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无机粘结剂压实试验
土壤分类图
将一定量的无机粘结剂掺入土壤中，在最佳含水量下压实，不仅会引起一系列物理作用，还会引起一系列化学作用。在这一系列作用发生的同时，一系列的无机粘结剂稳定了材料的强度。无机粘结剂稳定材料的重要特性之一是强度和模量随着老化而不断增加并逐渐获得一定的刚性性能。在公路工程中，常用的混合料主要有无机粘结剂稳定混合料、沥青混合料、水泥混凝土混合料等。无机粘结剂稳定混合料一般用作高等级公路的基层和底基层。
无机粘结剂压实试验目的及适用范围
不同的无机粘结剂稳定土在不同的无机粘结剂用量、不同的含水量、不同的压实度下可达到不同的密度。在公路工程施工质量控制过程中，需要进行一定量的压实工作。向下达到最大密度。
本试验方法适用于水泥混凝土（水泥水化前）、石灰稳定土和石灰（或水泥）粉煤灰稳定土在规定试验筒内进行压实试验，绘制稳定土含水量-干密度关系曲线。以确定其最佳含水量和最大干密度。
（1）试验骨料最大粒径应控制在37.5mm（方孔筛）以内；
(2)试验方法类别。该试验方法分为A、B、C三类。A类一般用于含有无机粘结剂的细粒土。
设备
(1)压实缸：小型压实缸，包括内径100mm、高127mm、套环高50mm的金属缸和底座；大型压实缸，包括内径152mm、高170mm、套环高50mm的金属缸、直径151mm、高50mm的缸垫块、底座。
压实仪
(2)多功能自控电动压实仪：锤子底面直径50mm，总质量4.5kg。锤子在导管内的总行程为450mm。压实次数可设定，锤子应垂直自由落下。跌落高度应为450mm，锤痕应均匀分布在试样表面。
(3)电子天平：测量范围4000g，灵敏度0.01g；测量范围15kg，灵敏度0.1g。各1套。
(4)方孔筛：孔径53mm、37.5mm、26.5mm、19mm、4.75mm、2.35mm各1个；
(5)量筒：50ml、100ml、550ml各1个；
(6)直刮刀、刮刀、工字刮刀等；
(7)搅拌工具：约400mm600mm70mm的矩形金属板、搅拌用平台刮刀等。
(8)喷射器；
(9)用于测量水分含量的铝箱、烘箱等工具；
(10)游标卡尺。
准备
(1)将代表性的风干样品（必要时可在50C的烘箱中干燥）用木锤捣碎或用木磨粉碎。所有土块应破碎成能通过4.75mm筛孔的小块。但应注意施工时骨料单个颗粒的破碎程度不要超过搅拌机械的破碎率。
(2)若样品为细粒土，则将破碎的代表性土过4.75mm筛备用。
(3)若样品中含有粒径大于4.75mm的颗粒，则先将样品过19mm筛；若19mm筛上残留颗粒含量不超过10%，则过26.5mm筛备用。
(4)每次筛选后，应记录超大颗粒的百分比P。
(5)压实试验前一天，抽取有代表性的样品并测量其风干含水量。对于细粒土，样品不少于100g；对于中粒土，样品不少于1000g；各种粗粒土团聚体样品不少于2000g。
(6)实验前，用游标卡尺准确测量垫块的内径、高度和厚度，计算出试验圆柱体的体积。
实验步骤
实验前应将实验所需的一切仪器设备准备齐全，测量设备应满足精度要求；调试压实仪器，检查其工作是否正常。
(1)将筛分后的样品用四分法分成小块，最后取出约10~15kg的样品。然后用四等分的方法将取出的样品分成5至6份。每个样品的干质量为2.0g（针对细粒土）或2.5kg（针对各种中粒土）。
(2)预先确定56个不同的含水率，相差0.5%1.5%，其中至少有两个大于或小于最佳含水率。
(3)按规定的含水量制备样品。将一部分样品平铺在金属板上，将预先计算好的应加入样品量的水均匀地喷在样品上，用抹刀将样品充分混合至均匀状态，然后放入密封容器。浸泡在容器或塑料袋中并放在一边。
浸泡时间要求：粘性土12~24h，粉质土6~8h，砂土、砾石土、红土砾石、级配砾石等可缩短至4h左右，未完的砾石、砾石及含土极少的砾石。沙子可缩短至2h。渗透时间一般不超过24小时。
