公路水泥穩定碎石層試驗檢測技術的實踐

張金金

（甘肅省蘭州公路事業發展中心試驗檢測室，甘肅 蘭州 730000）

公路水泥穩定碎石層是公路路面結構中的重要組成部分，具有較好的承載能力和耐久性，被廣泛應用于公路工程中。水泥穩定碎石層在施工過程中需要進行試驗檢測，以確保其質量和性能達到設計要求，保障公路的安全和穩定運行。公路水泥穩定碎石層試驗檢測技術的不斷完善和提高，將進一步推動公路建設的發展，提高公路工程質量，滿足日益增長的交通運輸需求，為交通事業的繁榮和發展做出積極貢獻。

1 公路水泥穩定碎石層試驗檢測的重要性

公路水泥穩定碎石層作為公路路面結構的一種重要類型，其性能直接影響著公路的承載能力、耐久性和使用壽命。為確保水泥穩定碎石層在實際交通運輸中能夠滿足設計要求和使用要求，進行試驗檢測顯得尤為重要。首先，公路水泥穩定碎石層作為路面的基層或面層，其質量直接影響著整個路面的穩定性和承載能力。通過試驗檢測，可以評估水泥穩定碎石層的強度、穩定性和耐久性，從而確保路面質量符合規范和設計要求。其次，優化配合比。水泥穩定碎石層的性能與所用材料的配合比密切相關。試驗檢測可以通過對不同材料配合比進行對比和分析，找到最優的配合比方案，提高水泥穩定碎石層的強度和穩定性。再次，預測路面性能。水泥穩定碎石層試驗檢測可以獲取材料的力學性能參數和路面結構的變形性能參數，通過計算和模擬預測路面在不同荷載條件下的性能表現，為工程決策提供科學依據。最后，提高工程質量。通過工程試驗檢測，及時發現材料和施工工藝問題，及時調整和修正，可以提高水泥穩定碎石層的施工質量和工程質量。未來隨著技術創新提升，試驗方法和設備也將不斷完善，對于打造高質量的公路工程具有重要意義。

2 公路水泥穩定碎石層試驗檢測技術的實踐要點分析

某高速公路工程屬于雙向四車道，設計道路寬度26 m，設計時速100 km/h。工程路面采用水泥穩定碎石層，為了保證工程質量，需要選擇合適的試驗檢測技術予以實踐。

2.1 原材料試驗檢測

公路水泥穩定碎石層的性能和質量受到原材料的影響，包括水泥、碎石、填料等。因此，在進行水泥穩定碎石層施工前，需要對原材料進行試驗檢測，以確保其符合設計要求和規范標準。具體包括以下幾點：①原材料準備。根據施工要求，準備高質量的原材料。根據區域做好材料采購和存儲工作，如果區域潮濕多雨，為了避免材料受潮損壞，雨季施工階段選擇合理措施保護集料，為砂、石屑等材料搭建雨棚避免淋雨。②碎石。對于碎石材料，優先選擇堅硬、耐磨、干凈的碎石次材料，整體顆粒棱角分明，其中不含有植物雜質，含泥量控制在合理范圍內。粗粒土、中粒土質量控制方面，嚴格控制土料中0.6 mm以下的顆粒含量，最大值為30%，塑性指數適當增加，可以選擇均勻系數10以上和塑性指數12以上的材料。③水泥。水泥是水泥穩定碎石層的膠結材料，其品質直接影響著水泥穩定碎石層的強度和穩定性。水泥試驗檢測主要包括水泥種類、含水量、凝結時間、強度等參數的測試。例如，對于不同種類的水泥，需要測試其凝結時間和強度發展曲線，以確定最佳的使用時間和強度發展情況。優先選擇符合硅酸鹽水泥材料，避免使用受潮編制或是早強水泥材料，保證水泥強度和安定性等指標合乎要求；水泥初凝時間在3 h以上，終凝時間通常是在6 h以上。施工現場運輸散裝水泥材料，其出爐天數符合要求，如果是夏季氣候溫度較高，則要控制水泥罐溫度在50 ℃以內，一旦超出這個溫度標準，則要選擇降溫措施予以處理，如灑水降溫，保證水泥材料質量符合要求。④石屑。選擇無縫化、清潔、無雜質的石屑材料，并且保證石屑材料強度符合標準。⑤水。選擇清潔無污染的水源，以此來保證混合料質量。

