浅谈水泥稳定碎石基层的试验检测

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1、浅谈水泥稳定碎石基层的试验检测浅谈水泥稳定碎石基层的试验检测王志萍王志萍【江苏恒基路桥总公司常州江苏恒基路桥总公司常州 213002】摘要：试验检测作为对工程质量过程控制重要手段，采用科学合理、切合实际的方法和手 段尤为重要。本文从工程实践出发，结合实际操作，对水泥稳定碎石基层规范中某些已有 检测项目的试验方法进行分析和讨论，提出注意事项或改进措施。 关键词：水泥稳定碎石基层试验检测分析注意事项改进措施水泥稳定碎石（以下简称水稳）基层在施工过程中为有效控制质量，对各工序间进行质量 管理和检查验收，其手段就是通过试验检测。交通部公路路面基层施工技术规范 （以下 简称“基层施工规范” ）和江苏省高

2、速公路建设指挥部下发的施工指导意见（以下简称“指 导意见” ）中要求在施工时需对水稳基层需进行的试验和检测项目有：配合比设计、延迟时 间、含水量、水泥剂量、级配、抗压强度、压实度等，这些检测项目的试验方法虽在交通 部规范中或指导意见中有其统一做法，但有时由于不具体，在实际工程中不一定适用，或 者按规范方法操作，结果会引起争议，为此，就对延迟时间试验的操作方法、水泥剂量的 测定、含水量的测定，级配试验时混合料的取样、无侧限抗压强度操作的注意事项、压实 度的检测等试验项目进行探讨。 1 延迟时间试验 11 延迟时间试验的必要性 基层施工规范基层混合料试验项目中有延迟时间试验要求，但在实际施工过程中

3、，施工单 位和监理组都没有重视该项试验，将之忽视。认为正常情况下混合料肯定能在初凝时间内 运至工地或碾压完成时间不超过 2h，实际上如果运输车中途出现故障或摊铺机在施工过程 中出现故障，运输车内的混合料时间超过以上二种规定时间，而又没有延迟时间试验能证 明在超过以上二种时间而又能在延迟时间内完成碾压的情况下混合料强度能达到设计要求， 所以只能作废料处理，这对于施工单位来讲是极不情愿的。 路桥工程类浅谈水泥稳定碎石基层的试验检测 1 2 延迟时间试验方法 （1）所谓延迟时间就是混合料在最长时间内达到设计强度要求的时间。这需要对混合料拌 制均匀，通过在不同时间内测定混合料无侧限抗压强度，在计算机上

4、用 EXCEL 软件画出 时间与强度关系曲线，从曲线上找出设计强度所对应的时间，该时间即为延迟时间。（2）如某水稳基层设计要求 7d 无侧限抗强度4.0Mpa,水泥初凝时间为 3h,终凝时间为 6h，试验室试配强度为 4.9Mpa,分别将按标准配合比室内拌制好的混合料延迟 0h、2h、3h、4h、5h，按照规范要求成型 9 个无侧强度试件，7 天后强度检测结果见表 1：表 1延迟时间（h）023457d 强度平均值（Mpa）5.45.04.84.54.1代表值 Ra4.94.64.44.13.6(3)将表 1 中延迟时间 h 为横坐标，强度代表值 Ra 为纵坐标，画出 h-Ra 曲线，见图 1

5、，从 图中可以找出强度为 4Mpa 所对应的时间为 4.1h，因此该水稳混合料的延迟时间为 4.1h。 延迟时间试验应同标准一样，经监理工程师签证并认可才能实施。图 12 集料配比和级配检验 2 1 集料配比检验 试拌前，虽然拌和机制的秤量系统经计量部门检验取得标定合格证书且每次拌和前，试验 人员也对各种集料取代表样品测定含水量折算成施工配合比后以书面形式提供给拌和机操 作员，但拌和机的秤量系统不可能每天标定，为了能检验混合料中集料配比是否准确，有 必要在拌和时对各种集料的配比进行试验检测，同时也是对秤量系统的校核，具体做法如 下： (1)设拌和机产量为 450T/H ，混合集料由 3 种不同

