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摘要：水稳碎石层因其材料来源广泛、强度适中、稳定性好，已广泛应用于高等级公路基层施工中，但为了确保施工质量，需要严格的试验检测控制。故此，本文分析并探讨了施工中的主要试验项目的检测方法及注意事项。
关键词：水泥稳定碎石基层；试验；检测
在我国公路建设中，特别是高等级公路建设中较多地采用水稳碎石层作为路面的承重层。水稳碎石层是水泥稳定碎石基层的简称，它是一种介于刚性基层与柔性基层之间的半刚性基层，具有刚度适中、荷载扩散能力较好、整体性较强、修建成本较低等特点。然而，作为半刚性基层的水稳碎石层没有自愈修复能力，如果施工质量控制不好，例如沥青路面基层如果出现裂缝将会反射到路面而形成反射裂缝，导致路面早期损坏。因此，通过试验检测对施工质量进行控制是非常重要的，本文借此对相关内容进行了分析和探讨。
1 水稳碎石层质量检测的目的和意义
水稳碎石层是由水泥、粗细集料和水拌合的混合料经过运输、摊铺、压实、养生而成，其质量控制的最终目标是获得强度稳定性好、收缩变形小、无裂缝的基层，而施工中的变异性如水泥剂量波动、级配改变、含水量变化、压实度差异等对水稳碎石层的质量都有影响。据相关研究[1]，影响7d无侧限压抗压强度及90d劈裂强度的影响因素依次为水泥剂量、集料级配、压实度和含水量；影响干缩应变和干缩系数的影响因素依次为水泥剂量、集料级配、失水率和暴露时间。另外，工程上一般不直接以水泥的凝结时间进行施工时间控制，而引入了延迟时间这个概念，即混合料可以达到设计强度而从加水拌合到完成碾压成型的最长时间[2]。因此，在公路水稳碎石层施工中可通过控制这些因素来确保施工质量。
2 水稳碎石层试验检测方法与注意事项
2.1 水泥剂量检测
水泥剂量是影响强度和干缩性能最显著的因素，灰剂量偏高虽然有利于强度，但干缩性能不好，基层容易开裂；而灰剂量不够则无法达到设计强度。根据水泥情况，一般水稳碎石层的设计灰剂量在3%～6%。检测频次一般按每2000m2不少于6个试样或每台拌合机每日至少取6个试样，质量要求为不超过设计剂量的±0.5%。试验方法应按照JTG E51-2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》T 0809-2009规定的EDTA滴定法操作。但应注意以下细节。
2.1.1 试剂配制
配制10%氯化铵溶液时不要久放，最好当前配当天用完，因为氯化铵容易分解、挥发，久存浓度降低会影响试验精度。
2.1.2 滴定细节的把握
滴定时搅拌的速度、力度应每次相同，速度控制在2～3滴/秒，摇动力度适中。如果摇动太大力了，不仅手容易疲倦，而且无法做到速度始终如一。有人[3]试验过力度过大时EDTA消耗量比力度小时少0.3ml，相当于灰剂量小0.2%～0.3%。另外，钙红指示剂加入量要适宜，大约用药匙取出黄豆粒大小（约0.2g），量过大时终点变色的界线不明显，误差较大。
2.1.3 标准曲线的运用
标准曲线是用来检测水泥剂量的曲线，如图1（a）所示。图中横坐标为水泥剂量，纵坐标为EDTA二钠的消耗量。但应注意以下两个问题：
图1 标准曲线的运用
（1）制样问题。图1中1#样为按设计配合比混合集料，不过筛，直接加入水泥、水制成的样品；2#样为按设计配合比制成湿混合料，过4.75mm筛后取样；3#为按设计配合比制成干混合料，过2.36mm筛后加水制样。1#样水泥无损失，但如果集料颗粒较大，而按标准取样（300g）偏少时会产生较大误差；2#样湿过筛后，细集料相对粗集料粘附水泥更多，所以水泥剂量偏大，EDTA消耗量偏多；3#样由于干过筛，粗颗粒集料几乎不吸附水泥，所以水泥剂量最高，EDTA消耗量也最大。综合1#～3#样试验结果，1#样虽然水泥剂量最准确，但实际取样受集料颗粒变异和取样量少的影响，比较难把握，3#样明显偏差太大，采用2#样标定尽管也存在偏差，然而受人为因素影响小，可操作性较强，可考虑采用。当然，按T 0809-2009水稳中、粗粒土取1000g样，加入10%氯化铵溶液2000mL进行试验也是可行的，但是氯化铵用量太大，搅拌非常费劲。
