公路工程水穩(wěn)基層試驗(yàn)檢測技術(shù)分析

陳 鑫

（華設(shè)檢測科技有限公司寧夏分公司，寧夏 銀川 750001）

水穩(wěn)基層試驗(yàn)檢測技術(shù)是指通過一系列的試驗(yàn)和檢測手段，對水穩(wěn)基層的性能進(jìn)行評估和監(jiān)測的技術(shù)方法。這些技術(shù)包括試驗(yàn)樣品的制備、試驗(yàn)參數(shù)的確定、試驗(yàn)設(shè)備的選擇和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析等方面。通過這些技術(shù)的應(yīng)用，可以對水穩(wěn)基層的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、密實(shí)度和耐久性等關(guān)鍵性能進(jìn)行準(zhǔn)確的評估，為公路工程的設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。隨著公路工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大和技術(shù)的不斷進(jìn)步，水穩(wěn)基層試驗(yàn)檢測技術(shù)也在不斷發(fā)展和完善?，F(xiàn)代化的試驗(yàn)設(shè)備和先進(jìn)的試驗(yàn)方法使得水穩(wěn)基層的性能評估更加準(zhǔn)確和可靠，同時(shí)，隨著對環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的重視，水穩(wěn)基層試驗(yàn)檢測技術(shù)也在不斷追求更加環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的方法，以減少對環(huán)境的影響和資源的浪費(fèi)。

1 水穩(wěn)基層概述

水穩(wěn)基層是指通過合理配合不同級別的礦渣、碎石、礫石以及適量的水泥、穩(wěn)定劑等材料，在現(xiàn)場經(jīng)過一系列的工藝處理后形成的具有一定強(qiáng)度和穩(wěn)定性的平整層面。水穩(wěn)基層的主要功能包括以下幾個(gè)方面。

（1）承載能力：水穩(wěn)基層能夠承受車輛荷載和交通往來帶來的沖擊與振動(dòng)，分散荷載，保證道路的正常使用，減少路面變形。（2）分散應(yīng)力：水穩(wěn)基層能夠均勻分散上層結(jié)構(gòu)的應(yīng)力，減少應(yīng)力集中，提高路面的整體受力能力。（3）防止水分滲透：水穩(wěn)基層可以有效阻止地下水分的滲透，從而保證路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。（4）保證道路平整度：水穩(wěn)基層能夠提供一個(gè)平整的路面，增加行車的舒適度和安全性。

水穩(wěn)基層的施工步驟一般包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

（1）原料篩選與加工：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇合適的礦渣、碎石、礫石等原料，并進(jìn)行篩選和加工，保證原料的質(zhì)量和粒徑分布符合規(guī)范要求。（2）配合比確定：根據(jù)不同路段的荷載特點(diǎn)、地質(zhì)條件和氣候水文條件，確定合理的配合比，保證水穩(wěn)基層的力學(xué)性能和穩(wěn)定性。（3）攪拌與混合：將原料按照一定比例投入拌合站，經(jīng)過拌合設(shè)備進(jìn)行混合，使各組分均勻分散，確保材料的充實(shí)和混合效果。（4）整平與壓實(shí)：將混合好的材料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，通過攤鋪機(jī)械進(jìn)行整平，然后利用壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，使基層具有一定的密實(shí)度和充實(shí)度。（5）養(yǎng)護(hù)與檢驗(yàn)：在基層完成施工后，進(jìn)行一定的養(yǎng)護(hù)保養(yǎng)，以保證基層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，同時(shí)，對基層進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，檢測其物理性能和力學(xué)性能是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求[1]。

2 水穩(wěn)基層試驗(yàn)檢測技術(shù)

2.1 水泥穩(wěn)定混合料級配控制

首先，試驗(yàn)檢測人員需要根據(jù)工程要求和使用環(huán)境，確定水泥穩(wěn)定混合料的設(shè)計(jì)級配曲線，其中，要考慮到材料來源、材料種類、粒徑范圍和摻配比例等因素。設(shè)計(jì)級配曲線應(yīng)該能夠滿足基層的力學(xué)性能要求，并且在實(shí)際生產(chǎn)中易于操作和控制。在實(shí)際生產(chǎn)中，需要對粗集料、細(xì)集料等原材料進(jìn)行篩分，通過篩分，可以將原材料分為不同粒徑的級配系列，并依據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行混合，確?；旌狭系馁|(zhì)量和性能。對于不同的原材料和設(shè)計(jì)要求，摻配比例也是不同的，因此，在生產(chǎn)過程中，需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求和原材料實(shí)際情況，制定合理的摻配比例控制方案。通常情況下，可以通過加水量和拌合時(shí)間控制混合料的含水量和均勻程度，從而達(dá)到理想的混合效果，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，有時(shí)會發(fā)現(xiàn)原材料粒徑變化較大，導(dǎo)致混合料質(zhì)量和性能不達(dá)標(biāo)，這時(shí)候就需要對摻配比例進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)整，調(diào)整時(shí)，應(yīng)根據(jù)已有試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行合理的調(diào)整，并及時(shí)做好記錄以備后續(xù)參考和改進(jìn)。

