李慧

（長治市致誠工程檢測有限公司，山西長治 046000）

0 引言

無機黏結穩(wěn)定材料是一種半剛性材料，廣泛應用于高端基層和基層道路鋪裝，稱為半剛性基層和基層。為了提高無機黏合劑穩(wěn)定材料的強度而不受側向壓力限制，有必要對其進行測試，以確保穩(wěn)定的無機黏合劑穩(wěn)定的材料的材料抗壓強度得到提高，從而為提高道路建設和使用質量奠定基礎[1]。

1 試驗設備與方式

1.1 試驗設備

液壓機需滿足《液壓式壓力試驗機》（GB/T 3722）和《試驗機 通用技術要求》（CB/T 2611）的現有要求，需要實際試驗精度控制在±1%，同時液壓機需要裝配有用于下載及下載速度控制的顯示器與控制器。上、下板平整，具有足夠的剛度，能均勻連續(xù)地裝卸，并能保持恒定的載荷。靈活的啟動和停止可滿足樣品噸位要求，壓力加載速度可有效控制在1mm/min。電子秤：量程15kg，靈敏度0.1g；測量范圍4000g，靈敏度0.01g。測量儀器、攪拌器、鋁爐、烤箱等的尺寸。電氣斷路器、反力框架：反力超過400kN。液壓升降機：200～1000kN。鋼尺：測量范圍200mm 或300mm，最小尺寸1mm。游標尺：測量距離200mm 或300mm。電子秤：范圍15kg，靈敏度0.1g；測量范圍4000g，靈敏度0.01g 壓力試驗機：可互換千斤頂和反作用框架，范圍不小于2000kN，行程和速度可調[2]。

1.2 試驗制備

典型的干空氣樣品必須用木錘或研磨機研磨而不會損壞原始顆粒尺寸。土壤調查和分類。如果樣品為粗顆粒土壤，則需要將高于40mm 的顆粒去除。如果樣品中等，則需要將尺寸小于25mm 或20mm 的顆粒物去除；如果樣品為細粒土壤，則需要將大于10mm 的顆粒去除[3]。

1.3 試驗流程

（1）樣品的直徑高度比一般為1:1，樣品可根據需要形成1:1.5 或1:2。試驗根據壓實度水平，按照體積標準，采用靜力壓實法制備。

（2）典型的風干試驗材料（如有必要，可在50°C 的干燥室中干燥）必須用木錘或破碎機研磨而不損壞顆粒的原始直徑。土壤應篩分并按最大顆粒大小的大篩子分類。

（3）應在計劃試驗前一天進行有代表性的試驗，以確定其在干水中的含量。對于細粒土壤，樣品必須至少為100g；對于平均顆粒，樣品必須至少為1000g；對于粗粒土壤，樣品必須至少為2000g。

（4）確定無機黏合劑穩(wěn)定材料的最佳含水量和最大干密度。

（5）根據壓實結果，稱重一定質量的干土，其質量根據樣品的大小而變化。50mm×50mm 樣品，一個樣品需要約180～210g 干土；φ100mm×100mm 樣品，一個樣品需要1700～1900g 干土壤；對于尺寸為150mm×150mm 的樣品，一個樣品大約需要5700～6000g 干土。對于細粒土壤，可同時稱重6 個樣品；對于中等大小的土壤，建議同時稱重一個土壤樣本；對于粗粒土壤，一次只能稱重一個土壤樣本[4]。計算公式如式（1）至式（3）所示。

