在廈門(mén)的城市道路建設(shè)中，水泥穩(wěn)定碎石已被廣泛用于修建高等級(jí)道路路面的基層或底基層，雖然其具有易于取材、經(jīng)濟(jì)適用、強(qiáng)度較高、板體性好等優(yōu)點(diǎn)，但是隨著使用的不斷普及，施工質(zhì)量控制上也出現(xiàn)許多缺陷與不足，尤其是水泥劑量控制不好，對(duì)基層的質(zhì)量影響很大，水泥劑量太小，則不能確保基層的強(qiáng)度；而量太大既不經(jīng)濟(jì)，還會(huì)使基層的裂縫增多，進(jìn)而影響到路面面層投入使用后的水穩(wěn)性。因此，水泥劑量檢測(cè)及控制，是水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制領(lǐng)域中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
要想能通過(guò)準(zhǔn)確檢測(cè)及控制水泥穩(wěn)定碎石中的水泥劑量來(lái)指導(dǎo)施工，首先應(yīng)在試驗(yàn)室配備不同水泥劑量的土樣，測(cè)定與之對(duì)應(yīng)的不同EDTA化學(xué)試劑的耗量，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，為下一步采用EDTA滴定法現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定施工拌和時(shí)的水泥劑量做檢測(cè)準(zhǔn)備；然后在生產(chǎn)過(guò)程中按照規(guī)范要求每2000m2檢測(cè)1次，至少6個(gè)樣品，用EDTA滴定法試驗(yàn)檢測(cè)，再根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整；最后定期對(duì)工程數(shù)量與實(shí)際使用水泥劑量進(jìn)行計(jì)算比較。
一、工程實(shí)例
廈門(mén)某工業(yè)區(qū)三期B標(biāo)市政工程，水泥穩(wěn)定砂石基層采用粗粒式穩(wěn)定碎石，碎石10~30mm，石屑0~10mm，粗砂0~5mm，集料塑性指數(shù)為6.4，液限24.7%，施工配合比設(shè)計(jì)中各種集料的比例為碎石：石屑：砂=50：35：15，合成級(jí)配滿(mǎn)足《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ034-2000）中3號(hào)級(jí)配要求，集料壓碎值為22.6%，穩(wěn)定劑為P.C32.5硅酸鹽水泥，5%水泥劑量的穩(wěn)定碎石擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果：ω0為6.0%，ρdmax為2.29g/cm3。
二、標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制
眾所周知，標(biāo)準(zhǔn)曲線是工地檢測(cè)水泥劑量的標(biāo)準(zhǔn)，如果標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制出現(xiàn)問(wèn)題，將無(wú)法保證水泥穩(wěn)定碎石施工質(zhì)量。為了更好地指導(dǎo)生產(chǎn)，共設(shè)計(jì)了4種不同情況的集料（表1），通過(guò)這4種不同情況集料的標(biāo)準(zhǔn)曲線，尋找他們之間的關(guān)系，得到更加合理的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
注：1.水泥劑量按照0、2%、4%、6%、8%摻入；2.最佳含水量為6%；3.考慮到加水后的集料通過(guò)2.36mm篩比較困難，而改用4.75mm篩
通過(guò)對(duì)4種不同方式配制而成的試樣進(jìn)行EDTA試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)所用EDTA溶液是一次配制而成，氯化氨和氫氧化鈉溶液配制多次，得到的結(jié)果如表2，標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1。
圖1標(biāo)準(zhǔn)曲線圖
由表2、圖1，可以得出以下初步結(jié)論：
