龐小勇

（貴州省交通科學研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550008）

0 引言

水泥穩(wěn)定碎石的骨料一般為級配碎石，摻入適量水泥等膠凝材料，將骨料之間的空隙完全填滿，然后按照嵌擠的原理進行攤鋪與碾壓而成。水泥穩(wěn)定碎石的壓實度與密實度十分接近，結構強度主要由嵌擠鎖結原理形成，灰漿能將骨料之間的空隙完全填充。水泥穩(wěn)定碎石通常有很高的初期強度，而且結構強度因齡期的不斷增加進一步提高，最終形成板體，由于強度高、抗?jié)B性與抗凍性良好，在當前的公路工程建設中得到了廣泛應用。在水泥穩(wěn)定碎石基層現場施工中，需通過試驗檢測明確基層施工質量，為之后的基層施工改進與調整提供可靠的參考依據。

1 原材料要求

1.1 水泥

水泥穩(wěn)定碎石基層所用水泥宜為普通硅酸鹽水泥，礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥也可采用，強度等級需達到32.5 或42.5，同時要求初凝時間不能少于3h，終凝時間保持在6～10h 范圍內。施工前，需要對水泥的細度、標準稠度、凝結時間、體積安定性和強度進行檢測。細度是指水泥材料顆粒的粗細程度；標準稠度檢測的目的在于使凝結時間與體積安定性實測結果有良好的可比性；凝結時間是指從開始加水到變?yōu)樗酀{失去可塑性的時間；體積安定性是指水泥在凝結硬化時體積變化是否均勻；強度檢測的目的在于對水泥標號進行評定，確定抗折及抗壓強度是否滿足要求[1]。

1.2 水

飲用水可直接用于混合料拌和與養(yǎng)護。對于非飲用水，需要在使用前做好檢測：pH 值不小于4.5，氯離子含量不超過3500mg/L，硫酸根離子含量不超過2700mg/L，堿含量不超過1500mg/L，可溶物含量不超過10000mg/L，不溶物含量不超過5000mg/L，此外不能有漂浮的油脂和泡沫等雜質。

1.3 粗集料

用作穩(wěn)定材料的粗集料宜采用各種硬質巖或礫巖加工成的碎石。對于高等級公路，需將最大公稱粒徑控制在26.5mm 以內，對于其他等級的公路，最大公稱粒徑需控制在31.5mm 以內。粗集料技術要求見表1，規(guī)格要求見表2[2]。

表1 粗集料技術要求

表2 粗集料規(guī)格要求

1.4 細集料

水泥穩(wěn)定基層施工用細集料應潔凈、無雜質，且粒徑滿足級配要求。塑性指數不超過17，有機質含量小于2%，硫酸鹽含量不超過0.25%。對于高速公路和一級公路，細集料小于0.075mm 的顆粒含量應小于15%。細集料規(guī)格要求見表3。

表3 細集料規(guī)格要求

2 工程概況

賓川至鶴慶高速公路路線起點K0+000 位于賓川縣西，設賓川樞紐立交順接賓川至南澗高速公路，路線總體走向由東南向西北，止于鶴慶縣西邑鎮(zhèn)，設西邑樞紐互通與上關至鶴慶高速公路相接，該項目實際建設里程65.6km。該項目路面基層為32cm 厚水泥穩(wěn)定碎石。根據相關技術規(guī)范及實際現場情況，將K0+890—K1+140 段的左幅作為試驗路段，長度為250m，對該段水泥穩(wěn)定碎石基層實施試驗檢測。該基層厚度為32cm，為保證施工質量，分兩層攤鋪完成，兩層攤鋪厚度相同，均為16cm。攤鋪完成后，按規(guī)范要求連續(xù)養(yǎng)護不少于7d，然后進行相關參數的試驗檢測。項目采用的各材料物理性能為水泥標號等級32.5 級，水泥劑量為4.0%～5.0%，集料壓碎不超過26%，7d 無側限抗壓強度應達到4～6MPa，壓實度不低于98%。

3 試驗檢測

3.1 試驗步驟

第一步，從現場試驗路段處準確稱取1000g 樣品，按四分法進行均勻取樣。在2 個搪瓷杯中分別放置300g 樣品，然后加入600mL 氯化銨溶液，用玻璃棒連續(xù)攪拌3min，攪拌頻率按照110～120 次/min 控制。攪拌完成后，使混合液靜置10min，再用膠頭滴管吸取上部澄清液，將其移至燒杯中，并蓋好玻璃板。

第二步，用移液管從燒杯中液面以下1～2cm 處吸取10mL 懸濁液，滴到三角瓶中，再用量筒稱取50mL 標準氫氧化鈉溶液添加至三角瓶中，之后加入適量鈣紅指示劑，均勻搖晃，使溶液變?yōu)槊导t色。用滴定管吸取100mL 左右EDTA 二鈉標準液，放到滴定臺上，打開閥門，使溶液滴入三角瓶。滴定時，持續(xù)搖晃三角瓶，確保溶液混合均勻。在液體顏色從玫紅色變?yōu)樗{色后，記錄溶液用量。