2.2 含水量試驗(yàn)檢測

準(zhǔn)備試驗(yàn)設(shè)備，包括電子天平、烘箱、塑料袋、烘盤等。從現(xiàn)場取得代表性的基層材料樣品，并將其保存在塑料袋中，以防止樣品中的水分損失。將采集到的基層材料樣品進(jìn)行分散拌合，使其顆粒尺寸均勻，首先，在電子天平上精確稱量樣品的質(zhì)量，記錄下質(zhì)量數(shù)值，并標(biāo)記為“濕重”，將稱量后的樣品放入預(yù)熱好的烘箱中，并設(shè)置適當(dāng)?shù)臏囟群蜁r(shí)間進(jìn)行烘干處理，通常使用105℃進(jìn)行烘干，將烘干后的樣品取出，置于密封容器中，待其自然冷卻至室溫[2]。將冷卻后的樣品放在電子天平上，重新稱量其質(zhì)量。記錄下數(shù)值，并標(biāo)記為“干重”。根據(jù)以下公式計(jì)算含水量：含水量（%）=（濕重-干重）/干重×100%。

2.3 壓實(shí)度試驗(yàn)檢測

在公路工程水穩(wěn)基層試驗(yàn)檢測技術(shù)中，壓實(shí)度試驗(yàn)是評估基層材料性能的重要手段之一。通過壓實(shí)度試驗(yàn)，可以確定基層材料的密實(shí)程度，即基層材料中顆粒之間的填充程度，壓實(shí)度試驗(yàn)反映了材料的緊密程度。進(jìn)行壓實(shí)度試驗(yàn)檢測前，需要確定室內(nèi)最大干密度，首先需制備五個(gè)不同含水量的基層材料樣品，并將其置入試筒中，然后進(jìn)行擊實(shí)處理，通過測量試筒的質(zhì)量和試筒內(nèi)的基層材料質(zhì)量，可以計(jì)算出材料的濕密度，并經(jīng)過含水率試驗(yàn)計(jì)算出五個(gè)樣品中的最大干密度和最佳含水率?，F(xiàn)場通過挖坑法檢測壓實(shí)度，得到基層的濕密度，通過含水量試驗(yàn)得到基層的干密度，再與室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)得到的最大干密度進(jìn)行比較，得到了現(xiàn)場基層的壓實(shí)度。通過這些試驗(yàn)得出的壓實(shí)度參數(shù)，能夠評估基層材料的填充狀態(tài)和排水性能，對基層材料的選擇和設(shè)計(jì)具有重要意義。

2.4 水泥劑量試驗(yàn)檢測

在試驗(yàn)前需要對試驗(yàn)樣品按比例進(jìn)行制備。制備時(shí)需要將樣品干燥、分散均勻，獲得符合要求的試驗(yàn)樣品。在試驗(yàn)過程中需要對試驗(yàn)環(huán)境和試驗(yàn)條件進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，特別是影響試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確的因素，要重點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控。在試驗(yàn)中應(yīng)根據(jù)水泥類型和工程特點(diǎn)選擇摻配比例，并按照試驗(yàn)方案控制試驗(yàn)中的水泥劑量，為了獲得更加準(zhǔn)確可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)進(jìn)行多組試驗(yàn)并取平均值。試驗(yàn)結(jié)束后需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，統(tǒng)計(jì)出各組試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并綜合評價(jià)試驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確定最佳水泥劑量，以保證公路水穩(wěn)基層的穩(wěn)定性和耐久性。