式中：V——試模體積；ω——穩(wěn)定土混合料含水量，%；ρd——穩(wěn)定土試件干密度；濕土質量——試驗前的濕土質量；干土質量——試驗后的干土質量。

在浸漬試驗材料中加入規(guī)定數量的水泥或石灰（水泥或石灰的數量以干土或干填料質量的百分比計算）并均勻混合?；旌蠒r，應向土壤中添加3%的水（對于細粒土壤），以確?；旌现械乃趾孔罴?。與水泥均勻混合的混合物必須按照以下方法在幾天內從樣品中制備出來，超過1h 的混合物必須扔掉。雖然其他黏合劑穩(wěn)定土的混合物不受此限制，但樣品也應盡快生產。試驗模具的低壓柱放置在試驗模具的底部，但暴露在2cm 左右（使用漏斗），將稱量的規(guī)定數量M2 的穩(wěn)定材料混合料分2～3 次灌入試模中，每次灌入后，用搗錘輕輕均勻地插入。如果制造了尺寸為50mm×50mm的小樣品，可以將混合物倒入試驗模塊一次，然后將頂部壓力柱放入試驗模塊。上下壓力柱也必須暴露在2cm 左右（即在試驗模外暴露的壓力柱的上下部分必須相等）。整個試驗模（與下壓力柱相同）放在反應框架內的千斤頂上（千斤頂下必須有一個扁平的球形支架），并保持壓力，直到上下壓力柱壓在試驗模上。保持壓力2min。釋放壓力后，取出測試模具，取出頂部壓力柱并將其放置在壓力機上以測試元件可以浮上來。其元件重量為M2，體積小，在測量過程中可以確保精確度達到1g；而中間試樣精度可以達到2g；實際測試精度可達到5g，然后使用光標尺以0 刻度為精度測量樣品的高度，確保誤差在1mm 以內。除此之外，使用錘子制作樣品的過程與上述大致相同，只需使用錘子（錘子可用于密封樣品，但柱子頂部應涂有皮革或橡膠，以保護錘子表面和柱子頂部不受損壞）即可將柱子頂部和底部插入試驗模具[5]。

2 結果分析

2.1 土塑性與塑性指數

特定的物體在外部壓力的作用下，可以對其形狀發(fā)生變化，同時也可以在不破壞其完整性的狀態(tài)下，完成形狀變化。當外部壓力解除后，形狀已經發(fā)生變化的物體會保持現狀，并不會恢復成壓力變化前的情況，同時部分物體在壓力與溫度的作用下，也會出現塑性情況；粘性土壤在一定濕度下是可塑的。黏土是可塑的，而沙子不是，所以黏土也叫塑性土，沙子叫非塑性土[6]。

在地質工程中，常用兩個含水量極限來表示黏土的可塑性。①塑性下限或塑性下限：半固態(tài)和塑性狀態(tài)的極限濕度，不影響土顆粒相對位移和土的完整性的最小含水量。②塑性上限或液限：塑性和流動狀態(tài)的邊界水含量，即強結合水含量加上弱結合水含量。兩個邊界水位之差即為塑性指數PI，計算公式如式（4）所示。

式中：LL——塑性和流動狀態(tài)的邊界水含量；PL——半固態(tài)和塑性狀態(tài)的極限濕度，兩者之差即為塑性指數。

需要注意的是，式（4）是一種常見的表示方法，實際應用中也可能有不同的公式或方法來計算塑性指數。此外，在計算塑性指數時，還需確保所使用的液限和塑性下限數據是準確和可靠的，以保證計算結果的準確性。

IP 是黏土中的含水量范圍，隨塑性變化，通過百分比表示。塑性指數越高，土壤的塑性越強，土壤中的黏土含量越高。塑性指數越高，促使試驗土壤在塑性情況下的含水量也會逐漸增加。一般情況下，塑性指標與土壤結合的含水量密切相關，土壤結合的含水量會隨著塑性指標的大小而出現變化。同時，土壤中存在的顆粒、礦物質、離子、分子與水濃度與土壤塑性指標也息息相關，由于塑性指數綜合了在一定程度上影響?zhàn)ね霖敭a的幾個重要因素，因此通常按塑性指數對黏土進行分類[7]。

2.2 土料分析

每個取土坑都有一層厚度不一的可處理層，厚度為1～2m。從每個坑的頂部取出土壤樣本。農業(yè)土壤含有大量的有機成分，如植物和動物的排泄物，大大增加土壤的可塑性。土壤的下部是無機物，幾乎沒有或沒有有機物。使用焙燒法和失重燃燒法對有機質含量進行定性和定量測試，進一步揭示土壤材料下的無機土壤特性。從每個地塊下方的土壤中進行土壤取樣。根據《土工試驗規(guī)程》（SL 237—2019），有機或無機土壤是根據動植物殘留物和土壤中未完全降解的無定形物質來確定的。體有黑色、藍色或黑色氣味，手感有彈性、海綿狀。如有疑問，樣品可在105～110°C 的烘箱中烘烤1d。焙燒后，當樣品液限降至未焙燒樣品液限的3/4 時，樣品為有機物。土樣試驗規(guī)范中酒精燃燒法參考：根據濕土樣燃燒前后水分散引起的土樣質量變化來測定含水量。取土樣50g，在105～110℃恒溫箱中烘干，用酒精灼燒3 次。單元單獨燃燒，得到質量損失率，判斷有機物的整體狀態(tài)。