（2）水稳碎石龄期的影响。水泥一旦与水混合，就会发生水化反应，随着龄期的延长，灰剂量逐步下降。图1（b）是反应龄期与EDTA消耗量的关系，4#、5#、6#的灰剂量分别为4%、5%、6%。可见，反应龄期的影响是非常顯著的，因此施工检测应在路拌后尽快试验，最迟也不应超过水泥终凝时间（12h），否则就需要采用对应龄期的EDTA标准曲线。
2.2 集料级配检测
集料级配的影响仅次于灰剂量，混合料一般按骨架密实型进行设计，级配变异不仅影响最大干密度，对强度、干缩性能也有明显影响。级配检测每2000m2一次，或者每台拌合机每日至少1次。一般在拌合前的传送带上取出1m长的集料，采用四分法缩样后烘干、称重、筛分。根据集料粒度多采用31.5mm、26.5mm、19mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、0.075mm等孔径的筛子，质量要求一般在设计级配范围的±5%～±2%内。级配若超过设计偏差范围，必须进行调整。
2.3 含水量检测
2.3.1 影响分析
如果含水量不足，混合料难于压实并结成板状整体，强度难于发挥；含水量太多，混合料碾压后出浆，也不利于压实，而且干缩大，容易产生裂缝。另外，原料的含水量与天气有着密切的关系，干燥或刮风天气含水量较低，雨季则含水量较高。在夏季高温天气施工，水分蒸发快，混合料的水分应比设计水分略高。
2.3.2 试验方法
检测含水量的方法有烘干法、砂浴法和酒精法等几种。烘干法最为经典，也最准确，但试验时间比较长；砂浴法属快速方法，但需要砂浴设备；酒精法精度虽然不高，但操作速度快，设备要求也比砂浴法更简单，因此在施工现场获得广泛应用。含水量的检测频次没有固定要求，除碾压施工前必测外，生产过程中只要发现异常都应随时抽样检测，每次应抽3个试样取平均值。根据原材料含水量及天气情况，通常控制混合料含水量与最佳含水量的偏差在-0.5%～+2.0%。具体操作应按T 0803-1994中的中粒土（300g）或粗粒土（2000g）的方法进行。酒精燃烧次数一般2～3次。当对试验结果有疑问时，应采用烘干法进行复核。
关键词：水泥稳定碎石基层；试验；检测
在我国公路建设中，特别是高等级公路建设中较多地采用水稳碎石层作为路面的承重层。水稳碎石层是水泥稳定碎石基层的简称，它是一种介于刚性基层与柔性基层之间的半刚性基层，具有刚度适中、荷载扩散能力较好、整体性较强、修建成本较低等特点。然而，作为半刚性基层的水稳碎石层没有自愈修复能力，如果施工质量控制不好，例如沥青路面基层如果出现裂缝将会反射到路面而形成反射裂缝，导致路面早期损坏。因此，通过试验检测对施工质量进行控制是非常重要的，本文借此对相关内容进行了分析和探讨。
1 水稳碎石层质量检测的目的和意义
水稳碎石层是由水泥、粗细集料和水拌合的混合料经过运输、摊铺、压实、养生而成，其质量控制的最终目标是获得强度稳定性好、收缩变形小、无裂缝的基层，而施工中的变异性如水泥剂量波动、级配改变、含水量变化、压实度差异等对水稳碎石层的质量都有影响。据相关研究[1]，影响7d无侧限压抗压强度及90d劈裂强度的影响因素依次为水泥剂量、集料级配、压实度和含水量；影响干缩应变和干缩系数的影响因素依次为水泥剂量、集料级配、失水率和暴露时间。另外，工程上一般不直接以水泥的凝结时间进行施工时间控制，而引入了延迟时间这个概念，即混合料可以达到设计强度而从加水拌合到完成碾压成型的最长时间[2]。因此，在公路水稳碎石层施工中可通过控制这些因素来确保施工质量。
2 水稳碎石层试验检测方法与注意事项
2.1 水泥剂量检测
水泥剂量是影响强度和干缩性能最显著的因素，灰剂量偏高虽然有利于强度，但干缩性能不好，基层容易开裂；而灰剂量不够则无法达到设计强度。根据水泥情况，一般水稳碎石层的设计灰剂量在3%～6%。检测频次一般按每2000m2不少于6个试样或每台拌合机每日至少取6个试样，质量要求为不超过设计剂量的±0.5%。试验方法应按照JTG E51-2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》T 0809-2009规定的EDTA滴定法操作。但应注意以下细节。
