水泥穩(wěn)定土彎沉值和壓實度關(guān)系探討

摘要：水泥穩(wěn)定土由于工程造價低、力學性能好，廣泛應(yīng)用于公路工程底基層中。目前水泥穩(wěn)定土的檢測方法是環(huán)刀法，該方法是一種有損檢測方法，會破壞原有的路面結(jié)構(gòu)。文章以環(huán)湖路改建工程項目為依托，探求彎沉值和壓實度之間的關(guān)系，為無損檢測提供理論和數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定土；彎沉值；壓實度；公路工程底基層；環(huán)刀法；道路改建工程 文獻標識碼：A

中圖分類號：U416 文章編號：1009-2374（2015）23-0107-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.055

現(xiàn)在的施工過程通常是采用環(huán)刀法檢測水泥穩(wěn)定土的壓實度，但是其檢測方法是有損檢測，會對路基的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，而且存在檢測用時較長、實驗數(shù)據(jù)結(jié)果不穩(wěn)定、實驗數(shù)據(jù)與檢測人員的技術(shù)水平有很大的關(guān)系等方面的缺點，因此工程需要一種能快速檢測壓實度的方法。

1 工程背景

信陽市浉河區(qū)環(huán)湖路譚家河街至G312道路改建工程是規(guī)劃的省道S338線的重要組成部分，也是貫通浉河區(qū)南北的公路大動脈，全線在浉河區(qū)境內(nèi)，南起譚家河鄉(xiāng)（起點樁號：K0+000），向北沿X040線依次跨越馬家畈河，經(jīng)過龍?zhí)洞濉负痈坂l(xiāng)、桃園村、董家河鎮(zhèn)、駝店村、吳家店鎮(zhèn)，止于與G312線交叉處（終點樁號：K47+900），路線全長47.9km。浉河港街道寬度為7m，坡度起伏過大，街道西端獅子口漫水橋跨徑過小，橋頭兩側(cè)地形復(fù)雜，不滿足二級路的技術(shù)指標，根據(jù)項目組技術(shù)人員的現(xiàn)場勘測資料，本次改建工程路線向東改出街道，改線段樁號K19+200～K20+280，長度共計1.08km。其中在樁號K19+200～K20+160處需要侵占部分魚塘，需要做路基處理和邊坡防護，本段采用水泥穩(wěn)定土提高基層的承載力。

2 水泥穩(wěn)定土簡介

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，越來越多的各等級公路被投入到建設(shè)施工之中。河南省信陽市地處大別山北麓、淮河上游，處于亞熱帶和暖溫帶的過渡地帶，多山多水，工程所處的地理環(huán)境非常復(fù)雜。本次環(huán)湖路譚家河街至G312道路改建工程樁號K19+200-K20+160段地質(zhì)條件很差，土基的承載力不足，不能直接做公路底基層。水泥穩(wěn)定土具有工程造價低廉、就近取材方便、水穩(wěn)定性和抗沖刷能力強等方面的優(yōu)點，被大規(guī)模應(yīng)用于公路底基層。水泥穩(wěn)定土的施工方法是把土、水泥和水按一定比例拌和均勻后，碾壓養(yǎng)護成穩(wěn)定的板體結(jié)構(gòu)。碾壓質(zhì)量的好壞對后期的使用有著至關(guān)重要的作用。工程上常用的檢測方法是環(huán)刀法。環(huán)刀法有很多的缺點，它是一種有損檢測方法，不能快速及時地得到水泥穩(wěn)定土的壓實度；數(shù)據(jù)離散性較大，與檢測人員的技術(shù)水平有很大的關(guān)系。綜上所述，依托本項目研究水泥穩(wěn)定土的壓實度和彎沉值之間的關(guān)系，目的是希望找出一種無損檢測的方法。