1、混合料不過(guò)篩，直接按照配合比取干混合料摻兌水泥繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，這種做法符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際。試樣中水泥顆粒無(wú)丟失，水泥劑量較準(zhǔn)。每一份標(biāo)準(zhǔn)試樣的顆粒級(jí)配可能不同，而且施工現(xiàn)場(chǎng)的混合料顆粒級(jí)配也不可能與標(biāo)準(zhǔn)試樣土相同，由于標(biāo)準(zhǔn)試樣所取樣較少（300g），有時(shí)試樣級(jí)配差異大，影響了試驗(yàn)精度?；旌狭衔催^(guò)篩用來(lái)做滴定所得標(biāo)準(zhǔn)曲線不平順、不圓滑，說(shuō)明誤差大，而且在4%以?xún)?nèi)時(shí)變化較大，曲線陡，如圖1中1#曲線。
2、混合料按照配合比進(jìn)行配合過(guò)篩，過(guò)篩后再摻水泥來(lái)做試驗(yàn)，就會(huì)改變?cè)嚇臃N類(lèi)，使試驗(yàn)室所做試驗(yàn)與今后現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的混合料種類(lèi)不符，不能達(dá)到試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)是模擬施工現(xiàn)場(chǎng)情況繪制、準(zhǔn)確計(jì)量得到結(jié)果的目的。因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)根本不是將混合料過(guò)2.36mm篩后再用細(xì)顆粒拌水泥穩(wěn)定料，但繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線圓順，曲線比較平穩(wěn)，如圖1中2#曲線。
3、混合料加水泥和水后直接過(guò)篩，由于水泥的粘結(jié)作用，過(guò)2.36mm篩非常困難，試驗(yàn)時(shí)采用過(guò)4.75mm篩，從水泥與混合料粘結(jié)的作用機(jī)理可以得出，當(dāng)細(xì)顆粒多時(shí)，水泥與混合料接觸的面積大，拌和時(shí)粘結(jié)在集料顆粒表面的水泥成分要多，過(guò)篩后的集料水泥含量偏大，加氯化氨溶液后攪拌時(shí)懸浮在水中的水泥顆粒成分多，在同一水泥劑量的情況下，需要消耗的EDTA量要多，符合實(shí)際情況，而且曲線比較平順，如圖1中3#曲線。
4、如果混合料摻加水泥拌成穩(wěn)定碎石再過(guò)篩，由于水泥與集料之間沒(méi)有水的作用，粘附能力較差，過(guò)篩時(shí)水泥會(huì)在篩分時(shí)落到細(xì)?；旌狭现?，因而使得集料中的水泥含量比其他3種情況更大，按照同一種水泥劑量配制的情況下，消耗的EDTA溶液更多，曲線變化較大，如圖1中4#曲線。
5、1#曲線和2#曲線相差比較少，特別在水泥劑量為3%~5%，兩條曲線基本重疊，在同一EDTA溶液耗量的情況下最大僅相差0.6%，如果現(xiàn)場(chǎng)采用2#曲線作標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)，建議改用這兩條曲線的平均值確定的曲線，如圖1中5#曲線。
三、水泥劑量檢測(cè)
現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行水泥劑量EDTA試驗(yàn)的難點(diǎn)是試驗(yàn)取樣問(wèn)題，根據(jù)《公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定
材料試驗(yàn)規(guī)程》（T0809-94）EDTA滴定法中的要求，選取有代表性的水泥穩(wěn)定碎石混合料300g，為了克服取樣困難，可嘗試采用：
1、取3000g混合料過(guò)4.75mm篩,然后再?gòu)倪^(guò)篩后的試樣中取兩份各300g滴定，采用3#標(biāo)準(zhǔn)曲線來(lái)確定水泥劑量。
2、取樣嚴(yán)格按照混合料四分法，然后取兩份試樣各300g滴定，采用2#標(biāo)準(zhǔn)曲線來(lái)確定水泥劑量（規(guī)范要求方法）。
3、從拌和機(jī)皮帶取白料（沒(méi)有加水泥）然后按照前面3#標(biāo)準(zhǔn)曲線確定的水泥劑量加水泥再滴定，用5#曲線檢驗(yàn)水泥劑量。
4、兩種試驗(yàn)方法結(jié)果的比較，下基層試驗(yàn)路段鋪筑中，共鋪筑300m，按照150m一次測(cè)6個(gè)試樣，在拌和站取水泥穩(wěn)定料按照前述3種試驗(yàn)方法進(jìn)行了12次試驗(yàn)，試驗(yàn)情況如表3。
表3試驗(yàn)情況比較（基層厚度設(shè)計(jì)18cm）