2.1.1 试剂配制
配制10%氯化铵溶液时不要久放，最好当前配当天用完，因为氯化铵容易分解、挥发，久存浓度降低会影响试验精度。
2.1.2 滴定细节的把握
滴定时搅拌的速度、力度应每次相同，速度控制在2～3滴/秒，摇动力度适中。如果摇动太大力了，不仅手容易疲倦，而且无法做到速度始终如一。有人[3]试验过力度过大时EDTA消耗量比力度小时少0.3ml，相当于灰剂量小0.2%～0.3%。另外，钙红指示剂加入量要适宜，大约用药匙取出黄豆粒大小（约0.2g），量过大时终点变色的界线不明显，误差较大。
2.1.3 标准曲线的运用
标准曲线是用来检测水泥剂量的曲线，如图1（a）所示。图中横坐标为水泥剂量，纵坐标为EDTA二钠的消耗量。但应注意以下两个问题：
图1 标准曲线的运用
（1）制样问题。图1中1#样为按设计配合比混合集料，不过筛，直接加入水泥、水制成的样品；2#样为按设计配合比制成湿混合料，过4.75mm筛后取样；3#为按设计配合比制成干混合料，过2.36mm筛后加水制样。1#样水泥无损失，但如果集料颗粒较大，而按标准取样（300g）偏少时会产生较大误差；2#样湿过筛后，细集料相对粗集料粘附水泥更多，所以水泥剂量偏大，EDTA消耗量偏多；3#样由于干过筛，粗颗粒集料几乎不吸附水泥，所以水泥剂量最高，EDTA消耗量也最大。综合1#～3#样试验结果，1#样虽然水泥剂量最准确，但实际取样受集料颗粒变异和取样量少的影响，比较难把握，3#样明显偏差太大，采用2#样标定尽管也存在偏差，然而受人为因素影响小，可操作性较强，可考虑采用。当然，按T 0809-2009水稳中、粗粒土取1000g样，加入10%氯化铵溶液2000mL进行试验也是可行的，但是氯化铵用量太大，搅拌非常费劲。
（2）水稳碎石龄期的影响。水泥一旦与水混合，就会发生水化反应，随着龄期的延长，灰剂量逐步下降。图1（b）是反应龄期与EDTA消耗量的关系，4#、5#、6#的灰剂量分别为4%、5%、6%。可见，反应龄期的影响是非常顯著的，因此施工检测应在路拌后尽快试验，最迟也不应超过水泥终凝时间（12h），否则就需要采用对应龄期的EDTA标准曲线。
2.2 集料级配检测
集料级配的影响仅次于灰剂量，混合料一般按骨架密实型进行设计，级配变异不仅影响最大干密度，对强度、干缩性能也有明显影响。级配检测每2000m2一次，或者每台拌合机每日至少1次。一般在拌合前的传送带上取出1m长的集料，采用四分法缩样后烘干、称重、筛分。根据集料粒度多采用31.5mm、26.5mm、19mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、0.075mm等孔径的筛子，质量要求一般在设计级配范围的±5%～±2%内。级配若超过设计偏差范围，必须进行调整。
2.3 含水量检测
2.3.1 影响分析
如果含水量不足，混合料难于压实并结成板状整体，强度难于发挥；含水量太多，混合料碾压后出浆，也不利于压实，而且干缩大，容易产生裂缝。另外，原料的含水量与天气有着密切的关系，干燥或刮风天气含水量较低，雨季则含水量较高。在夏季高温天气施工，水分蒸发快，混合料的水分应比设计水分略高。
2.3.2 试验方法
检测含水量的方法有烘干法、砂浴法和酒精法等几种。烘干法最为经典，也最准确，但试验时间比较长；砂浴法属快速方法，但需要砂浴设备；酒精法精度虽然不高，但操作速度快，设备要求也比砂浴法更简单，因此在施工现场获得广泛应用。含水量的检测频次没有固定要求，除碾压施工前必测外，生产过程中只要发现异常都应随时抽样检测，每次应抽3个试样取平均值。根据原材料含水量及天气情况，通常控制混合料含水量与最佳含水量的偏差在-0.5%～+2.0%。具体操作应按T 0803-1994中的中粒土（300g）或粗粒土（2000g）的方法进行。酒精燃烧次数一般2～3次。当对试验结果有疑问时，应采用烘干法进行复核。