浅析水泥稳定碎石基层强度的检测方法

杨元平

（高邮市创新公路工程有限公司，江苏高邮 225600）

0 引言

随着我国交通事业快速发展，公路交通量急剧增加，这对于公路路面的主要承重层--基层提出更高的要求，基层的强弱和好坏对整个路面，无论是水泥混凝土路面还是沥青混凝土路面的使用质量、使用寿命都有着十分重要的影响。因此路面基层，特别是沥青路面的基层必须具有足够的强度和稳定性。正是由于这一点，水泥稳定碎石具有早期强度高，板体成型快、稳定性好、刚度大、较经济的显著特点，且有广泛的料源，可就地取材，原材料和混和料的加工方便，机械摊铺操作容易，已成为高等级公路路面的首选主要基层结构形式。规范规定，为保证施工段面水泥稳定碎石基层达到上述特点，必须通过施工路段取样制件、经标准养护后测定其无侧限抗压强度来实现。每天的无侧限抗压强度是否合格是判定该施工断面水泥稳定碎石基层的质量是否合格的重要标志。因此为了保证水泥稳定碎石基层满足设计要求和使用要求，除了按规范要求组织生产施工外，还应从细节处抓好试验检测工作特别无侧限抗压强度检测，从而保证试验数据的精确，确保检测的强度更准确地反映施工断面水泥稳定碎石基层的质量。

1 取样

为了使水泥稳定碎石混合料试件的强度更接近工地现场所摊铺的水泥稳定碎石基层的强度，试件制取时取样一定要均匀且有代表性。目前的混和料取样可以在拌和场料车内，也可以在摊铺机受料斗内，或在尚未碾压的摊铺层上。现场取料时应特别注意，应随机单点取样，单独成型。因为虽然集中取样方便，控制试件操作时间容易，但试样却没有代表性，强度的偏差系数大，强度代表值降低，不能真实地反映现场的实际情况。同时在拌和场料车内或在摊铺机受料斗内取样时，一定要注意在不同部位连续取样。在尚未碾压的摊铺层上取样时一定要取到该结构层的底部，并且要多取几个断面，每一个断面也要在左、中、右取3 个点，尽可能让取回的混和料具有代表性。由于单点取样的随机性，反映出混合料的均匀程度具有较强的真实性，如果出现异常可在施工过程中及时调整拌和机及拌和工艺。因此，我公司在各项目施工过程中，坚持单点取样的试验方法，保证工程的实际施工质量情况通过试件的无侧限抗压强度检测真实地得到反映。

2 制件

由于水泥稳定碎石试件的强度受密实度影响较大，因此试件成型时的密实度应等同于规范所规定压实度条件下的水泥稳定碎石基层现场密实度。

制件时首先称量，称量前应对混合料再次人工拌和，如监理组、业主也取样，应同时取样，取对角作为检测用试验样品，以便结果相互比较。及时测一下含水量及灰剂量。快速测定混合料含水量可通过锅炒法和酒精灼烧法进行，同时样品必须密封，防止含水量损失。每个试件需要称混和料的湿质量m，按下式计算：m=0.01k×ρmax×V×（1+0.01W），其中k 为基层压实度标准，ρmax为混和料最大干密度（g/cm3），V 为试体的体积，W 为混和料实测含水量（%），制备试件时应取混和料实测含水量，不能用混和料配合比设计中的最佳含水量。含水量的微小变化将影响试件的干密度和抗压强度。其次是装料，装料前对试模直径用游标卡尺进行测量，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”现象的试模，如试模变形过大或周壁“起毛”现象严重，则需要更换。每个试件制作时宜分3 层装料，装料工作建议尽可能由一个人完成。因为每一个人的装料手法都不尽相同，在制作无侧限试件的过程中会由于强度值偏差系数过大而对强度代表值产生影响。在装料时注意把每层尽可能捣实，以减少成型前试件高度。装料时在试模中间放粗集料，在试模周围放细集料，使试件周围不会出现不密实或有孔洞的现象。再次，规范规定，多次试验结果的偏差系统CV≤10%时，试件数量可为6 个，CV=10%～15%时，试件数量可为9 个，CV＞15%时，试件数量则需要13 个。因此制备试件时宜比规定值多1～2 个，主要是防止个别试件在养生过程中发生意外，不能测定，导致试件数量达不到规范要求，造成偏差系数变大。最后对成型时间要控制到位，在室内进行试件制作时，为了保证试件的强度如实反映施工现场的实际情况，成型的时间应该和相应施工断面的碾压终了时间相同。此外，试模刚度的影响试件的密实度。这是由于，在压力机下压时刚度小的试模容易发生侧向变形，就会出现大的反弹，降低试件的密实度和强度。因而，在现场试验检测过程中，我们要求检测部门坚持从正规厂家统一购置，保证有足够的厚度试模筒壁。

3 养生

从脱模器上取试件时，应从试件的中下部用双手抱住，然后沿水平方向轻轻旋转，待感觉到试件移动时，再将试件捧起轻轻移放到试验台上，不允许向上直接将试件捧起。与此同时，用游标卡尺测量试件的高度，精确到0.1mm；用台秤称试件质量，试件质量精确到5g。如试件的高度和质量，不满足成型标准的，则试件作废。试件称量后立即放入塑料袋中封闭，并用潮湿的毛巾覆盖，移放到标准养生室养生。在北方应保持20±2℃，在南方地区应保持25±2℃，养生温度按正偏差控制，湿度必须大于规定值。养生期的最后一天，应该将试件浸泡在水中，水的深度应保证水面在试件顶上约25mm。在放入水中浸泡试件前，应再次称取试件的质量，保证养生期间试件的质量损失不超过10g，否则试件应该作废。

4 压件

压试件前，将已浸水一天后的试件从水中取出，用旧的软布吸去试件表面的可见自由水，把试件表面上的浮粒清除干净后，把试件放到路强仪或压力机上按照试验步骤进行抗压试验。用压力机成型试件时一定要确保加压均匀，加压直到上下压柱全部压入试模，维持压力1min 后，卸压脱模，由于试件反弹，试件的高度一般情况下在脱模后都会大于150mm。这是因为制备试件时采用的是98%的压实标准制成高度和直径均为150mm 的试件，因此计算出试件实际的压实度仅有15×98%÷15.2=96.7%。可见规范所要求压实度对应的干密度与试件的干密度相差较大，其密实度和强度自然就和规范所规定的密实度和强度相差较大。如果将静压时间延长至2min，同时垫上一片或几片厚度0.1mm 左右，直径略小于150mm 的薄铁皮，就能保证成型后的试件高度接近（标准值）150mm。按照这一步骤进行的大量试验后我们发现，在采取此方法控制试件反弹的问题上效果明显，要求各项目部在高等级公路水稳碎石施工基层强度试验检测过程中推广使用上述方法。

5 结语

影响水稳碎石试件强度的因素还有很多，本文仅阐述了施工试验检测中容易忽视的几个方面问题。良好的施工质量是发挥水泥稳定碎石路面基层特点的关键要素，而现场试验检测更是提高施工质量的前提，因此必须十分重视水泥稳定碎石路面基层的检测，不断提高试验检测水平，更好地为施工提供精确的数据，充分发挥试验检测指导施工的作用，从面进一步提高施工质量。当然试验检测还有许多问题需要在今后的工作中不断发现总结，相信随着检测仪器的更新和经验的总结，众多试验检测人员的共同努力，水泥稳定碎石基层强度的测定方法将会更加完善。