作为路面结构的基础，水泥稳定碎石应具有足够的
3、强度和稳定性，我国较早就确定以回弹模量作为评价路面结构强度与稳定性的力学指标，并形成了成套的室内外试验标准方法和仪器。广泛开展了不同土种的最佳含水率和最大密实度相关关系的研究，以便在施工中以物理量指标控制工程质量从而保证达到规定的强度指标，并且统一以重型击实试验法作为基本控制标准，以提高路基的强度和稳定性，在原材料选定后，进行混合料的配合比设计，配合比设计主要是确定水泥用量和最佳含水量。取用工地水泥，按不同水泥剂量分组试验。水泥用量宜控制在3.%4.5%范围。用击实法确定各组混合料的最佳含水量和最大干密度；分别取 45 种比例（以碎石质量为 6000g）制备混合料，每组试件个数13 个。根据确
4、定的最佳含水量，拌制水泥稳定碎石混合料，按压实度（98%）制备混合料试件，在标准条件下养护 6 天，浸水一天后取出，做无侧限抗压强度。水泥稳定碎石试件的标准养护条件是：将制好的试件脱模称重后，应立即用塑料薄膜包覆，放入养护室内养生，养护温度为 202。养生期最后一天（第七天）将去掉薄膜试件浸泡水中，在浸泡之前，应再次称试件的质量，水的深度应使水面在试件顶上约2.5cm，浸水的水温应与养护温度相同。将已浸水一昼夜的试件从水中取出，用软的旧布吸去试件表面的可见自由水，并称试件的质量。前六天养生期间试件水分损失应不超过 10g，超过此规定的试件，应予作废。3水泥稳定碎石基层 7 天浸水无侧限抗压强度
5、代表值 R 不小于 3.5MPa。 在配合比配置过程中，如果水泥分布不均相对偏差较大，水泥用量过少，强度难以满足要求；反之水泥用量过多，费用增加，混合料的收缩系数增大，出现裂缝的机率也就愈大。同时过多的水泥用量，其基层过高的强度和刚度与沥青面层的强度相差过大，对面层结构不利。所以要严格控制水泥用量。 3 混合料的检测 3.1 混合料的含水量检测。当混合料运到施工现场时，应该首先进行检测，混合料的含水量应该大于最佳含水量的 1%左右，在施工现场进行含水量的试测方法，通常采用酒精法。先将蒸发器清洗干净后烘干，再称其质量设其为 m1，然后取样本放在蒸发器中，再称蒸发器和样本的总质量设为 m2，取 2
6、00 毫升酒精倒在样本上点燃，再对燃烧的酒精进行搅拌，通常需要燃烧两到三次，当酒精燃烧完冷却以后，现称蒸发器和试样的总质量设为 m3。计算混合物材料的公式为 w=（m2 -m3）*100/（m3 -m1）*100%。混合料的含水量一般与施工现场的温度、现场材料的温度、搅拌人员的技术水平和工作态度决定。如果混合料的含水量过小，集料就得和水泥争水，水泥就不能完全的水化和水解，水泥通常水化时所需要的水大约是水泥重量的 20%左右，所以容易影响强度的形成，也能影响到现场的压实度，而含水量过大的话却容易造成翻浆。所以在搅拌时，要严格控制混合料的含水量。 3.2 灰剂的含量试验。每 2000m2 需要进行
7、 6 次以上的检测，如果施工中发现异常也要随时进行检测。检测是采用 EDTA 滴定法进行试验，并4需要与水泥的用量进行校核，应该大于设计的 1%。试验时取 1000g 的试样放入搪瓷杯中，在杯内加入 2000ml10%的氯化铵溶液，然后采用不锈钢搅拌棒进行充分的搅拌 3min，并静放 4min；用吸液管将上层的悬浮液吸取 10ml，放到 200ml 容积的三角瓶中，然后加入黄豆大小的钙红指示剂进行摇匀，当溶液呈红色时，用 EDTA 二钠标准液滴入直到呈现纯蓝色，同时记录 EDTA 二钠的使用量，根据 EDTA 的标准曲线就能够参考出灰剂的值。灰剂量控制通常受搅拌的时间、实际水泥的用量和混合料的
