水泥石粉稳定层压实度的测定

水泥石粉稳定层压实度的测定

摘要水泥稳定石粉击实试验有其特殊性。可采用马歇尔锤进行击实试验。微波法是测定其含水量的较好方法。延迟时间影响其干密度。当石粉级配不良时击实曲线已不是普通的驼峰形。核子密度仪可快速获得其压实度。试验路法值得尝试。

关键词水泥稳定石粉；击实试验；微波法；延迟时间；试验路法

Abstract: Compacting experiment of rock-powder stablized with cement has its particularity. Marshell hammer is used to conduct its compacting experiment. And microwave method is a good method to test its water content. Delay time will affect its dry density. When graduation of rock powder is not good ,its compacting curve is not a normal hump shape. Nucleon density Instrument can test its compactness rapidly. Morever, the method of in-site experimental road is worthing attempting.

Key words: rock-powder stablized with cement, compacting experiment, microwave method, delay time, method of experimental road

1引言

石粉是碎石场通过筛分设备最小筛孔（通常为5mm或3mm）的细筛余料，俗称石粉渣。石粉掺入适当的水泥和水，经过拌和、压实、养生后，形成水泥稳定石粉。目前深圳的绝大多数市政道路以水泥稳定石粉作为道路基层及底基层，就地取材，变废为宝，具有极高的技术经济价值，在深圳市已推广多年。笔者所在的试验室在从90年开始即进行了道路水泥稳定石粉课题的研究，多年来积累了一些经验，在此与同行交流。

要获得压实度，需先通过标准击实试验确定水泥稳定石粉的最大干密度，同时所获得的最佳含水率可指导施工加水量。

2 材料

2.1石粉要求颗粒坚硬，不含土块等杂质，一般松干容重1500～1600kg/m3，

细度模数3.3～3.5。

2.2、石粉应粗细掺配，一般其粒径组成应控制为：2.5mm以上的粗粒料和

2.5mm以下的细粒料各占一半为宜；粒径不大于10 mm，小于0.074 mm的粉料不超过10%。

2.3水泥应选用终凝时间长的品种，采用普通硅酸盐水泥为宜，强度等级不

宜超过32.5。

2.4水一般采用清洁的饮用水为宜。

3 击实试验

参照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ057）进行。根据我们

及参考有关单位历年来的试验研究和施工经验，一般最佳含水量在5～9%之间，而最佳含水量亦随水泥剂量的增加而增加。外观检查，一般以能用手握成团，但不冒浆粘手，落地能散开为宜。

击实通常采用标准重型击实法。由于石粉比较松散，在重锤的夯击下，锤四周的石粉容易震动而松散，从而使成型后表层仍然不够密实，对试件的最大干密度会带来一定影响，因此可尝试对试验方法进行改进，即采用马歇尔锤进行击实试验。马歇尔锤本用于击实沥青试件，锤体与击实筒大小相近，能够防止击实过程中的跳屑现象。

准备5个试样，加入不同水分（按1%左右含水量递增），拌匀后闷料2h以上备用。加入一定量水泥后，迅速拌匀，需马上进行击实试验，并在1h内完成整个击实试验。这是因为水泥与石粉遇水产生凝结硬化作用，混合料逐渐胶结在一起，压实时需要有一部分压实功用来破坏这种胶结作用。当压实功不变时，必然影响其干密度（附图1）。

附图1 延迟时间对水泥石屑干密度的影响

4 含水量的测定

击实得到的是湿密度,需测得含水量然后换算得到干密度。测定含水量的标准方法是烘干法,但对水泥、石粉和水混合料并不适用。这是因为在长达6h的烘干过程中，混合料中的部分自由水与水泥发生水化作用，形成水化产物，而烘箱内的高温环境又恰恰加速了水化作用的完成。

采用微波法，微波是一种超高频的电磁波，微波加热就是通过微波发生器产生微波能，再把这个微波能用波导输送到微波加热器中，加热器中物体受到微波作用后就自身发热。对于土中的水分子来说，其电荷分正、负两种，在微波场作用下不断快速排列和换向，这种运动使水分子本身发热、蒸发。根据我们的测试，一个土样30克左右，同时采用10个样品，只需

10分钟就可蒸干。得出的含水量与预定的含水量基本一致。因为微波法的优点是速度快，能将加入的水基本除去，得出比较准确的结果。也可采用快速炒干法，但操作中水泥石粉有所损失。如采用酒精法，因三次燃烧耗时较多，准确度也不高。

5 击实曲线

以干密度为纵坐标，含水量为横坐标，所绘制的关系曲线一般为驼峰形。应该指出的是，当石粉级配不良，颗粒较为均匀时，击实曲线已不是普通的驼峰形（附图2），因些对最佳含水量的控制可适当放宽。

附图2 石屑级配不良时可能产生击实的曲线

6 现场压实度的检测

含水量随着延迟时间的增加，变化较大，从而影响了水泥稳定石粉的干密度。为了避免压实度标准选用的多样性，在现场采用灌砂法进行压实度检测时，应成型一段，压实一段，尽量不使检测时间超过水泥初凝时间。这样，还有利于试洞的挖取及当压实度达不到设计要求时，可及时碾压。

核子密度仪可以快速检测水泥稳定石粉的压实度，利用核子法进行压实度检测，测一点的压实度只需1～3分钟，测量较准确，不破坏基层结构，操作筒单，比常规检测方法提高工效20倍以上。在国内外公路建设中得到普遍使用，但必须与灌砂法及微波法进行对比试验，确定其回归方程，经过换算后方可用于质量检测评定。实践证明，用核子仪测得的水泥石粉层湿密度与灌砂法测得的湿密度相差不大，而含水量与微波法测得的含水量相比，往往有明显差别。

7商榷

击实方法不能模拟压路机的揉搓碾压，因此而导致的工程性质差异在水泥稳定石粉层上表现得尤为突出。美国公路战略研究计划（SHRP）的研究表明，这种差异可能导致当压实度超过100%时材料层还没有真正压实的“超密”现象。因些，我们在一些大型市政道路工程中采用试验路法进行压实度的控制。试验路法就是通过铺筑试验路来确定材料与拥有机械相适应的最佳含水量及最大干密度。铺筑几段不同含水量的试验路，用工地拥有的压实机械进行碾压试验，直到干密度不再增加为止。用最后得到的干密度的平均值作为相应平均含水量下的干密度，同时绘制含水量—干密度关系曲线，据此确定适合所用机械及材料的最佳含水量及最大干密度。这种方法是在工地实际情况下得到的，可以避免因实验室与现场的设备及环境差异而产生的误差。试验路法同行们不妨一试。