水泥穩(wěn)定土延遲時間試驗方法探討

李新永，岳英龍

(1．煙臺平安路橋工程質(zhì)量檢測有限公司;2．煙臺職業(yè)學(xué)院)

水泥穩(wěn)定土基層施工時，在合理的施工組織設(shè)計前提下，做好水泥穩(wěn)定土配合比設(shè)計，根據(jù)施工試驗段確定的施工控制數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工，有效的控制施工質(zhì)量。而在確定試驗段施工長度時，除了根據(jù)施工季節(jié)和氣候條件、施工機(jī)械效率和數(shù)量、操作熟練程度、盡量減少接縫等因素綜合考慮的同時，還應(yīng)根據(jù)具體施工環(huán)境條件確定水泥穩(wěn)定土的延遲時間。

延遲時間指水泥穩(wěn)定土施工中，從加水拌和到碾壓完成所經(jīng)歷的時間，以及該時間段內(nèi)水泥穩(wěn)定土強(qiáng)度和干密度的變化(即從水泥穩(wěn)定土強(qiáng)度、密度從合格到不合格)，從而控制施工中碾壓完成的時間區(qū)間。延遲時間越長，水泥穩(wěn)定土的強(qiáng)度和干密度損失越大。延遲時間的長短主要取決于水泥品種和土質(zhì)。土質(zhì)一定時，終凝時間短的水泥延遲時間短，水泥穩(wěn)定土的強(qiáng)度和密度損失越大。通常，采用集中廠拌法施工時，延遲時間不應(yīng)超過2h，路拌法施工時，延遲時間不應(yīng)超過3～4h。

目前，相關(guān)施工、試驗規(guī)范對水泥穩(wěn)定土延遲時間試驗并沒有明確提出試驗方法，各單位在進(jìn)行試驗時，方法各異，理解、重視程度也不盡相同。本文根據(jù)個人的理解，探索性的提出水泥穩(wěn)定土延遲時間的試驗方法。

水泥穩(wěn)定土延遲時間的試驗應(yīng)該說有兩種：一是目標(biāo)配合比設(shè)計階段(室內(nèi))要做的“標(biāo)準(zhǔn)延遲時間”;二是施工生產(chǎn)階段(室外)要做的“同條件延遲時間”。兩者的區(qū)別在于后者受到施工中氣溫、風(fēng)速、裝料、卸料、攤鋪等影響混合料中水分的散失，使得混合料中水泥水化作用受到影響，所以同條件延遲時間要短于標(biāo)準(zhǔn)延遲時間。施工中，通常對運料車輛應(yīng)加以覆蓋，并使混合料的含水量比最佳含水量高0．5% ～1．0%。

通過試驗完成了水泥穩(wěn)定土的礦料級配、水泥劑量、最大干密度、最佳含水量、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度等配合比設(shè)計后，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)延遲時間試驗時，應(yīng)按照配合比設(shè)計將樣品分成6組，每組2份，每份樣品的質(zhì)量隨礦料公稱最大粒徑根據(jù)《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》(JTGE51-2009)中擊實試驗和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗的需要而定，將試樣攤平，厚度15cm為宜，并用塑料薄膜覆蓋，以防止水分散失。這里水分散失是指因水泥水化作用而引起的含水量的減小，防止因其他原因造成的水分散失。

將準(zhǔn)備好的每組樣品標(biāo)明編號及放置時間1-1#-1h、1-2#-1h、2-1#-2h、2-2#-2h……6-1#-6h、6-2#-6h。

待每組試樣放置到標(biāo)明的時間后，對該組第一份進(jìn)行擊實試驗，確定該份樣品的最大干密度ρd-1-1-1h和最佳含水量ωo-1-1-1h，因?qū)σ环輼悠返膿魧嵲囼灤蠹s需要30min左右，所以我們采用酒精法快速測定第二份樣品的含水量ω1-2-1h，一般水泥穩(wěn)定土延遲30min左右含水量變化≤1%，并在含水量的平行差范圍內(nèi)。假設(shè)，設(shè)計壓實度為98%，ρd-1-1-1h=2．20g/cm3，ω1-1-1h=8．5%，ω1-2-1h=7．5%，采用φ150mm×150mm試模進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度成型時，質(zhì)量差57．1g，對試件強(qiáng)度并無太大影響。