3 室內(nèi)實驗

本實驗所選用水泥穩(wěn)定土的水泥劑量為4.5%。首先初步估計所選用的水泥穩(wěn)定土的最佳含水量，然后再估計最佳含水量左右選取五組不同含水量的土，在室內(nèi)通過擊實儀做擊實實驗。擊實筒的尺寸為10cm×10cm，分三層擊實，每層擊實27次，然后脫模取樣并測量其質(zhì)量，繪制Excel圖表可以得到最佳含水量為14.8%，最大干密度為1.99g/mL。具體的擊實實驗操作步驟參見實驗規(guī)范。

室內(nèi)實驗采用向一個直徑為60cm、高度為10cm的擊實筒內(nèi)填入水泥穩(wěn)定土。實驗用土必須采用2.18mm的圓孔篩篩分，然后按照4.5%的劑量添加水泥，拌和均勻后，再按最佳含水量為14.8%的需水量拌和均勻。根據(jù)公式，依次向擊實筒內(nèi)加入如表1所示的水泥穩(wěn)定土，然后用壓路面壓實，用手持式落錘彎沉儀測彎沉值。根據(jù)室內(nèi)擊實實驗可以得到本工程段的水泥穩(wěn)定土的最佳含水量為14.8%，最大干密度為1.99g/cm3，根據(jù)公式，依次向擊實筒內(nèi)加入如表1中所示質(zhì)量的水泥穩(wěn)定土，然后用壓路機壓平，就可以得到目標壓實度，用手持式落錘彎沉儀測動態(tài)彎沉值，如下表1所示：

4 實驗結(jié)果分析

從表1可以得到，彎沉會隨著壓實度的增加而逐漸減小，而且減小得越來越不明顯。分析主要原因是由于在壓實度初期，土顆粒之間空隙較大，所以彎沉會比較大。當壓實度增加時，土顆粒之間的距離減小，單位體積內(nèi)的水泥穩(wěn)定土顆粒增多，所以彎沉會變小。在壓實初期，彎沉變化較為明顯，隨著壓實度的提高，彎沉的變化越來越小，同時，R2=0.97表明壓實度與彎沉值具有較強的相關(guān)性，達到實驗的目的。

5 現(xiàn)場檢測

環(huán)湖路譚家河街至G312道路改建工程樁號K19+200～K20+160段，按最佳含水量拌和好水泥穩(wěn)定土壓實后，選取8個點作為檢測點，用手持式落錘彎沉儀測量測試點的彎沉值和用環(huán)刀法測出該點的壓實度，測試數(shù)據(jù)如表2所示。從測試結(jié)果來看，誤差在2%以內(nèi)，誤差在合理范圍以內(nèi)，所以可以得到用手持式落鐘彎沉儀來測試水泥穩(wěn)定土的彎沉值，然后根據(jù)彎沉值來反算壓實度的結(jié)論。

6 結(jié)語

水泥穩(wěn)定土由于施工方便、成本低廉、穩(wěn)定性好等方面的優(yōu)點在現(xiàn)代路基工程中的運用越來越廣泛。壓實技術(shù)直接關(guān)系到后期的使用壽命，如何在壓實過程中及時掌握壓實度直接關(guān)系到公路建成后的使用質(zhì)量。目前工程上常用的檢測方法是環(huán)刀法，這種檢測方法有很多的缺點，屬于有損檢測，會對路基的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞；檢測周期較長；檢測數(shù)據(jù)的離散性較大，與檢測人員的技術(shù)水平有很大的關(guān)系。通過環(huán)湖路項目的實驗數(shù)據(jù)，可以得到水泥穩(wěn)定土的彎沉值和壓實度有很強的相關(guān)性，得到了可以通過測試水泥穩(wěn)定土彎沉值，然后根據(jù)彎沉值反算其壓實度的結(jié)論。手持式落鐘彎沉儀方法方便快捷，可以在碾壓過程中及時了解檢測壓實結(jié)果。

參考文獻

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作者簡介：杜光輝（1980-），男，河南信陽人，供職于信陽公路勘察設(shè)計院，研究方向：路橋。

（責任編輯：黃銀芳）endprint