6、规格的石料组成，分别为 1#、2#、3#料， 设计组成比例为：1# ：2# ：3# =30：30：40，现测得 3 种集料含水量分别为 0.4%、0.6%、3.2% ，则理论上 3 各种集料施工时掺合比例为：1#：2#：3#料=30（1+0.4%）：30(1+0.6%)：40(1+3.2%)=30.1：30.2：41.3=29.6：29.7：40.7；（2）拌和过程中将每种集料单放至正常（不加水和水泥） ，然后停机，在输出斜皮带上 各取长 0.5m 的集料，分别测定 3 种集料的重量为 m1、m2、m3，计算出 3 种集料的总重 m=m1+m2+m3；（3）将 3 种集料的单一重量分别与总重量

7、相比，得出 a1=m1/m、a2=m2/m、a3=m3/m；（4）将 a1、a2、a3 分别与 29.6%、29.7%、40.7%作比较，如果在规定范围内，则说明 计量和配比均准确。像 500 型拌和机产量为 450T/H，各种集料实际配比与施工配比应控制 在0.5%范围内。 22 集料级配检验 仅检验各集料间的配比是否符合要求是不够的，因为原材料进场时各种集料的级配与配合 比设计时的级配肯定有一定区别，所以必须对混合料集料的级配进行检验，指导意见中要 求拌和机拌和后用水洗筛分法级配检测，但对0.075mm 颗粒含量如何确定并未详细说明 具体的测定方法。实际操作过程中，我们发现取混合料（加水、

8、水泥和集料后拌和）烘干 筛分后将 0.075mm 通过率减法设计水泥剂量得出 0.075mm 以下的颗粒含量，易产生误判， 因为实际水泥剂量与设计相比总有误差，不能真正反映出 0.075mm 以下颗粒含量。合理的 操作方法是在拌和时不加水和水泥，仅将集料拌和后停机在输料皮带上取长 1m 的混合集 料，按四分法取样秤重烘干后进行水洗筛分，这样就可能准确反映混合集料的级配和0.075mm 颗粒含量，然后将检测结果与规范或指导意见规定允许偏差比较是否符合要求。3 水泥剂量的检测 3 1 部颁规范和指导意见中要求用 EDTA 滴定法检测水泥剂量。实际操作时，将混合料 过 4.75mm 方孔筛后取 30

9、0 克 4.75mm 以下混合料进行并行二次滴定，取平均值作为实际 水泥剂量。但在 EDTA 滴定法测定水泥剂量的过程中，发现该种方法存在二个问题，从而 对试验结果的正确判断带来困惑。（1）混合料含水量的影响 用于滴定试验的 4.75mm 筛孔以下混合料，拌合机设定水泥剂量为 5%，含水量如大于最佳 含水量，则所测出的水泥剂量大于实际水泥剂量；反之则小于实际水泥剂量，从表 2 中可 以反映出该现象。分析认为可能含水量越大水泥颗粒附集料表面的就越多，反之则越少。表 2含水量EDTA 溶液耗量 （ml）水泥剂量（%）备注3.917.24.54.319.44.94.521.15.04.822.25.

10、45.224.85.7最佳含水量 4.6%,允 许偏差2%；设计 水泥剂量 5%,允许偏 差0.5%(2) 4.75mm 以下颗粒粗细程度的影响 用于滴定试验的混合料 4.75mm 筛孔通过率如大于配合比设计时 4.75mm 筛孔的通过率,则 测出的水泥剂量大于实际水泥剂量,反之则小于实际水泥剂量,从表 3 中可以反映出该现象. 分析认为 4.75mm 通过率越大,说明颗粒越细,其表面积也就越大,在拌和机喷水泥和加水过 程中,集料表面所粘的水泥颗粒相对就多,所以 EDTA 滴定液消耗量就大,查标准曲线后水泥 剂量也就大,反之所测水泥剂量就小。 表 3 表 34.75mm 通过率 （%）EDTA

11、 溶液耗量 （ml）水泥剂量（%）备注3017.94.43519.64.64020.85.04523.05.45025.35.8设计配比 4.75mm 通 过率为 38.8%规范 2949%,设计水泥剂 量 5%,允许偏差0.5%3.2 分析通过混合料含水量和 4.75mm 以下颗粒粗细程度对 EDTA 滴定法测定水泥剂量的 影响数据中可以看出： （1）混合料含水量在允许偏差范围内，即使实际水泥剂量在偏差范围内，由于含水量的不 同，会导致测出的水泥剂量不能满足要求；（2）4.75mm 通过率在允许范围内，即使实际水泥剂量在偏差范围内，由于 4.75mm 通 过率不同，也会导致测出的水泥剂量不能