2.5 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)檢測

水泥穩(wěn)定材料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度一般采用圓柱形試件，試件的高徑比一般為1:1，通過確定的最大干密度和最佳含水率來制備試件，對于水泥穩(wěn)定材料至少要制備9 個(gè)或13 個(gè)試件，根據(jù)相應(yīng)的擊實(shí)結(jié)果和混合料摻配比例，計(jì)算每個(gè)試件的質(zhì)量。試件成型時(shí)加入預(yù)定水泥和預(yù)留加水量，進(jìn)行充分拌合，分2-3 次加入試模中，并且用搗棒均勻插實(shí)，將試模放入到壓力機(jī)中，按規(guī)定的速率進(jìn)行加壓，放置一段時(shí)候后，對試模中的水泥穩(wěn)定材料試件進(jìn)行脫模，并且準(zhǔn)確稱取試件質(zhì)量和高度，不滿足試驗(yàn)要求的試件應(yīng)予以廢棄，滿足要求的試件裝入塑料袋中，放入養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)時(shí)間為7 天，在養(yǎng)護(hù)的最后一天將試件從塑料袋中取出，放入水中浸泡，待試件達(dá)到規(guī)定的浸泡時(shí)間后取出，擦干表面水分，稱取質(zhì)量，放置在路強(qiáng)儀或壓力機(jī)中進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，并且記錄破壞時(shí)的最大力，最后將破壞的試件取有代表性的樣品進(jìn)行含水量檢測。

3 公路水穩(wěn)基層施工工藝

3.1 施工準(zhǔn)備

在公路水穩(wěn)基層施工前，需要對施工現(xiàn)場進(jìn)行全面測量，包括路基寬度和高程等方面的調(diào)查，以確定施工的技術(shù)要求和合理的施工方案。測量工作主要是進(jìn)行施工現(xiàn)場的定位和標(biāo)識，確保施工的準(zhǔn)確性和精確度。根據(jù)施工方案，需進(jìn)行相關(guān)設(shè)備和材料的準(zhǔn)備，公路水穩(wěn)基層施工需要使用到攤鋪機(jī)、壓路機(jī)等大型機(jī)械設(shè)備，因此，要提前做好機(jī)械的選擇工作，并進(jìn)行設(shè)備的檢查和維護(hù)，確保機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，還需要準(zhǔn)備好水泥、粗集料、細(xì)集料等所需的材料，并提前進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，確保達(dá)到施工要求。針對施工現(xiàn)場，需要進(jìn)行合理的布置和準(zhǔn)備[3]。施工現(xiàn)場的布置要考慮到施工的順序和安全，設(shè)置工作區(qū)域和施工通道，確保施工人員和設(shè)備的安全，此外，還需要對施工現(xiàn)場進(jìn)行清理和平整，清除雜物和障礙物，確保施工的順利進(jìn)行。

3.2 拌和運(yùn)輸

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，合理選擇具有良好品質(zhì)的粗集料、細(xì)集料，并通過試驗(yàn)確定最佳摻配比例，確保拌合后的水穩(wěn)料質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。拌和過程中需要充分?jǐn)嚢?，將各類粗集料、?xì)集料均勻混合。在拌和設(shè)備中，應(yīng)設(shè)置合理的攪拌時(shí)間和攪拌速度，確保各種材料能夠充分混合并形成均勻的混合料。提高水穩(wěn)基層的穩(wěn)定性和抗剪強(qiáng)度，需要添加適量的膠凝材料和穩(wěn)定劑。膠凝材料一般采用水泥，穩(wěn)定劑可以選擇石灰、石灰石粉等，根據(jù)設(shè)計(jì)要求合理添加，并通過試驗(yàn)確定最佳摻量。運(yùn)輸過程中，要確保車輛狀況良好，避免因車輛故障導(dǎo)致水穩(wěn)混合料延誤，同時(shí)，應(yīng)注意保持運(yùn)輸車輛密閉，避免材料受潮和外界污染。為了保證運(yùn)輸過程中水穩(wěn)料的質(zhì)量，應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施。在高溫季節(jié)，可以在運(yùn)輸車輛上設(shè)置遮陽棚，降低材料溫度，避免太陽暴曬導(dǎo)致質(zhì)量變化。在施工現(xiàn)場，需要合理安排拌和料的卸料位置和時(shí)間，確保施工的連續(xù)性和效率，同時(shí)，在進(jìn)行基層鋪設(shè)時(shí)，要注意整體勻厚、均勻密實(shí)，確保水穩(wěn)基層的平整度和穩(wěn)定性。

