公路工程路基用土和路面基层材料试验检测研究

刘永斌

中铁十八局集团第二工程有限公司  河北唐山   064000

【摘要】：本文研究了当前公路工程建设中路基常用土、路面基层材料特点，以工程试验检测角度研究了两项材料，希望能够为工程建设单位提供对应的参考借鉴。

【关键词】：公路工程；路基用土；路面基层材料；试验

公路工程路基用土和路面基层材料对道路工程施工有重要的影响，为了预防施工隐患，提升施工质量，施工单位应当做好材料检查工作，来提升施工质量。

1.公路工程土的试验检测方法

含水量、密度试验是公路工程质量检测的重要试验，现将其试验过程和方法要点简述如下。

1.1土质含水量试验方法

采用设备：①温度可以达到105摄氏度-110摄氏度的电热烘箱；感量天平（精度可以达到0.01g）；③干燥器以及其他仪器。

试验原理：选用“烘干法”作为试验测定含水量的标准方法，适用对象有砂类土、有机土、粉尘土等。

试验步骤：先用15-30g的细粒土、50g±5g的砂类土、有机土作为试样、将所有样本放在量盒中称重。称重的时候仔细观察天平的变化，之后将烘箱的温度控制在105摄氏度-110摄氏度中进行对应的恒温烘干操作，完成任务后将样本拿出，放在干燥器中冷却处理，；冷却半小时到一小时之间，观察其量度变化。

1.2密度试验方法研究

作为常见的指标之一，测量土质物密度物理性质最常用的方式是环刀法、蜡封法、灌水法；环刀法应用最为广泛，其测量精度好，且可以结合不同的土层完成对应的处理工作。且环刀法需要将土样进行切削处理，再结合环刀的形状进行对应的密度计算。

1.3塑限液限试验研究

细粒土一般是指颗粒径不超过 0.5mm，其有机质的含量小于试样总质量 5% 的土。细粒土的特点是因其含水率不一样，所以大多是处于流动状态、可塑状态，或者是半固体状态、固体状态。当细粒土含水率达到可塑状态的上限时就是液限，当细粒土含水率达到下限时就是塑限。因此，这个试验就是用来测定细粒土的含水率是达到液限还是塑限状态，从而确定好土的使用状态。这里我们简单介绍一下用光电式液限、塑限联合测定土在三种不同含水率的情况下圆锥的入土深度。在双对数坐标纸上绘成圆锥入土深度与含水率的关系直线，在直线上查得圆锥入土深度为 17mm（水利规范、土工试验方法、 《公路土工试验规程》JTGE40-2007）或 10mm（建筑地基基础设计规范）处相应含水率为液限，入土深度为 2mm 处的相应含水率为塑限。施工中可以针对现场土层的压实程度要求进行环刀密度试验，但是若土层厚度达到了30厘米左右，就建议选用大体积环刀测定密度。蜡封法检测方式也较为精确，但是操作繁琐，需要将检测土层称重后放入已融化的石蜡模型中，进而测量其体积，算出密度。

除开以上常见的基本物理性质测试外，工程土质性能测试还有“颗粒分析”、“击实试验”、“接线含水量”、“承载比试验”等。其中颗粒分析试验主要是分析土壤的粒径组成，多采用移液管法、筛分法、比重计法等，接线含水量方式有划分土类、塑性指数等检测标准；承载比指的是材料实际承载能力，可以判断土层是否符合后期的承载力要求，可采用路面检测仪检测承载比；击实试验是检测材料的密实度，可以检测出材料的最大干密度以及含水量，公路工程材料检测中可模拟施工现场来确认填基土参数。

2.公路工程路面材料试验检测分析

2.1路面基层材料

水泥、石灰、煤渣多是公路工程路面常用的材料，其对路面的性能有差异性的影响。其中煤渣有民用、工业锅炉煤渣和其他设备煤渣等几种类型，路面基层材料的内部含有脉石、灰分、溶剂等材料，其具有一定的水硬凝胶性能，且在石灰、石膏和水泥熟料中有重要的粘结作用。煤渣也是特殊性能水泥原料的重要组成，例如粉煤灰水泥材质等。建议路面基层材料选料中，过筛选取粒径小于30毫米的煤渣，尽量保证煤渣纯净，无其他杂质。

石灰材料的重要成分是碳酸盐，生石灰经过煅烧后分解二氧化碳且生成了氧化镁和碳酸钙组成的凝胶材料，经过不同的工艺处理和加工，进而生成石灰浆、石灰粉、石灰石、消石灰等，从外观上来看，略带灰色的石灰石中具有丰富优质的生石灰成分，且质地轻盈，细密度好，多是一级公路，高级公路常用的石灰原材料；一般在三级公路及以上才会考虑带生石灰的材料。

水泥是路面基层施工最为常见且关键的原材料，因为组成水泥的原材料和组分不同，因此可以选择的水泥种类多，其发挥的工业建设质量也有较大差异。一般而言，水泥材料常见的添加剂有硅酸盐、粉煤灰等，其可以增强水泥的粘结性，保证水泥的施工质量，预防水泥混凝土发生大面积的开裂膨胀问题。在施工中常用火山灰水泥、无添加水泥作为公路工程路面基层施工的原材料，但是在使用中要考虑到水泥初凝、终凝时间的变化。

2.2路面基层材料试验分析

2.2.1滴定法

这种方式主要测定施工现场石灰料的成分和拌合情况，其可以迅速测量出稳定土中的水泥、石灰剂量，对判断路面基层的材料拌合质量有判断作用。一般常选用稳定的细粒土和具有代表性的石灰做含量测定对象，可以先承重在用搅拌棒搅合，再添加适当的氯化铵溶液，再结合标准曲线确定消耗的EDTA来确定其中添加的水泥或者是石灰的剂量。

2.2.2测钙仪法

直读式测钙仪法多用在新拌合石灰土中，主要用作测量石灰剂量。操作流程如下：首先，在现场同一位置取样，拌合取样材料，过滤筛选后承重，选用测量样本，其次，在三角瓶中加入检验氯化铰溶液，同时加入钙电极，多次测量结果取平均值。

2.2.3混合材料试验法

这种试验方式主要是测定无机结合料的材料密实度，采用的试验仪器通过最大干密度和含水量的检测，了解材料的实际承载能力和最大承载力能力，最终来判断材料的性能，且是否符合公路工程建设的生产需求。混合材料试验方式常见且方便快捷，可以直接在路面进行测量，不需取样等繁琐步骤，通过无侧限抗压试验可以检测出路面材料实际抗压能力，通过将材料按照一定的配比进行混合试验，保证了公路工程的建设质量。

2.2.4无机结合料配比试验

在实际的路基工程建设施工中，加强对土壤试验测量质量可以提升公路施工建设质量，通过控制无机结合料的科学配比，有助于控制材料体系中的石灰和水泥成分。为了全面保证工程建设使用质量和验收标准，建议对应的单位加强路基施工建设管理质量，做好技术控制和质量监督，进而公路工程施工建设的可靠性和安全性。

3.结语

综上所述，路面基层材料作为公路工程建设的最重要部分，其影响着路面的防水性、抗裂性，为了保证道路工程施工质量，对应的施工单位应当做好技术管理和质量监督工作，严格按照相关部门的技术规范和施工标准，进而保证公路工程的施工质量。笔者结合自身的施工经验，分析了公路工程施工中，路基用土和路面基层材料试验检测方式和应用特点，总结了土质密度试验、含水量试验重点技术；探讨了路面材料的滴定法、混合材料试验法等测试方式，希望能够为道路工程施工和单位提供参考借鉴。

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