2.3 塑性對土力學特性的影響

從力學性能指標變化來看，塑性指標影響土體AV壓縮比、壓縮模量ES、抓地力、內摩擦角。粉塵的塑性指數小于10，當沙子的塑性指數在10 左右時，則會出現力學特征增加、外部壓力縮減導致變形效果減少、模型變形量增加、模型附著力減少、擦角增加。對于塑性指數高的黏土，其性能指標與塑性指數＜10 的粉體有顯著差異?；膿Q算承載力的力學指標偏差小。在含水量相同的情況下，塑性指數與內聚力和內摩擦角有一定的線性關系，可參考相應的液體指數[8]。

2.4 灰土質量

灰土通常用于鋪設，而在石灰土中，土壤材料的選擇和石灰的質量直接影響干密度和強度。不同的土壤材料具有相同的密封功能，但其最大干密度和最佳含水量不同。一般來說，IP 值高的土，含水量極限長，可以壓實，壓實好，施工過程容易掌握。IP 值較低的土壤對壓實水分的限制較短，壓實度也較低。試驗表明，IP＜10 不利于土壤壓實加固，不宜選用；灰土的制備質量由灰土中的活性氧化物決定，活性氧化物的含量越高，其質量也會隨之增高。而灰土中的活性氧化物量則取決于CaO 與MGO 的含量。隨著活性氧化物的含量不斷提高，促使灰土的附著力也會不斷提升，進而提高工程質量與材料強度。ROS 暴露在外界的時間越長，越容易從空氣中吸收二氧化碳并轉化為CaCO3，從而失去活性。因此，必須選用新鮮的石灰出窯。石灰含量不得低于3 級，即石灰中活性氧化物含量不得低于60%[9]。

3 無機結合料穩(wěn)定材料的養(yǎng)護建議

一旦樣品從樣品中取出并稱重，必須立即將其放置在密封的防潮箱和恒溫器中，以進行隔熱和保濕。然而，中型和大型樣品必須首先用塑料薄膜覆蓋。如果條件允許，可以使用蠟封來防止?jié)駳?。固化時間取決于需要，作為現場檢查，通常只需7d。在整個儲存期間，溫度應保持在20℃，南方的溫度應維持在25℃和2℃。在主循環(huán)的最后一天，必須將樣品浸入樣品上方約2.5m 的水中。浸入水中之前，應重新稱量樣品的質量（單位：m3）。在固化過程中，樣品的質量損失必須滿足以下要求：樣品不得超過1g；平均樣品不得超過4g；大樣本不得超過10g。必須排出質量損失超過規(guī)定值的樣品。在維護期的最后一天，將樣品從高溫室中取出并干燥至室溫（約2h），然后打開塑料袋取出樣品，觀察樣品誤差，測量并稱重質量，并將其浸入恒溫為（20+2）℃的水箱中。樣品頂部上方的水面高出2.5cm。在水中浸泡24h 后，取出樣品，用軟紙巾擦拭可見的游離水，稱重質量和數量后立即進行適當的測試。①如果在固化過程中有明顯的邊緣和角度缺陷，將丟棄樣品。②對于儲存7d 的樣品，維護期間的質量損失必須滿足以下要求：小樣品不得超過1g；平均樣品不得超過4g；大樣本不得超過10g。應排除質量損失超過規(guī)定值的試驗。③對于進行實驗的樣品，在維護過程中的質量損失必須滿足以下要求：小樣品不得超過1g；試驗不得超過10g；大樣本不得超過20g；應放棄質量損失超過規(guī)定值的試驗[10]。

4 結語

總而言之，無機結合料穩(wěn)定材料的施工質量直接影響道路的運營性能和使用壽命。因此，在施工過程中，必須在選材、機械施工組織等方面嚴格控制施工質量，確保按要求和程序施工，使基層無機結合料穩(wěn)定材料具有較高的強度和剛度，并具有良好的永久變形穩(wěn)定性。