第五节、无机结合料稳定材料试验检测

 一、无机结合料稳定材料取样方法

1.适用范围

本方法适用于无机结合料稳定材料配合比设计以及施工过程中的质量抽检等试验的取样。

2.分料：四分法+分料器法

3.料堆取料：在料堆的上部、中部和下部各取一份试样，混合后按四分法分料取样。

4.试验室分料

（1）目标配合比阶段各种集料应逐级筛分，然后按设定级配进行配料。

（2）生产配合比阶段可釆用四分法分料，且取料总质量应大于分料取样后每份质量的4～8倍。

5.施工过程中混合料取样

（1）在进行混合料验证时，宜在摊铺机后取料，且取料应分别来源于3～4台不同的料车，然后混合到一起进行四分法取样。

（2）在评价施工离散性时，应在施工现场的不同位置按随机取样原则分别取样品，对于结合料剂量还需要在同一位置的上层和下层分别取样，试样应单独成型。

【2018检师多选】下列关于无机结合料稳定材料取样方法正确的是（  ）。

A.在无机结合料料堆取样应从中部取样，不得在顶部和底部取样

B.为评价施工离散性，宜在施工现场取样

C.在施工过程中取样时，宜在摊铺机后取样，且取料来源宜在应在3～4台不同料车

D.生产配合比阶段取样总质量应大于分料取样后每份质量的4～8倍

【答案】BCD

【解析】A说法错的，应该是在料堆的上部、中部和下部各取一份试样。

1.适用范围

本方法适用于快速测定水泥或石灰稳定材料及水泥和石灰综合稳定材料中结合料的剂量，并可用于检查现场拌和和摊铺的均匀性。

条文说明：本办法适用于在水泥终凝之前的水泥含量测定，现场试样的石灰剂量应在路拌后尽快测试。（也可测定超过终凝时间的试样，要进行龄期修正。）   

2.仪器设备【略】

【2021助理】以下关于无机稳定类材料中水泥或石灰剂量测定的描述不正确的是（  ）。

A.EDTA滴定法适用于在工地快速测定无机稳定材料中水泥或石灰剂量

B.EDTA滴定法适用于在水泥终凝之前的水泥剂量测定，现场土样的石灰剂量应在路拌后尽快测试，否则需要用相应龄期的EDTA二钠标准溶液消耗量的标准曲线确定

C.EDTA滴定法不可以用来测定无机综合稳定材料中结合料剂量

D.直读式测钙仪法适用于测新拌石灰土中石灰剂量

【答案】C

【解析】C可以。EDTA滴定法可以用来测定无机综合稳定材料中结合料剂量。

【2022检师判断】EDTA滴定法测定水泥剂量时会有龄期效应，随着龄期增加测得的水泥剂量值会下降。（正确）

【解析】随着凝结的进行，钙离子的溶出率会下降，导致测定的剂量偏低。

【2023检测师】现场钻芯测定压实度的水泥稳定类混合料，可以采用EDTA滴定法进一步测定其水泥剂量。（错误）

【解析】已经硬化的水泥稳定类，Ca2+含量极低无法测定。EDTA法适用于在水泥终凝之前的水泥含量测定，现场土样的石灰剂量应在路拌后尽快测试。也可测定超过终凝时间的试样，要进行龄期修正。

3.试剂

（1）0.1mol/m3的EDTA二钠标准溶液    （2）10%氯化铵（NH4CL）溶液

（3）1.8%氢氧化钠溶液                 （4）钙红指示剂

4.制备标准曲线

（1）取样：取工地用无机结合料和土，用烘干法测其含水率（如针对水泥，认为含水率为0）。

（2）混合料组成的计算：计算出配制不同结合料剂量时需要的干土质量结合料剂量以及加水量。

例题：某水泥稳定细粒材料材料，最佳含水率为13.4%。设计水泥剂量4%,细粒材料风干含水率1.2%,计算300g混合料质量组成：

①干混合料质量=湿混合料质量/(1+最佳含水率)=300/(1+13.4%)=264.55g

②干土质量=干混合料质量/(1+石灰或水泥剂量)=264.55/(1+4%)=254.38g

③水泥质量=干混合料质量-干土质量=264.55-254.38=10.17g

④湿土质量=干土质量×(1+土的风干含水率)=254.38×(1+1.2%)=257.43g

⑤水泥土中应加入的水=湿混合料质量-湿土质量-水泥质量

                    =300-257.43-10.17=32.40g

（3）以水泥稳定材料为例，准备5种不同水泥剂量混合料试样，每种各2个试样如为水泥稳定中、粗粒材料，每个样品称取1000g左右（如为细粒材料，则可称取300g左右）准备试验。为了减少中粗粒材料的离散，宜按设计级配单份掺配的方式备料。