3.3 水穩(wěn)攤鋪

在進(jìn)行攤鋪碾壓之前，必須保證底基層的平整和密實(shí)。要對底基層進(jìn)行清理，去除雜物和積存的水分。在開始攤鋪和碾壓之前，需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求調(diào)整攤鋪機(jī)和壓路機(jī)的參數(shù)，例如，根據(jù)基層的材料特性和厚度，調(diào)整攤鋪機(jī)的振動(dòng)頻率、行走速度和坡度等參數(shù)，確保攤鋪后的密實(shí)度和均勻度。用攤鋪機(jī)將預(yù)先調(diào)配好的水穩(wěn)材料均勻地鋪設(shè)在底基層上，攤鋪機(jī)應(yīng)在攤鋪過程中始終保持穩(wěn)定的速度和行進(jìn)方向，避免攤鋪過程中攤鋪不均勻，骨料離析。[4]

3.4 壓實(shí)處理

根據(jù)基層材料的特性和設(shè)計(jì)要求，選擇合適的壓路機(jī)設(shè)備。不同設(shè)備在不同材料上的作用效果有所差異，因此選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)備對于施工質(zhì)量至關(guān)重要。在進(jìn)行壓實(shí)處理之前，首先需要確?；鶎拥拿軐?shí)度，對于基層壓實(shí)處理時(shí)，應(yīng)采取分段壓實(shí)的方法，即將基層分為若干區(qū)域，在每小區(qū)域內(nèi)進(jìn)行充分的壓實(shí)處理，確保每個(gè)區(qū)域內(nèi)的密實(shí)度均勻一致，這樣可以有效避免因局部未達(dá)到要求的密實(shí)度而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定問題。根據(jù)基層材料的性質(zhì)和設(shè)計(jì)要求，合理控制壓實(shí)遍數(shù)和速度，過多的壓實(shí)次數(shù)可能導(dǎo)致基層材料過度變形或破壞，而過快的壓實(shí)速度可能無法充分壓實(shí)基層。在施工中，需特別注意道路的邊緣和接縫處的壓實(shí)處理，這些區(qū)域容易出現(xiàn)松散和空隙，需要采取相應(yīng)的加固措施，如使用手持振動(dòng)器進(jìn)行局部壓實(shí)，以保證整個(gè)道路結(jié)構(gòu)的完整性。

3.5 養(yǎng)護(hù)

在水穩(wěn)完成碾壓后，應(yīng)覆蓋土工布進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，保持碾壓完成區(qū)域的濕潤狀態(tài)，避免干燥裂縫的產(chǎn)生，在隨后的基層覆蓋養(yǎng)護(hù)中，要對水穩(wěn)基層進(jìn)行充分灑水，使其表面一直保持潮濕狀態(tài)。這樣可以讓水泥反應(yīng)完全，提高水穩(wěn)基層強(qiáng)度，并防止龜裂的發(fā)生。若養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，水穩(wěn)基層出現(xiàn)損壞、龜裂等情況，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，以保證路面平整，并延長使用壽命。在水穩(wěn)基層使用過程中，應(yīng)定期進(jìn)行清潔養(yǎng)護(hù)，清除路面上的灰塵和雜物，這樣可以防止污染、降低水穩(wěn)基層摩擦系數(shù)，保證基層的平整度和質(zhì)量。[5]

3.6 接縫處理

在進(jìn)行接縫處理前，需要對基層進(jìn)行充分的優(yōu)化處理。清理基層表面的雜物和塵土，并確保其干燥和平整，以便接下來的施工工作順利進(jìn)行。常用的接縫材料包括膠黏劑、瀝青封口劑和聚合物封閉料等。根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的材料，確保其具有良好的粘附性和彈性，能夠在不同溫度和濕度條件下保持穩(wěn)定。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和道路的使用情況，合理確定接縫的間距和深度。常見的切割方式有機(jī)械切割和熱切割兩種，根據(jù)具體情況選擇合適的方式。切割后，將接縫材料填充到接縫中，并使用專用工具將其壓實(shí)，確保材料充分填充并與基層緊密貼合。養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般為7-14 天，在此期間應(yīng)避免車輛和行人的重壓，以免損壞接縫材料。同時(shí)，對接縫進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，及時(shí)修補(bǔ)破損或老化的接縫材料，保持接縫的完整性和穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

本文重點(diǎn)介紹公路工程水穩(wěn)基層試驗(yàn)檢測技術(shù)的應(yīng)用，探討其在公路工程中的重要性和作用。通過對水穩(wěn)基層試驗(yàn)檢測技術(shù)的深入了解和研究，可以更好地掌握公路工程的質(zhì)量控制和技術(shù)要求，推動(dòng)公路工程的發(fā)展和進(jìn)步。同時(shí)，也將為相關(guān)領(lǐng)域的研究人員和工程師提供參考，以促進(jìn)公路工程水穩(wěn)基層試驗(yàn)檢測技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展。