第三步，根據各項試驗數據繪制相應的標準曲線，并對照溶液實際消耗量。該次水泥劑量為4.5%，滿足配合比要求。

3.2 無側限抗壓強度檢測

3.2.1 試件制備

按照規(guī)范的要求在現場隨機取樣，然后采用烘干法測定集料的實際含水量，并按四分法進行分料，開始制備試件?；旌狭腺|量采用公式計算確定，稱取適當混合料放到方盤中。公式為：

式（1）中：m表示單個試件制備所需混合料質量，g；ρ表示試件干密度；v表示試件體積；ω表示混合料的含水量；K表示基層壓實度，取標準值98%；50g表示試件制備過程中產生的質量損失。

在試模下部放好下壓柱，外露2cm，然后在試模的內表面均勻涂油，分成多次將盤中的混合料倒入試模，通常分為2～3 次完成。每次倒完混合料都要用工具將其初步插實，并保證每次倒入的數量均勻。均勻倒入混合料時，為了使試件的表面保持光滑，可在頂底部與內邊緣處多用細料，并盡量使粗集料處于試件中部。

3.2.2 試件脫模

試件成型后，靜置3h 左右可以脫模。將試件放到脫模器上，開啟千斤頂使其向上提升，促使頂柱進入試模，使頂柱與試件完全對準，用千斤頂使試件退出試模。將試件取出后，應測定其質量與高度，結果需精確至0.1mm。

3.2.3 試件養(yǎng)生

試件稱重結束后，在其外表面覆蓋塑料薄膜，然后放到養(yǎng)生室中開始養(yǎng)生。此時養(yǎng)生室應始終處在對養(yǎng)生有利的狀態(tài)，標準養(yǎng)生為7d，最后一天浸水，養(yǎng)生溫度為18～22℃。養(yǎng)生結束后，揭去塑料薄膜，再次稱取試件的質量，隨后將其放到水槽中浸水1d，此時水槽的水應在試件頂上約2.5mm。

3.2.4 強度檢測

浸水一晝夜后，將試件取出，用抹布將多余水分擦干，測量一次質量與高度，結果精確至0.1mm。在預先備好的壓力機上放好試件，開始抗壓試驗。在抗壓試驗過程中，以試件發(fā)生的形變?yōu)橐罁?，嚴格控制試驗速率，通常情況下保持速率為1mm/min。在試件出現破壞后，立即記錄此刻的壓力值。在被破壞的各試件當中，選取有一定代表性的部分測定其含水量。完成以上測試后，采用公式，計算確定試件的抗壓強度：

式（2）中：Rc表示試件的抗壓強度，MPa；P表示試件被破壞時的壓力值；A表示試件受壓面的截面積。

3.3 壓實度檢測

壓實度檢測開始前應先標定灌砂筒椎體中砂的質量，然后把基板放到壓實后的基層表面，按照基板上的預留孔位置在基層表面鑿孔，取出孔中的混合料稱重。將灌砂筒上的開關打開，使砂流進試坑，在砂停止流動后，關閉開關，稱量剩余砂的質量。在標準公式中，代入以上實測數據，計算試坑中砂的質量。在檢測壓實度的同時，還需測定混合料的含水量，并通過計算確定混合料的干濕密度。當壓實度的實測結果與設計要求不符時，需要在混合料中的水泥達到初凝之前，用壓路機進行補壓，在壓實的同時隨機測定壓實度。經檢測確定壓實度與設計要求相符后，記錄壓實遍數，以此為后續(xù)施工提供指導，使基層碾壓一次成型，達到要求的壓實度。

4 過程注意事項

為保證水泥穩(wěn)定碎石基層的施工質量，除了認真做好上述試驗檢測工作，結合賓鶴高速公路基層水泥穩(wěn)定試驗路段的經驗總結，還要對如下要點引起高度重視：一是鋪筑前，做好底基層檢驗，并對控制樁的高程進行復核；基層混合料攤鋪開始前，需將底基層表面清掃干凈，使其整潔，同時灑適量的水將其潤濕。二是水泥穩(wěn)定混合料攪拌必須集中拌制。使用拌和設備前，做好調試，確保拌和物的水泥用量、含水量及骨料級配達到要求，并使設備可以正常運轉，拌和設備的出料量和攤鋪生產能力相匹配。三是在混合料攤鋪與碾壓過程中，需將攤鋪系數控制在3～5 范圍內。在現場施工中，應嚴格遵循寧高勿低與寧刮勿補的基本原則，避免水泥穩(wěn)定碎石層出現松散現象。各路段施工都要在水泥達到初凝之前完成，將基層混合料碾壓完成后，盡快進行密實度試驗。如果試驗結果未能達到要求，應重新碾壓。四是基層混合料的養(yǎng)生時間應達到7d 以上。在養(yǎng)生過程中，禁止車輛進入，并每天利用灑水車進行灑水，使基層表面始終保持在濕潤狀態(tài)。五是在進行無側限試件制作時，應注意試件成型質量的損耗，在實際操作中，每個試件可以根據情況增加一定的質量。

5 結語

通過以上分析可知，在水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，必須認真做好試驗檢測及工藝工法。以上對水泥穩(wěn)定碎石基層的試驗檢測方式及需要注意的一些要點開展了系統(tǒng)研究，目的在于為實踐過程中的試驗檢測提供參考。