5种混合料的水泥剂量应为：0、最佳剂量左右、最佳剂量的±2%和+4%，每种剂量取两个（为湿质量）试样，共10个试样，并分别放在10个大口聚乙烯桶（如为稳定细粒材料，可用搪瓷杯或1000mL具塞三角瓶；如为粗粒材料，可用5L的大口聚乙烯桶）内。土的含水率应等于工地预期达到的最佳含水率，土中所加的水应与工地所用的水相同。

注：准备标准曲线的水泥剂量可为0、2%、4%、6%、8%，如水泥剂量较高或较低，应保证工地实际所用水泥或石灰的剂量位于标准曲线所用剂量的中间。

【2020师】EDTA 滴定法确定水泥稳定材料中水泥剂量的试验，在准备标准曲线时应变化5个水泥剂量、准备5种混合料，若最佳水泥剂量为6%，则以下无需配置的水泥剂量是（  ）。

A.0%            B.2%         C.4%         D.6%

【答案】B

【解析】应取0，4，6，8，10。

【2019助理】水稳碎石生产配合比设计时，可选择（  ）个结合料剂量绘制结合料剂量标定曲线。

A 3 B 4 C 5 D 6

【答案】CD

（4）取一个盛有试样的盛样器，在盛样器内加入两倍试样质量（湿料质量）体积的10%氯化铵溶液（如湿料质量为300g，则氯化铵溶液为600ml；如湿料质量为1000g， 则氯化铵溶液为2000ml）。当混合料料为300g时则搅拌3min（每分钟搅110～120次）；如为1000g时，则搅拌5min。放置沉淀10min，然后将上部清液转移到300mL烧杯内搅匀，加盖表面皿待用。如10min后得到的是混浊悬浮液，则应增加放置沉淀时间，直到出现无明显悬浮颗粒的悬浮液为止，并记录所需的时间。以后所有该种水泥（或石灰）稳定材料的试验，均应以同一时间为准。

准备试样→盛样器内加10%氯化铵→搅拌→沉淀10min→转移清液

（5）用移液管吸取上层（液面上1～2cm）悬浮液10.0mL放入200mL的三角瓶内， 用量筒量取1.8%氢氧化钠溶液50mL倒入三角瓶中，此时溶液pH值为12.5～13.0，然后加入钙红指示剂（质量约为0.2g），摇匀，溶液呈玫瑰红色。记录滴定管中EDTA二钠标准溶液的体积V1 ，然后用EDTA二钠标准溶液滴定，边滴定边摇匀，并仔细观察溶液的颜色；在溶液颜色变为紫色时，放慢滴定速度，并摇匀；直到纯蓝色为终点，记录滴定管中EDTA二钠标准溶液体积V2（以mL计，读至0.1mL）。计算V1 - V2，即为EDTA二钠标准溶液的消耗量。

注：没有经过紫色临界点的，可能已经过量很多。

流程：准备试样→盛样器内加10%氯化铵→搅拌→沉淀10min→转移清液取10ml清液到三角瓶→加1.8%氢氧化钠50mL→0.2g钙红指示剂

→加EDTA二钠→紫色→纯蓝色【滴定结束】

（6）对其他几个盛样器中的试样，用同样的方法进行试验，并记录各自的EDTA二钠标准溶液的消耗量。

（7）以同一水泥或石灰剂量稳定材料EDTA二钠标准溶液消耗量（mL）的平均值为纵坐标，以水泥或石灰剂量（%）为横坐标绘图，得到水泥或石灰剂量与EDTA消耗量的工作曲线，如图4-2所示。