8、出料量校核影响。如果剂量过小的话强度不达标，但灰剂量过大又会增加收缩裂缝的产生。在采用集中厂拌法施工时，水泥的剂量应该比试验确定的剂量略大 0.5%，而且应该采用终凝的时间在 6 小时以上的 32.5 号的水泥。水泥稳定碎石的混合料一定要搅拌均匀，以确保水稳碎石的强度和稳定性能够达到标准。如果混合料搅拌不均匀，当混合料发生离析时，水泥剂量少的地方强度就很难满足规范要求，而在水泥剂量多的地方就会产生裂缝，这就必须加强灰剂量的滴定力度，所以取样时，一定要有代表性，不合格一定要在搅拌场进行处理。 3.3 级配筛分。级配在每 2000 平方米或者当观察发现异常时，应该进行检测，级配应该完全符合设计需要
9、。要按四分法进行采集和试样，烘干以后需要用标准的筛进行筛试验，然后根据筛子上的剩余物的质量和试样的总量，计算各筛上的分计筛余的百分率、累计筛余的百分率和通过筛分量的试验参数。材料的堆放是否紧凑或者各种材料上料的转速变化是影响级配控制的主要因素。而级配的质量又会直接影响到水泥稳定碎石的密实度和压实度。所以要进行级配试验时，一定要严格控制。 54 水泥稳定碎石施工结束后成品材料检测 水泥稳定碎石施工结束后，还要进行一段时间的养护，通常要在七天以后才能达到设计强度。此阶段对水泥稳定碎石的检测主要有两项：一是无侧限抗压强度试验，二是现场取芯。 4.1 无侧限抗压强度试验。这项试验是在施工时每一施工段落
10、抽取一定量的水泥稳定碎石混合料，迅速运到试验室按试验规程要求制成一组 13 个试件，经脱模，在养护室养护七天，其中最后一天浸水养护后，进行无侧限抗压强度试验，经计算所得的无侧限抗压强度的代表值如果大于等于设计值，则合格。 4.2 现场检测钻芯取样。检测时要求钻芯机稳定，摆动小，钻头一般采用直径 15cm，钻进时注意一定要将塑料水管插入足量的水筒中，使钻进的同时钻头上有水来降温，并注意开始时控制好取芯机钻杆下放速度，待钻头进入结构层 2-3cm 时，恢复正常钻进速度直至该结构层底，提钻头时迅速提起，避免损坏芯样。一般 7d 强度就能取出芯样，取出芯样后，观察其完整性、密实度，并取其厚度。如果不能
11、取出完整的芯样，则说明水泥稳定碎石施工一定存在问题。通过对本工程水稳基层 7d 芯样进行研究发现，含水量过大时，基层易产生裂缝，一般裂缝贯穿整个横断面，缝宽自上而下由 0.3mm0.1mm 渐变；顶面缝宽 0.3 mm，查阅施工试验记录表明，此处碾压时的含水量为 7.0%，大于最佳含水量（5.2%）1.8%，含水量不足时，混合料松散，密实度不够，芯样表明不光滑、不密实、有大量的蜂窝，芯样上下部出现松散现象，未成形。查阅施工试验记录表明，此处碾压时的含水量为 3.5%，小于最佳含水量（5.2%）61.7%。 5 结论 水泥稳定碎石路面基层属于半刚性路面，在高等级道路路面结构中，应用较多，应严格控制原材料的质量，按生产配合比施工，加强施工前，施工过程中和施工结束后的水泥稳定碎石材料检测。针对出现的问题进行技术分析，为水稳施工提供第一手有用的数据，研究出好的整改措施。还可总结出有益的优良经验。为今后其它高速公路水泥稳定碎石路面基层材料检测提供可以借鉴的经验。 参考文献： 1交通部科学研究院.公路路基路面现场测试规程 （JTG E60 -2008）S.北京：人民交通出版社，2008. 2交通部科学研究院：公路工程无机结合料稳定材料试验规程.（JTG E51-2009）S.人民交通出版社，2009. 3路基路面工程M.北京：人民交通出版社，2010.
