基于水泥稳定基层材料检测技术的探讨

冯晓惠　赵荣灿

（绍兴袍江工业区建设工程质量检测中心有限公司　浙江　绍兴　312071）

基于水泥稳定基层材料检测技术的探讨

冯晓惠赵荣灿

（绍兴袍江工业区建设工程质量检测中心有限公司浙江绍兴312071）

随着社会经济的迅速发展，各工程项目都得到进一步发展，其中以公路工程发展最为迅速。同时伴随着人们生活水平的提高，公路工程建设需求增多，公路建设质量要求也升高。水泥稳定基层作为公路路面施工中的基本技术，对保障水泥稳定基层材料的质量具有重要意义。要保障水泥稳定基层的质量，就需要对水泥稳定基层的材料进行合理检测，确保使用材料质量达标。本文结合基层材料质量的标准要求，对水泥稳定基层材料施工前、施工中、施工后的材料检测技术进行探讨，达到提高公路建设质量的目的。

水泥稳定基层；材料检测；检测技术

引言

水泥稳定基层作为公路工程建设中的重要部分，只有对水泥稳定基层质量进行保障，才能实现公路工程质量的控制。对水泥稳定基层质量进行保证，就需要对水泥稳定层的材料进行严格检测，确保材料配比合格、质量达标，从而达到保证水泥稳定层质量的目的，确保公路路面建设正常施工。

1　基本概念和原理

水泥稳定基层，简称水稳基层，是公路和机场跑道工程的建设基础。水泥稳定基层按照材料使用类型可以分为水稳碎石基层和水稳砂砾基层[1～2]。

水泥稳定基层作为公路建设基础，必须具备高强度的抗压能力和稳定性能，才能保证公路设施的长久运行。同时由于其施工配料过程没有采用化学生物制剂，具有较低的污染性，满足环保的理念且材料稳定、易获得，施工过程简单，生产制造成本较低，满足工程建设的效益理念，在公路建设中具有推广价值[3]。因此对水泥稳定基层材料质量的检测技术研究具有实际需求意义。

2　施工前水泥稳定基层材料设计检测

前期，我国的水泥稳定基层材料检测主要是利用水稳基层材料在强作用力下产生的形变内力即应力，与作用力撤销后材料恢复形变瞬间的一个弹力即回弹应变之间的比值来确定材料的质量[4]。

现今，我国对检测技术进行了改善，采用水泥稳定基层材料中最佳含水率和最大密实度的检测来衡定材料的质量。根据这两者之间的内在关系，还能通过控制材料成分的最佳含水率和最大密实度来达到调整材料比例，使其满足公路工程施工质量要求标准的目的[5]。

施工前设计阶段的材料检测主要是通过以下环节实现：首先在施工现场选取需要进行检测的水泥样本，将水泥样本的水泥剂量作为分组标准。在水泥剂量3～5％之间选取不同程度剂量的水泥样本4～5组。将这几组水泥样本分别等分为13个相同的水泥样品。并对每组的水泥样品采用击实法[6]获取样本最佳含水率数据。得到最佳含水率相关数据后根据相关要求进行材料试验样品的制备。制备完成后的样品在标准温度20℃的条件下进行培养，并用塑料薄膜进行包裹放置。6d后选取满足质量标准的样品进行无侧限抗压强度的测试。当其无侧限抗压强度满足不小于3.0MPa时，即为抗压性能和稳定性满足的样品。

例如某地区在其公路改造建设过程中对水泥稳定基层材料采用此方法检测，在样品试验后得到水泥剂量4.5％，最大干密度2.33g/cm3，最佳含水率为4.70％，根据无侧限抗压强度测试得到该材料抗压强度为3.11MPa，满足材料使用质量标准要求。

3　施工中的水泥稳定基层材料的检测

进行了材料配比的检测后，对于在公路建设工程场地的材料在施工前也要进行检测。检测技术主要包括混合材料含水率、水泥剂量的检测，最后还要配合工程筛分的检测。满足相关标准的水泥稳定基层混合材料才能投入使用。

3.1水泥稳定基层材料含水率的检测

对于水泥稳定基层材料含水率的检测通常采用酒精检测技术。酒精检测技术先是测量蒸发器皿的净重，测量的蒸发器皿必须保持干净无杂质。其次，将采集到样品加入到蒸发器皿中获得两者的重量数据。然后往蒸发器皿试样中加入酒精，不断地对试样进行加热蒸发，最后再称取样品与器皿的重量获取重量数据。根据这三个重量数据进行相关求解，得到材料混合物的含水率。含水率的确定以最佳含水率的1％为标准。满足该标准的即为质量合格的材料。

水泥稳定基层材料含水率一般由施工环境的温度和人员技术因素影响。材料含水率对材料质量有着重要影响。含水率过低会导致混合材料硬化，无法实现充分压实影响材料的承载强度。而含水率过高会引起材料翻浆，对混合材料质量产生影响。因此在施工中需要对水泥稳定基层材料的含水率进行充分检测。

3.2水泥剂量的检测

对于施工场地混合材料水泥剂量的检测一般采用EDTA滴定检测方法。具体实施步骤为采集1000g的混合材料样品，放入反应器皿中（一般采用陶瓷器皿）。往样品中加入浓度10％的氯化铵2000ml进行搅拌。充分混合反应后将混合物静置4min，利用滴管吸取混合液上层液体10ml放入另一器皿，并在器皿加入钙红指示剂。等指示剂在混合液中彻底融化，混合液整体呈红色，此时开始进行EDTA二纳的标准溶液滴定检测。逐滴向溶液中滴加EDTA二纳试剂直至混合液呈纯蓝色为止。根据过程中EDTA二纳的滴定量，从EDTA标准曲线中查找对应的水泥剂量，即可得出该水泥稳定基层施工材料的水泥剂量。当混合材料中测得的水泥剂量高于或者等于水泥用量的1％即为质量合格；如果水泥剂量低于水泥用量的1％则材料质量不合格。