（8）如制作标准曲线所用素土、水泥或石灰发生改变，则必须重做标准曲线。

5.待测试样试验步骤

(1)选取有代表性的无机结合料稳定材料,对稳定中、粗粒材料取试样约3000g,对稳定细粒材料取试样约1000g。

(2)对水泥或石灰稳定细粒材料,称300g放在搪瓷杯中,用搅拌棒将结块搅散,加10%氯化铵溶液600mL;对水泥或石灰稳定中,粗粒材料,可直接称取1000g 左右,加入10%氯化铵溶液2000mL,然后如前述步骤进行试验。

(3)利用所绘制的标准曲线,根据EDTA二钠标准溶液消耗量,确定混合料中的水泥或石灰剂量。

6.结果整理

本试验应进行两次平行测定,取算术平均值,精确至0.1mL。允许重复性误差不得大于均值的5% ,否则,重新进行试验。

例题：需配置1200g石灰稳定土。已知稳定土的设计最佳含水率为8.6%，石灰剂量为6.5%。石灰的含水率为1.2%，细粒材料含水率为2.6%。求应该分别称量土、石灰、水各自质量？                    

答案：1200g石灰稳定土为三者质量之和。

①干混合料质量=湿混合料质量/（1+最佳含水率）=1200/（1+0.086）=1104.97g

②干土质量=干混合料质量/（1+水泥或石灰剂量）=1104.97/（1+0.065）=1037.53g

③干石灰质量=干混合料质量-干土质量=67.44g

④湿土质量=干土质量×（1+土的含水率）=1037.53×（1+0.026）=1064.51g

⑤湿石灰质量=干石灰质量×（1+石灰的含水率）=67.44×（1+0.012）=68.25g

⑥水的质量=总质量-湿土-湿石灰=1200-1064.51-68.25=67.24g

三、无机结合稳定材料最大干密度与最佳含水率的确定

试验方法一：无机结合料稳定材料击实试验方法（重型击实）

1.适用范围

1.1 本方法适用于不同级配形式和细、中、粗粒式水泥稳定材料(在水泥水化前)、石灰稳定材料及石灰(或水泥)粉煤灰稳定材料的击实试验,以确定其最佳含水率和最大干密度。（各种材料都适用）

1.2试验集料的公称最大粒径宜控制在37.5mm以内。

1.3试验方法类别。本试验方法分三类,各类击实方法的参数如下。

2.仪器设备：击实筒（大型和小型）、多功能自控电动击实仪、天平等；

3.试验准备

3.1将具有代表性的风干试料(必要时,也可在50℃烘箱内烘干)用木锤或木碾捣碎。土团均应捣碎到能通过4.75mm的筛孔。但应注意不使粒料的单个颗粒破碎或不使其破碎程度超过施工中拌和机械的破碎率。

3.2将已捣碎的具有代表性的试样过4.75mm筛备用(用甲法或乙法）。

【均通过4.75mm筛，选甲或乙】

3.3如试料中含有粒径大于4.75mm的颗粒,则先将试料过19mm的筛,如存留在筛孔 19mm筛的颗粒的含量不超过10%,则过26.5mm筛,留作备用(用甲法或乙法)。

【19mm筛余10%以下，过26.5mm选甲或乙】

3.4如试料中粒径大于19mm的颗粒含量超过10%,则将试料过 37.5mm筛,如存留在筛孔 37.5mm 筛的颗粒的含量不超过10%，则过53mm的筛备用(用丙法)。

【19mm筛余10%以上，且37.5mm筛余10%以下，过53mm选丙法】

3.5每次筛分后,均应记录超尺寸颗粒的百分率p。

3.6在预定做击实试验的前一天,取有代表性的试料测定其风干含水率。对于细粒材料,试样应不少于100g;

对于中粒材料,试样应不少于1000g;

对于粗粒材料试样应不少于 2000g。

3.7 在试验前用游标卡尺准确测量试模的内径、高和垫块的高,以计算试筒的容积。

4.试验步骤

甲法：缩分试样，预设5-6个不同含水率，依次相差0.5%-1%；且其中至少有两个大于和两个小于最佳含水率。按预定含水率制备试样（喷水，浸润，水泥先不加入）。水泥应该在击实前逐个加入，加有水泥的试样拌合后在1h内完成击实试验，如超过1h，试样作废。（石灰稳定类除外）