2.2 級配篩分控制

首先，需要根據設計要求和規范標準，選擇合適的篩孔尺寸。不同規范對于水泥穩定碎石層的篩孔尺寸要求可能有所差異，通常會涉及不同粒徑級配的篩孔尺寸，如5 mm、10 mm、20 mm等。選擇合適的篩孔尺寸是保證試驗的準確性和可比性的前提。其次，制備合適的碎石試樣是級配篩分的基礎。通常，需要在現場或實驗室中獲取足夠數量的碎石試樣，并進行有效的樣品分析和采樣。為確保試驗結果的代表性，應隨機選取多個位置的碎石樣本，并進行充分混合。級配篩分試驗是將制備好的碎石試樣放入篩分設備中，通過振動篩分來確定不同粒徑級配的比例。試驗時，需要注意篩分時間、振動幅度、篩分精度等參數的控制，以獲得準確可靠的試驗數據。再次，完成級配篩分試驗后，需要對試驗數據進行處理和分析。通過計算不同篩孔尺寸下通過的碎石質量，可以得到不同粒徑級配的百分含量。進一步繪制級配曲線和粒徑分布曲線，以直觀反映碎石的級配情況，并進行比對和評估。最后，根據試驗結果和工程實際需求，可以對水泥穩定碎石層的級配進行優化設計。通過調整碎石骨料的比例和粒徑分布，優化級配設計可以提高水泥穩定碎石層的力學性能和穩定性，從而滿足公路工程的要求。

2.3 壓實度試驗檢測

公路水泥穩定碎石層的壓實度是指在施工過程中，通過壓實設備對碎石層進行壓實處理，以提高其密實性和穩定性的能力。壓實度試驗檢測是公路水泥穩定碎石層試驗檢測技術的關鍵環節，它對于保障路面的承載能力和耐久性至關重要。

壓實度試驗需要選擇合適的壓實設備，常用的設備包括靜輪式壓實機、振動壓實機等。選擇壓實設備時，需要考慮碎石層的厚度、粒徑、壓實目標等因素，并根據工程實際情況進行選擇，以保證試驗的準確性和可靠性。在實踐中，通常會從現場或實驗室中獲取足夠數量的碎石層樣本，并按照設計要求制備試驗樣本。樣本的制備過程中需要注意密實度的控制，以保證樣本的代表性和一致性。壓實度試驗的操作需要嚴格按照規范進行，先將試驗樣本置于壓實設備下，通過設備的壓實作用使碎石層密實。試驗過程中，需要控制壓實時間、次數、壓實層數等參數，以確保試驗結果的可比性和準確性。壓實度試驗會得到碎石層的干密度和最大壓實度等參數，通過計算和比對這些參數，可以評估碎石層的密實性和穩定性，判斷其是否符合設計要求。根據壓實度試驗結果調整壓實設備的參數、壓實次數和層數，優化壓實方案可以提高水泥穩定碎石層的密實性和穩定性，從而滿足公路工程的要求。

2.4 水泥劑量試驗檢測

試驗設計應根據工程實際情況和設計要求確定試驗的水泥種類、試驗樣本數量、試驗條件等，制定合理的試驗方案是保證試驗準確性和可比性的基礎。需要制備不同水泥用量下的試驗樣本，并按照試驗方案進行配比。樣本的制備過程中需要嚴格控制水泥的配合比例和混合均勻性，以確保試驗的可靠性和代表性。

水泥試驗檢測中，應先檢測水泥劑量，優化水泥劑量配置，具體要注意以下幾點內容：①制備乙二胺四乙酸標準溶液，將37.22 g的原料同一定量二氧化碳蒸餾水沖混合攪拌，混合溫度控制在40～50 ℃范圍內，待到溶解完全后放在室溫環境下自然冷卻。②氯化銨溶液與氫氧化鈉溶液配置過程中，控制氯化銨溶液濃度和氫氧化鈉溶液濃度分別為10%、1.8%。③配置鈣紅指示劑時，先選擇一定量試劑，置入到溫度105 ℃環境下烘干1 h，然后再溶液中加入0.2 g鈣試劑羥酸鈉、20 g硫酸鉀，充分融合、研磨，然后放置到廣口瓶中，盡可能避免與空氣中水分接觸變質。