12、满足要求； 3.2 建议 建议从拌和机取混合料样后，不过 4.75mm 方孔筛，直接取 300 克混合料用 EDTA 溶液滴 定，平行 4 次测定水泥剂量，取平均值作为试验结果，这样测出的结果具有代表性，因为 不管混合料含水量高低，4.75mm 以下颗粒含量多少，理论上讲，设定剂量的水泥拌和后 应全部在混合料中，滴定时样品中所有水泥将全部参与化学反应，测出的水泥剂量就是混合料的实际水泥剂量。 4 无侧限抗压强度试验 每天的无侧限抗压强度是否合格是判定该日施工的水稳是否合格的决定因素，如不能达到 设计或规范要求值，指导意见中要求必须返工，因此强度试验看似简单，实质应引起试验 人员的高度重视，为减

13、少试件间强度的偏差系数，提高试件强度，认为应从以下几方面注 意： （1）混合料取样一定要有代表性，混合料含水量可通过锅炒法和酒精灼烧法快速测定，同 时样品必须密封，防止含水量损失。（2）制作称量前对混合料再次人工拌和，如与监理组、市高指共取需四分时，取对角作 为试验样品。（3）每个试件制作时宜分三层装料，每层尽可能捣实，以减少成型前试件高度。装料时 粗集料放在试模中间，细集料放在试模周围，防止试件周围不密实或有孔洞。（4）试件数量宜比规定值多 12 个，防止养生过程中个别试件发生意外，不能测定，导 致试件数量不足，偏差系数变大。（5）用压力机成型试件时一定要对中均匀加压，待上下压柱都压入试模后

14、，维持压力 1mim。（6）试模经常用游标卡尺测量，注意是否有上下直径大小不同或中间起鼓（过压时造成） 或试件周壁“起毛”现象，必要时更换。（7）养生温度按正偏差控制，湿度必须大于规定值。试件浸水前务必密封养生，最后一 天浸试件的水温必须与养护温度相同。（8）压试件前必须用抹布吸去可见自由水，清除干净试件上下表面的浮粒后，按规范进 行抗压试验。 5 压实度检测 51 检测时间 水稳与二灰碎石不同，压实后水泥在水化作用下很快与集料发生胶结凝固，一般灌砂法压 实度检测安排在终压结束后进行，否则时间一长难以操作，现场配备试验人员和试验工具。 跟踪检测也有利于现场发现不合格点时，及时采取补救措施，消除

15、质量隐患。 52 实际最大干密度选定 实际生产时混合料中粗集料含量不一定与配合比设计时相同，但在规范允许范围内，不同 的粗集料含量会引起混合料最大干密度的变化，这点对于路面施工技术人员来讲应该都清 楚，但往往由于试验工作量大，试验人员忽视该项技术工作，没有通过试验找出最大干密 度与粗集料含量的关系曲线，给压实度检测过程中的准确评价带来困难，所以像水稳的最 大干密度应根据 4.75mm 筛孔的允许通过率 2949%，按 5%逐级采用重型击实法分别进行 击实试验，得出最大干密度与粗集料含量间的关系曲线，以供压实度检测时使用。 53 压实度的判断 现场试验人员压实度检测时，计算出湿密度，将混合料过

16、4.75mm 方孔筛（含水量按最佳 含水量1%考虑）后测定粗集料含量，根据最大干密度与粗集料含量间的关系曲线选取相 应的最大干密度。如该点按最佳含水量上限计算压实度已大于 98%，则该点压实度合格； 如该点按最佳含水量下限计算压实度在 98%附近，一方面立即将灌砂筒内挖出的混合料送 回试验室测实际含水量，另一方面用重型振动压路机重型碾压一遍，确保压实度合格；如 该点压实度估算只有 96%左右，立即用重型振动压路机在该部位补压至合格为止。 参考文献 1 江苏省高速公路建设指挥部水泥稳定碎石基层施工指导意见 ； 2公路路面基层施工技术规范（JTJ034-2000） ；3公路工程无机结合料稳定材料试验规程（JTJ057-94） 。说明：该论文被评为常州市公路学会 2004 年度优秀论文。