3.3筛分检测

对于水泥稳定基层材料的筛分一般采用四分法。先将混合材料进行烘干，取烘干后的样品使用标准筛进行筛分试验，获取最终的累计筛分数据和分级筛分数据，并与标准规定值进行比较，得到样品的质量标准是否合格。如果样品检测得到的筛分尺寸超过规定的标准值，则该混合材料不合格。

4　施工结束后的成品检测

在施工完成后还需要对完工后的成品进行无侧限抗压强度检测和现场取芯检测。

4.1无侧限抗压强度检测

无侧限抗压强度的检测样本的采集一般是在施工现场进行，并对样品进行4～5组的分组采集，每组中包括13个样品。采集后的样品需要及时送入实验室，对试件进行标准养护7d。标准养护结束将样品在水中静置1h后开始无侧限抗压强度的检测。对每组样品进行无侧限抗压强度检测后得到相关数据，并对数据进行整合处理得到样品的综合无侧限抗压强度。当试验水泥稳定基层综合强度高于规范值3.00MPa时则为合格。例如某公路路段水泥稳定基层强度测试结果为3.11MPa高于规范要求的3.00MPa，则该路段水泥稳定基层建造质量符合标准。

4.2现场取芯检测

现场取芯检测是通过塑料水管，利用取芯机在水泥稳定基层中抽取出一部分的芯样进行观察检测。芯样取出后通常放置7d左右即可对芯样进行观察检测，如果取得的芯样检测出问题，则该公路路段的水泥稳定基层质量也就存在问题。例如如果芯样出现裂缝且分布较多，则该公路施工路段的水泥材料可能存在含水率过大的问题；如果芯样出现松散或呈蜂窝状，则该公路施工路段的水泥材料可能存在含水率过低的问题。

4.3水泥基层稳定材料检测的实例说明

某市三期B标市政工程，水泥稳定砂石基层采用粗粒式稳定碎石，碎石10～30mm，石屑0～10mm，粗砂0～5mm，集料塑性指数为6.4，液限24.7％，施工配比设计中各集料的比例为碎石：石屑：砂=50：35：15，合成级配满足《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）的相关要求，集料压碎值为22.6％，稳定剂为P.C32.5硅酸盐水泥，5％水泥剂量的稳定碎石击实试验结果：ω0为6.0％，ρdmax为2.29g/cm3。水泥基层材料共设计4种不同的集料情况，通过对4种不同方式配制而成的试样进行EDTA试验，筛选出合适的材料。根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》EDTA滴定法要求，通过将3000g混合料过4.75mm筛，然后再从过筛后的试样中取两份各300g滴定。试验结果发现3#标准曲线滴定的水泥剂量的平均值偏低，但是变异系数小；2#标准曲线滴定的水泥剂量的平均值稍大，同时变异系数大，这是因为过4.75mm筛后取样时能够保证试样比较一致。因此认为按照3#标准曲线的试验方法可行。因此，工业区三期B标市政工程采用3#标准曲线的试验方法进行水泥基层材料检测控制，检测包括标准曲线和EDTA，根据EDTA试验检查施工当天每段时间的水泥剂量是否达到基层配合比设计要求，如果检测出来的水泥用量偏高，需要减少拌和机水泥出量，一般采用转速控制水泥量；否则，调高转速，直到水泥剂量在4.5～5.5％之间。根据《公路路面基层施工技术规范》的要求，以6d保湿，浸水24h后无侧限抗压强度进行检测。同时基层施工的龄期为7～10d时，应能取出完整率达到80％以上的芯样，这样的基层才合格。从已施工的下基层交验情况看，无侧限抗压强度达到4.8～5.2MPa，芯样完整率基本上达到80～90％，基层裂缝少，说明该路段水泥基层材料得到合理控制，水泥稳定砂石基层质量得到保障。

5　结束语

综上所述，水泥稳定基层的质量关系着公路路段的施工质量和公路畅通运行与否。因此，对于水泥稳定基层的材料质量进行检测，选用质量合乎标准的材料进行施工具有重要意义。对于水泥稳定基层的材料质量进行检测不仅包括了施工前对配比设计中的材料进行检测，以确定材料的配比设计是否满足公路基层建设所需。还包括对施工过程中的混合材料进行检测，避免施工过程中由于诸多因素影响造成材料质量变差，导致公路工程的质量问题。同样还包括对施工完成后的材料进行检测。对水泥稳定基层材料的检测技术探究，有助于公路建设事业的高效开展和公路建设项目质量的保障。

[1]宋云连，任黄，林敏，等.早强水泥稳定基层材料的早期强度试验研究[J].建材世界，2014，10（12）：6～8.

[2]刘小明，徐林荣，黄幼民，等.石棉尾矿高速公路水稳基层材料的研究[J].公路工程，2010，35（5）：44～47.

[3]艾小青，王庆祝，艾小飞，等.用爆花石铺筑路面水泥稳定基层的探讨[J].中外公路，2010，26（1）：67～69.

[4]魏华，邓晓青，蒋曦，等.水泥稳定建筑垃圾粒料基层施工技术及应用[J].筑路机械与施工机械化，2013，30（1）：58～60.

[5]周瑶萍.浅谈路面水稳基层材料检测[J].商品与质量·学术观察，2013，4 （7）：237～238.

[6]班志刚.浅议公路工程的土和路面基层材料试验检测[J].城市建设理论研究，2012，10（12）：32～33.

U414

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1673-0038（2015）10-0086-02

2015-2-22