水泥延遲試驗是要求每組樣品保持含水量不變，而不是每組樣品的最佳含水量不變，所以認(rèn)為ω1-1-1h≈ω1-2-1h，并以ω1-2-1h進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試件的制作，因試件較多，應(yīng)盡量快速入模，以縮短制件時間。并依據(jù)《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》(JTGE51-2009)進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗。其他5組樣品按同樣的方法進(jìn)行試驗。

待6組試件養(yǎng)生、浸水結(jié)束，試驗得出無側(cè)限抗壓強(qiáng)度后，計算、統(tǒng)計、整理出水泥穩(wěn)定土延遲試驗的幾組強(qiáng)度和密度，繪制出水泥延遲時間與強(qiáng)度、密實度的關(guān)系曲線，如圖1。得出符合要求的延遲試驗時間，用以指導(dǎo)施工過程的質(zhì)量控制。

圖1 延遲時間對水泥砂礫強(qiáng)度和干密度的影響

延遲時間試驗應(yīng)該根據(jù)具體情況而定，如煙臺至海陽的高速公路工程施工中，因該工程工期緊迫的特殊意義所在，施工單位于2010年12月已進(jìn)行水泥穩(wěn)定土配合比設(shè)計，并進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)延遲時間試驗，但是基層施工計劃于2011年7月開始，這樣，由于配合比設(shè)計與現(xiàn)場施工時間跨度較大，環(huán)境條件差別大，現(xiàn)場施工溫度、風(fēng)力等因素對水泥穩(wěn)定土含水量的影響使得標(biāo)準(zhǔn)延遲時間已不適于指導(dǎo)現(xiàn)場施工。所以要求施工單位按以下方法對基層試驗段進(jìn)行同條件延遲時間試驗。

基層試驗段時，在確定生產(chǎn)配合比后，以及生產(chǎn)相對穩(wěn)定的情況下，從拌合站一次性取夠試驗所需的樣品數(shù)量，并放置在下面墊有塑料薄膜的室外(室外的風(fēng)力、氣溫等與施工現(xiàn)場環(huán)境條件一致)，樣品堆放厚度同試驗段確定的松鋪厚度并輕壓整平，無需覆蓋。取樣的同時記錄樣品加水時間。

待樣品放置到試驗所需的延遲時間后(通常做到延遲1～6h)，從一個側(cè)面依次均勻取樣，并剔除側(cè)面和表面風(fēng)干粒料，并快速測定混合料的含水量，按照標(biāo)準(zhǔn)延遲時間試驗的方法和試驗組織計劃進(jìn)行擊實和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗，等試驗結(jié)束后，按照整理數(shù)據(jù)并繪制如圖1的延遲時間與強(qiáng)度、干密度曲線，根據(jù)曲線確定現(xiàn)場施工的延遲時間。

水泥穩(wěn)定土應(yīng)確保所采用的水泥不是快硬水泥、早強(qiáng)水泥以及已受潮變質(zhì)，并確定該水泥的初、終凝時間，因為土質(zhì)的變化，所以需通過試驗，確定水泥穩(wěn)定土的延遲時間是否短于所采用水泥的初凝時間。

水泥穩(wěn)定土的延遲時間已作為配合比設(shè)計的一項重要控制指標(biāo)，若水泥、集料、強(qiáng)度等滿足設(shè)計要求時，而延遲時間不能滿足施工要求，也可以通過摻加超緩凝劑，或者粉煤灰調(diào)節(jié)改善延遲時間，及混合料其他性能指標(biāo)。

水泥穩(wěn)定土的延遲時間也是施工組織設(shè)計前確定拌合站位置、運輸距離、攤鋪方法、機(jī)械組合、作業(yè)段長度的重要參數(shù)。

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［1］公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范(JTJ034-2000)［S］．交通部公路科學(xué)研究院，2000．

［2］公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程(JTGE51-2009)［S］．交通部公路科學(xué)研究院，2009．