合理确定水泥稳定土施工最大干密度方法探究
时间：2021-01-09 08:01:08 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
[摘 要]施工过程中各种因素延长了水泥稳定土从加水到碾压成型的时间，通过实践表明，延迟时间对水泥稳定土强度和干密度有明显影响，延迟时间愈长，水泥稳定土干密度和强度与标准试验差异越大。本文通过控制施工过程水泥稳定土延迟时间试验来确定水泥稳定土的最大干密度，达到控制现场压实度，反映较为真实的无侧限抗压强度。
[关键词]合理 确定 水泥稳定土 最大干密度
中图分类号：TE470 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）22-0381-01
一、前言
水泥稳定土特别是稳定粒料作为半刚性基层结构，因其明显的经济性、良好的板体性和较高的承载能力，越来越多的在公路工程建设中得到广泛的应用。为了实现路面结构在全寿命周期内使用性能，必须做好水泥稳定土配合比设计，合理确定出水泥稳定土最大干密度，从而达到控制基层质量的两个重要技术指标：无侧限抗压强度和压实度。
二、水泥稳定土最大干密度的初次确定
按照矿质混合料的组成设计方法和JTG E51-2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中T0804-1994和T0805-1994的试验方法，对所取原材料进行击实试验和无侧限强度试验。试验过程中严格按照试验规程操作，从水泥加水拌和到试验完毕，整个过程必须在1h内完成，然后根据试验结果，确定水泥与粒料的最佳比例及最大干密度和最佳含水量。
三、现场实施存在的问题及原因分析
根据初次确定的配合比，试铺试验段验证和检测得知：一方面是现场无论压路机如何组合增加压实功都达不到设计要求的压实度，另一方面根据最大干密度制件所得的无侧限抗压强度却远远超出设计强度值。
通过对安岚公路、平镇公路现场施工测定，经分析认为：初次确定的水泥稳定土的配合比是按照JTG E51-2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中的试验方法，在无延迟时间（即1h内完成的试验）的状况下确定的最大干密度和最佳含水量。而施工现场，从加水泥拌和到碾压完毕，均在3h左右完成。经测定与初次试验确定的结果差异较大，不能真实反映现场的施工质量，而延迟时间是形成这一差异的直接原因。由于水泥遇水就要开始水化作用，从加水拌和到进行击实试验间隔的时间愈长，水泥的水化作用和结硬程度就愈大，在碾压工序未完成前已经开始水化作用，它会影响水泥混合料所能达到的密实度，并导致强度降低，且间隔时间愈长，影响愈大。这也印证了施工技术规范中指出的延迟时间4h，水泥稳定混合料所能达到的干密度仅为无延迟时间的92%，其无侧限抗压强度比无延迟时间强度降低60%左右这一结果。
通过对水泥稳定粒料施工现场实际分析：必须根据现场施工条件进行修正，通过不同的延迟时间对应的水泥用量和干密度，最终选定施工的最大干密度。即通过确定水泥稳定粒料从加水起至碾压成型的时间，求得满足规范或设计要求的强度、密实度的施工时间范围，即水泥稳定土混合料在最长时间内达到设计强度要求的时间。
四、施工中水稳混合料延迟时间的确定
水泥稳定混合料从加水拌和到现场碾压成型，在整个过程中需要较长时间，施工中可能出运输车辆、施工机械短时间内故障或交通不畅等各种因素造成的时间延误，延迟时间达到一定程度时，混合料的压实度及无侧限抗压强度将会受到严重影响，因而合理的延迟时间受水泥剂量、水泥凝结时间、气候等因素的影响，需要通过试验确定。在《公路路面基层施工技术规范》3.1.7（8）款中要求水泥稳定土施工时必须严密组织，采用流水作业法施工，尽可能缩短从加水拌和到碾压终了的延迟时间，此时间不应超过3～4h，并应短于水泥的终凝时间。采用集中厂拌法施工时，延迟时间不应超过2h。”， 3.4.12（6）款要求“经过拌和、整形的水泥稳定土，宜在水泥初凝前并应应在试验确定的延迟时间内完成碾压，达到要求的密实度。”。为了合理确定延迟时间，依据《公路路面基层施工技术规范》3.7.2款的规定：在水泥稳定土施工前必须做延迟时间对混合料强度影响的试验，并通过试验确定施工过程中应控制的延迟时间。
因路面基层施工技术规范和无机结合料试验规程都没有提供标准的延迟时间的试验方法和步骤，本人通过直接从事的试验检测工作，结合完成的工程项目作了一些探索和研究，认为以下方法能基本解决这一问题：
1、依据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》要求进行无延迟时间的击实试验和无侧限抗压强度试验，依据强度满足要求和经济性考虑，选择水泥与土的最佳配合比。
2、以初次确定的水泥与土的最佳配合比，按照击实试验的方法矿料预加水进行浸润，从水泥加入浸润的矿料算起，分别按延迟时间为2h、3h、4h、5h时间段内进行击实试验，得到不同延迟时间的最大干密度和最佳含水量；
3、分别做不同延迟时间的无侧限抗压强度试验（延迟时间、含水量应与击实延迟时间、含水量一致）。制件采用的干密度是对应延迟时间击实所得最大干密度乘以规定的压实度；
4、试件经标准养生后得到各个延迟时间段的无侧限抗压强度值；
5、分别绘制干密度及无侧限强度与延迟时间关系图，以不同延迟时间的7天无侧限抗压强度满足R平均≥Rd/（1-Za*Cv）的原则，结合延迟时间宜小于水泥的初凝时间，并考虑施工中富余强度的要求，从关系图中找出允许的延迟时间段，综合确定水泥稳定土配合比的延迟时间及延迟时间所对应的最大干密度、最佳含水量。在施工中，应对延迟时间进行严格控制，如果最佳水泥剂量的不同延迟时间的7天无侧限抗压强度不能满足要求，哪么确定的水泥剂量就不是最佳的，这时，就应增加水泥剂量，重复上述1、2、3、4的试验过程。
五、水泥稳定土最大干密度的合理确定
根据不同延迟时间的试验检测结果，依照以下三个原则确定延迟时间对应的最大干密度和最佳含水量。第一原则，延迟时间的无侧限抗压强度必须满足要求；第二原则，延迟时间宜小于水泥的初凝时间；第三原则，都满足的前提下，最大干密度选低一点，压实度易达到规范或设计要求，这样也可以降低施工难度。因此在配合比设计时，应尽量符合施工现场情况，如此，才能正确指导施工，真实可靠的反映施工质量。
六、结束语
综上所述，用无延遲时间所确定的最大干密度来检测施工过程中延迟时间内的压实度、无侧限抗压强度，显然是不合理的。所以，配合比的最终结果，应是根据实际施工中延迟时间对应的无侧限抗压强度确定的最大干密度和最佳含水量。通过现场试验得出：延迟时间越长，混合料的强度和最大干密度的损失就越大，而且水泥稳定土的强度降低越快，7天后钻芯将很难取出完整的芯样。所以在施工过程中应严格控制施工的延迟时间。只有这样，才能准确的控制现场压实度，并反映较为真实的无侧限抗压强度，使强度与压实度协调统一，正确指导施工。
参考文献
[1] 交通部行业标准.《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51-2009）；
[2] 交通部行业标准.《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）.
作者简介
胡鹏，男，陕西岚皋，1973年9月出生，安康公路管理局岚皋公路管理段，工程师，主要从事公路工程管理和施工。