分5次装填，每击实完一层拉毛，击实后试样高出筒顶不超过6mm。用削土刀削挖试样，齐筒顶细心刮平试样,并拆除底板。如试样底面略突出筒外或有孔洞,则应细心刮平或修补。擦净试筒称重m₁。

用脱模器推出筒内试样。从试样内部从上至下取两个有代表性的样品(可将脱出试件用锤打碎后,用四分法采取),测定其含水率,计算至0.1%。两个试样的含水率的差值不得大于1%。

所取样品的数量见表T0804-2(如只取一个样品测定含水率,则样品的质量应为表列数值的两倍)。擦净试筒,称重m₂。

烘箱的温度应事先调整到（水泥稳定类110℃±1℃）,（石灰稳定类105℃±1℃）待温度恒定后将试件放入烘干。

2024版《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》P7，

含水率试验烘干法

【2018检师单选】采用烘干法对石灰稳定土含水率进行测定时，下列做法正确的是（  ）。

A.将石灰稳定取样后，置于烘箱中，将烘箱调整到110℃

B.将石灰稳定取样后，置于烘箱中，将烘箱调整到105℃

C.将石灰稳定取样后，置于温度已达105℃的烘箱中

D.将石灰稳定取样后，置于温度已达110℃的烘箱中

【答案】C

【解析】烘箱的温度应事先调整到105℃左右。

乙法：5层×59次，本法更适宜于公称最大粒径接近19mm的集料。击实后试样高出筒顶不超过6mm。

丙法：3层×98次，击实后试样高出筒顶不超过6mm。

5.计算并绘制含水率-干密度曲线，如曲线不是凸型的，则补充试验。

6.结果整理

两次平行试验取平均值。两次重复性试验最大干密度的差不应超过0.0200g/cm3(稳定细粒材料)和0.0400g/cm3(稳定中、粗粒材料)最佳含水率的差不应超过0.50%(最佳含水率小于10%)和1.00%(最佳含水率不小于10%)。超过上述规定值,应重做试验,直到满足精度要求。