由表3可知：用3#標(biāo)準(zhǔn)曲線滴定的水泥劑量的平均值偏低，但是變異系數(shù)小，用2#標(biāo)準(zhǔn)曲線滴定的水泥劑量的平均值稍大，同時(shí)變異系數(shù)大，因?yàn)檫^(guò)4.75mm篩后取樣時(shí)能夠保證試樣比較一致。由于取樣量只有300g，當(dāng)用四分法進(jìn)行取樣時(shí)很難保證粗細(xì)比例跟拌和機(jī)出來(lái)的料一樣，粗細(xì)料比例變化很大，特別是碎石中的大顆粒，加上人為因素，EDTA試驗(yàn)結(jié)果變化大，經(jīng)過(guò)上面的對(duì)比試驗(yàn)認(rèn)為，按照3#標(biāo)準(zhǔn)曲線的試驗(yàn)方法可行，操作性強(qiáng)，人為因素影響少。因此，工業(yè)區(qū)三期B標(biāo)市政工程采用3#標(biāo)準(zhǔn)曲線的試驗(yàn)方法進(jìn)行水泥劑量的檢測(cè)及控制。
四、水泥劑量控制
1、過(guò)程控制
標(biāo)準(zhǔn)曲線和EDTA水泥劑量試驗(yàn)是施工水泥劑量控制的準(zhǔn)備工作，根據(jù)EDTA試驗(yàn)檢查施工當(dāng)天每段時(shí)間的水泥劑量是否達(dá)到基層配合比設(shè)計(jì)要求，如果檢測(cè)出來(lái)的水泥用量偏高，需要減少拌和機(jī)水泥出量，一般采用轉(zhuǎn)速控制水泥量；否則，調(diào)高轉(zhuǎn)速，直到水泥劑量在4.5%~5.5%之間。
2、工程量與用量核對(duì)控制
由于基層施工需要的水泥用量大，且一般是散裝水泥。這樣，可以5d或者1周為1個(gè)時(shí)間段來(lái)核對(duì)水泥用量和實(shí)際施工的工程量。如經(jīng)過(guò)計(jì)算理論上需要的水泥量和實(shí)際施工時(shí)所用的水泥量相差不超過(guò)±5%，認(rèn)為拌和機(jī)的水泥計(jì)量正常，從5d施工的1.5Km基層看，需要的水泥用量為408t，實(shí)際購(gòu)買(mǎi)用于該段基層的水泥量為420t，偏差為+2.93%，說(shuō)明水泥控制情況較好。
3、結(jié)果控制
根據(jù)《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ034-2000）的要求，以6d保濕，浸水24h后無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度進(jìn)行控制。同時(shí)基層施工的齡期為7~10d時(shí)，應(yīng)能取出完整率達(dá)到80%以上的芯樣，這樣的基層才合格。從已施工的下基層交驗(yàn)情況看，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到4.8~5.2Mpa，芯樣完整率基本上達(dá)到80%~90%，基層裂縫少，實(shí)踐證明以3#標(biāo)準(zhǔn)曲線檢測(cè)及控制水泥劑量，水泥穩(wěn)定砂石基層質(zhì)量得到很好的控制，這從后期的水穩(wěn)基層鉆芯取樣及質(zhì)量評(píng)定結(jié)果均符合要求得以充分證明。
五、注意事項(xiàng)
1、為了提高試驗(yàn)的精度，在標(biāo)準(zhǔn)曲線試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)水泥劑量的試驗(yàn)過(guò)程中，每個(gè)樣品攪拌的時(shí)間、速度和方式應(yīng)力求相同。具體做法可在做標(biāo)準(zhǔn)曲線試驗(yàn)時(shí)記錄好每分鐘攪拌的次數(shù)，在今后的試驗(yàn)中均應(yīng)力求相同。
2、配制的氯化氨溶液，可根據(jù)待測(cè)樣品數(shù)量確定，最好當(dāng)天用完，不要放置過(guò)久。
3、做標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)，應(yīng)使工地實(shí)際所用水泥劑量位于準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)曲線所用劑量的中間，即應(yīng)有兩種劑量大于實(shí)用劑量、兩種劑量小于實(shí)用劑量。
4、混合料取樣一定要有代表性，混合料含水量控制在允許偏差（±2%）范圍內(nèi)。
5、素集料或水泥如有改變，必須重做標(biāo)準(zhǔn)曲線。
六、結(jié)束語(yǔ)
隨著水泥穩(wěn)定碎石基層在城市道路建設(shè)中的推廣，水泥穩(wěn)定碎石基層的水泥劑量檢測(cè)和控制變得越來(lái)越重要，施工水泥穩(wěn)定碎石基層時(shí)必須從施工過(guò)程和結(jié)果來(lái)控制水泥劑量；同時(shí)，需要一種適合工地實(shí)際情況，可操作性強(qiáng)、變異系數(shù)小的控制與檢測(cè)辦法；以確保所施工的水泥穩(wěn)定碎石基層在經(jīng)濟(jì)上節(jié)約，功能上滿(mǎn)足半剛性基層混凝土路面的要求。