在灰劑含量檢測中，采用EDTA滴定法進行，實驗期間灰劑超出1%設計值，對水泥用量、試驗結果仔細核對。首先稱取3 kg的試樣置入搪瓷杯中，并加入10%氯化鈉溶液，溶液量6 000 mL，充分攪拌3 min；使用移液吸管充分吸取10 mL上部懸浮液，將其倒入200 mL三角杯中，然后加入50 mL的氫氧化鈉溶液，充分攪勻混合，記錄下EDTA二鈉標準液，再次滴定、搖勻，溶液顏色轉變成純藍色后停止，記錄下EDTA二鈉標準液具體用量，在此基礎上推算出具體灰劑量。

2.5 延遲時間試驗檢測

延遲時間指的是水泥穩定碎石層在加入水泥后，至開始壓實或施工之間的時間間隔。該試驗的主要目的是確定水泥穩定碎石層的最佳施工時機，以保證水泥的活性發揮到最佳狀態，從而使路面的強度和穩定性達到最優。影響延遲時間的因素如表1。

表1 影響延遲時間的因素

在進行延遲時間試驗檢測前，需要進行試驗設計和方案制定，試驗設計應根據工程實際情況和設計要求確定試驗樣本數量、試驗條件等；制定合理的試驗方案是保證試驗準確性和可靠性的基礎。制備不同時間間隔下的試驗樣本，并按照試驗方案進行配比；樣本的制備過程中需要嚴格控制水泥的配合比例和混合均勻性，以確保試驗的可靠性和代表性；在進行延遲時間試驗檢測時，需要嚴格按照試驗方案進行試驗操作，試驗過程中需要記錄試驗樣本的時間間隔、壓實度、強度等參數，以便后續數據處理與分析。試驗操作的準確性和數據采集的全面性是保證試驗結果準確性的重要保障；完成延遲時間試驗后，需要對試驗數據進行處理與分析。通過計算不同時間間隔下的試驗樣本的強度參數，如抗壓強度、剪切強度等，可以得到延遲時間與強度的關系，進一步分析數據，找到最佳的延遲時間范圍，以保證水泥穩定碎石層的強度和穩定性；根據延遲時間試驗的結果和實際工程需求，可以對施工時機進行優化，合理控制水泥加入的延遲時間，可以使水泥的活性發揮到最佳狀態，從而提高水泥穩定碎石層的強度和穩定性，滿足公路工程的要求。

2.6 混料含水量試驗檢測

混料含水量指的是水泥穩定碎石層在混合水泥和骨料之前的骨料含水量。該試驗的主要目的是確定混料時骨料的最佳含水量，以保證混合料的均勻性和水泥的活性發揮到最佳狀態，從而使水泥穩定碎石層的強度和穩定性達到最優。

混料含水量檢測，通常是選擇酒精法進行。先清洗干凈蒸發器，烘干后稱重，記錄m1。將混合料置入蒸發器中，記錄下樣品總質量m2。稱取200 mL酒精，然后在樣本上點燃，充分攪拌燃燒的酒精，重復2～3次便于酒精充分燃燒，記錄總質量m3?；旌狭嫌嬎愎饺缦拢?/p>

根據上述公式計算得到的最終結果，即混合料含水量，含水量小，混合料中水泥無法充分水化，影響到混合料性能，因此要控制混合料水分為水泥質量的1/5。

3 水泥穩定碎石層試驗檢測質量控制對策

3.1 嚴格遵循試驗標準和規范

在進行水泥穩定碎石層試驗檢測時，必須嚴格遵循相應的試驗標準和規范，如國家和地方相關標準、公路行業標準等。遵循標準可以確保試驗的操作步驟、試驗條件等都符合規范要求，從而保證試驗數據的準確性和可比性。

3.2 儀器設備校準與維護

對于用于試驗檢測的儀器設備，應定期進行校準和維護。校準可驗證儀器的準確性，而維護可以確保儀器的正常運行和使用壽命。儀器設備的準確性和穩定性對于試驗結果的可靠性至關重要。

3.3 嚴格控制試驗環境和條件

試驗環境和條件的控制對于試驗檢測的質量至關重要，在試驗樣本的制備過程中，需要控制骨料的含水量，確保樣本的一致性。在試驗操作中，需要控制壓實時間、壓實次數等參數，確保試驗過程的穩定性和可重復性。

4 結論

總的說來，為了建造高質量的公路工程，應做好水泥穩定碎石層質量檢驗工作。嚴格遵循檢測標準選擇試驗檢測技術，便于客觀反映出水泥穩定碎石層質量，推動公路工程高水平建設。