混合料密度计算应保留至小数点后4位,含水率应保留至小数点后2位。

试验方法二：无机结合料稳定材料振动压实试验方法

1.适用范围

（1）本方法适用于水泥、石灰、石灰粉煤灰稳定中、粗粒材料的振动压实试验,以确定这些材料在振动压实条件下的最佳含水率和最大干密度。

（2）试验集料的公称最大粒径宜控制在37.5mm以内；

2.仪器设备

（1）钢模；

（2）振动压实机；

（3）电子天平，方孔筛等；

3.试验要点：

在预定做击实试验的前一天,取有代表性的试料测定其风干含水率；

预定5~6个不同含水率,依次相差1%~2%,且其中至少有两个大于和两个小于最佳含水率。

加有水泥的试料拌和后,应在1h内完成振实试验。拌和后超过1h的试样,应予作废(石灰稳定和石灰粉煤灰稳定除外)。

启动振动压实机开关,开始振动压实。仔细观察振实压实情况，120s后关闭机器；

振实的混合料不得低于钢模的边缘,也不得高出钢模边缘10mm,否则作废。

4.条文说明

一般来说,振动压实试验确定的最佳含水率小于击实试验确定的最佳含水率,最大干密度大于击实试验确定的最大干密度。（密度振大）

【2021检师】关于级配碎石的最大干密度和最佳含水率试验，以下分析正确的是（  ）。

A.击实法测定的最大干密度一般大于振动压实仪法测定的最大干密度

B.级配碎石配合比设计时可采用击实法或振动压实仪法测定

C.击实法测定的最佳含水率一般小于振动压实仪测定的最佳含水率

D.在级配碎石施工过程中无需再测定最大干密度

【答案】B

 五、无机结合料稳定材料标准养生试验方法

1.适用范围

1.1 本方法适用于无机结合料稳定材料的养生试验

2 仪器设备

2.1 标准养护室或可控温控湿的养护设备:标准养护室温度20℃±2℃,相对湿度为≥95%。

2.2 高温养护室:能保持试件养生温度60℃±1℃,相对湿度为≥95%,容积能满足试验要求。

3 试验步骤

标准养生方法

（1）试件从试模内脱出并量高称重后,中试件和大试件应装入塑料薄膜袋内。试件装入塑料袋后,将袋内的空气排除干净,扎紧袋口,将包好的试件放入养护室。

（2）标准养生的温度为20℃±2℃,标准养生的湿度为≥95%。试件宜放在架子上,间距至少10~20mm,试件表面应保持一层水膜,但避免用水直接冲淋。

（3）根据试验目的和要求确定标准养生龄期。

（4）在养生期的最后1d,将试件取出,观察试件的边角有无磨损和缺块,并量高称质量,然后将试件浸泡于20℃±2℃水中,应使水面在试件顶面上约25mm。

快速养生试验步骤

(1)将高温养护室的温度调至规定的温度60℃±1℃,湿度也保持在95%以上,并能自动控温控湿。

(2)将制备的试件量高称质量后,装入塑料袋内。试件装入塑料袋后,将袋内的空气排除干净,并将袋口扎紧,将包好的试件放入高温养护箱中。

(3)养生龄期（需事先确定高温龄期和强度之间的关系曲线，再根据标准养生长龄期的强度，在曲线上确定出短龄期）结束后,将试件从高温养护室内取出,凉至室温(约2h),再打开塑料袋取出试件,观察试件有无缺损,量高称质量后,浸入20℃±2℃恒温水槽中,水面高出试件顶 25mm。浸水 24h后,取出试件,用软布擦去可见自由水,量高称质量后,立即进行相关的试验。

4.结果整理

（1）如养生期间有明显的边角缺损，试件应该作废。

（2）对养生7d的试件，在养生期间，试件质量损失应符合下列规定：

稳定细粒材料试件不超过1g；

稳定中粒材料试件不超过4g；

稳定粗粒材料试件不超过10g。

质量损失超过此规定的试件，应予作废。

（3）对养生90d和180d的试件，在养生期间，试件质量的损失应符合下列规定：稳定细粒材料试件不超过1g；稳定中粒材料试件不超过10g；稳定粗粒材料试件不超过20g，质量损失超过此规定的试件，应予作废。

【18检测师】无侧限抗压强度试验时水泥稳定碎石养生7d，在最后一天需泡水，水温为室温。

【答案】×     

【解析】将试件浸泡于20℃±2℃水中。

【18检测师】水泥稳定碎石圆柱形试件，养护期边角发现损伤，应立即进行修补。

【答案】×

【解析】如养生期间有明显的边角缺损，试件应该作废。

【2018检测师】以下关于无机结合料养生方法的说法中正确的是（  ）。

A.标准养生和快速养生相对湿度分别为95%、98%以上

B.标准养生时，发现湿度不够，应立即对试件冲水保湿

C.快速养生的温度为60±1℃

D.高温养生需确定龄期与强度的关系

【答案】CD

【解析】《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》P93，标准养生和快速养生相对湿度都是95%以上，快速养生温度为60℃±1℃。试件表面应保持一层水膜，并避免用水直接冲淋。在快速养生时，需要确定标准养生的长龄期强度对应的快速养生短龄期。

六、无机结合料稳定材料无侧限抗压强度试验方法

1.适用范围

本方法适用于测定室内成型或现场钻芯取得的无机结合料稳定材料试件的无侧限抗压强度。

2.主要仪器设备

（1）标准养护室或可控温控湿的养护设备。

（2）压力机或万能试验机（也可用路面强度试验仪和测力计）：压力机应符合现行《液压式万能试验机》（GB/T 3722）及《试验机通用技术要求》（GB/T 2611）中的要求，其测量精度为±1%，同时应具有加载速率指示装置或加载速率控制装置。上下压板平整并有足够刚度，可以均匀地连续加载如载，可以保持固定荷载。开机停机均灵活自如，能够满足试件吨位要求，且压力机加载速率可以有效控制在1mm/min。

3.试件制备和养护

（1）试件尺寸

注①②:施工质量控制的强度试验中,细粒材料的试件直径应为100mm,中、粗粒材料试件直径应为150mm。【取较大】

（2）采用静压法成型径高比为1：1圆柱形试件。

（3）按照标准养生方法进行7d的标准养生。

（4）将试件两顶面用刮刀刮平，必要时可用快凝水泥砂浆抹平试件顶面。

（5）为保证试验结果的可靠性和准确性,每组试件的数量要求为:

 小试件不少于6个;中试件不少于9个;大试件不少于13个。

（6）如为现场钻取芯样,应切割成标准试件。

类型	试件尺寸
细粒材料①	直径×高=φ50mm×50mm或φ100mm×100mm
中粒材料②	直径×高=φ100mm×100mm或φ150mm×150mm
粗粒材料	直径×高=φ150mm×150mm

4.试验步骤

（1）根据试验材料的类型和一般的工程经验，选择合适量程的测力计和压力机，试件破坏荷载应大于测力量程的20%且小于测力量程的80%。球形支座和上下顶板涂上机油，使球形支座能够灵活转动。

（2）将已浸水24h的试件从水中取出，用软布吸去试件表面的水分，并称试件的质量m4。

（3）用游标卡尺测量试件的高度h，精确至0.1mm。

（4）将试件放在路面材料强度试验仪或压力机上，并在升降台上先放一扁球座，进行抗压试验。试验过程中，应保持加载速率为1mm/min，并记录试件破坏时的最大压力P（N）。

（5）从试件内部取有代表性的样品

（经过打破），测定其含水率。

【2024检师单选】当进行无机结合料稳定材料的无侧限抗压强度试验时，为保证结果的可靠性和准确性，对于大试件，每组试件的数目要求为（  ）。

A.不少于6个       B.不少于9个

C.不少于10个      D.不少于13个

【答案】D

【解析】为保证试验结果的可靠性和准确性，每组试件的数量要求为：小试件数量不少于6个；中试件数量不少于9个；大试件数量不少于13个。

【2020师】在进行无机结合料稳定材料抗压强度试验时，应根据试验材料的类型和一般的工程经验选择合适量程的测力计和试验机。对被测试件施加的压力应在量程的（  ）范围内。

A.20%～80%     B.10%～ 90%

C.5%～95%      D.15%～85%

【答案】A

5.计算：试件的无侧限抗压强度按下式计算：Rc=P/A

6.结果整理【2024版规程重要变更】

（1）抗压强度保留至小数点后2位小数。

（2）同一组试件试验中，采用3倍标准差方法剔除异常值，细、中粒材料异常值不超过1个,粗粒材料异常值不超过2个。异常值数量超过上述规定的试验重做。

（3）同一组试验的变异系数Cv（％）符合下列规定，方为有效试验：小试件Cv≤6% ；中试件Cv≤10% ；大试件Cv≤20%。如不能保证试验结果的变异系数小于规定的值，则应按允许误差10%和90%概率重新计算所需的试件数M，增加试件数量并另做新试验。将前后两次试验结果一并重新进行统计评定，直到变异系数满足上述规定。

【2023检测师】进行无机结合料稳定材料配合比设计时，室内成型试件测定无侧限抗压强度，对于细粒材料，说法不正确的有（   ）。

A.制件数量不超过6个

B.异常值的试件数量不超过2个

C.异常值的试件数量超过规定时，补充相应数量试件进行试验

D.变异系数超过规定要求时，应根据计算增加相应试件数量做新试验

【答案】ABC

【2023检测师】当无侧限抗压强度同一组试验结果的变异系数不能满足规定值时，应按允许误差的10%和90%的概率计算所需增加的试件数量，整个试验重新开始。

（错误）

【解析】错在，重新开始。应按允许误差10%和90%概率重新计算所需的试件数M，增加试件数量并另做新试验。将前后两次试验结果一并重新进行统计评定，直到变异系数满足上述规定。

【2021助理】以下关于水泥稳定碎石材料大试件无侧限抗压强度试验结果的表述正确的有（  ）。【多选】

A.抗压强度试验结果保留1位小数

B.同一组试件试验中，采用3倍均方差方法剔除异常值

C.同一组试验的变异系数不满足规定的要求时，应增加试件数量并另做新试验

D.报告中应报告一组试件的无侧限抗压强度最小值和最大值、平均值、标准差、变异系数和代表值

【答案】BCD

【2021检师多选】在进行水泥稳定碎石底基层材料的无侧限抗压强度试验过能中，需要测量（  ）参数。

  A.浸水一昼夜后，用软布吸去试件表面水分，称量试件质量

  B.试验加载前的试件高度

  C.试件破坏时的最大压力

  D.加载破坏后试件内部取有代表性样品的含水率

  【答案】ABCD