(4)将所需的稳定剂水泥加入到浸泡好的样品中，并用抹刀、抹刀或其他工具充分搅拌至均匀。土样压实前应一一加入水泥。若水泥样已混合，则下列压实试验应在一小时内完成。混合后超过一小时的样品应丢弃（石灰稳定材料和石灰粉煤灰稳定材料除外）
(5)试验筒套环与压实底板连接应紧密。将压实筒置于坚实的地面上，用四等分的方法取准备好的样品400~500g（用量应使压实的样品等于或略高于筒高的1/5）倒入筒内、将装置表面找平并轻压，然后安装在多功能自动电动压实仪上，设定所需的锤击次数，压实第一层试样。第一层压实后，检查该层的高度是否合适，以便调整后续各层的样本量。用刮刀或螺丝刀将压实表面“粗糙”一下，然后重复上述过程压实剩余四层试件。最后一层试样压实后，试样距圆筒顶部的高度不应大于6mm。超过高度的试件应废弃。
(6)用刮刀沿套环内壁切割(使样品与套环分离)，然后扭转并取下套环。小心地将样品均匀地刮到圆筒顶部并取下底板。若试样地面稍稍凸出筒外或有孔洞，应仔细刮除或修补。最后用工字刮刀将样品刮平到圆柱体的顶部和底部。擦拭测试圆柱体的外壁并测量其质量m1。
(7)使用脱模剂将圆筒内的样品推出。从样品内部从上到下取两个有代表性的样品（提取的样品可用锤子敲碎，用四分法收集），测量其含水量，并计算至0.1%。两个样品的含水率之差不得大于1%。将测试筒清洗干净，称量为质量m2。
烘箱温度应提前调至110左右，使放置的样品能在105-110的温度下立即干燥。
计算
(1)稳定材料湿密度的计算
w=（m1—m2）/V
w——稳定材料的湿密度（g/cm3）
m1——测试圆筒和湿样品的总质量（g）
m2——测试气缸质量（g）
V——测试钢瓶容积（cm3）
(2)计算稳定物料的干密度。计算每次压实后稳定材料的干密度。
d=w/（10.01）
d——样品的干密度（g/cm3）
——样品的水分含量(%)
(3)绘图。以干密度为纵坐标，含水量为横坐标，绘制含水量-干密度曲线。曲线必须是凸的。如果测试点不足以形成完整的凸曲线，则应进行补充实验。
无侧限抗压强度试验准备及要求
按规定频率在现场取样，并根据施工现场预定达到的压实度制备试验样本。每2000平方米或每个工作班准备一组试件：无论稳定的细粒土、中粒土或粗粒土，当倍数偏差系数Cy10%时，可使用6个试件；Cy=10%时，可使用9个标本；当Cy>15%时，需要13个标本。
设备
(1)方孔筛：孔径53mm、37.5mm、31.5mm、26.5mm、4.75mm、2.36mm各1个。
(2)试模：
1）细粒土（最大粒径不超过9.5mm）：试模直径高度=50mm50mm
2）中粒土（最大粒径不超过26.5mm）：试模直径高度=100mm100mm
3）粗粒土（最大粒径不超过37.5，mm）：试模直径高度=150mm150mm
(3)电脱衣机
(4)反力架：规格为400kN
(5)液压千斤顶：200~1000kN
(6)钢尺：测量范围200mm或300mm，最小刻度1mm
(7)游标卡尺：测量范围200mm或300mm
(8)电子天平：测量范围15kg，灵敏度0.1g；测量范围4000g，灵敏度0.01g
(9)液压试验机：可替代千斤顶和反力架，测量范围不小于2000kN，成型、可调。
(10)标准养护箱或保湿池：置于保持恒温的小房间内。
(11)路面材料强度测试仪，或其他合适的压力机。
(12)量筒、混合工具、漏斗、大小铝盒、烤箱等。
测试准备
(1)试件直径高比一般为1:1，根据需要可成型1:1.5或1:2的试件。试件按所需压实程度成型，并按体积标准采用静力压实法制备。
(2)用木锤或木磨将代表性的风干样品（必要时可在50烘箱中干燥）捣碎，但避免破坏颗粒的原始粒度。通过具有标称最大粒径的大初级筛对土壤进行筛分，并将其分类。
(3)实验前一天，取有代表性的样品并测量其风干水分含量。对于细粒土，样品不少于100g；对于中粒土，样品不少于1000g；粗粒土样品不少于2000g。
(4)确定无机粘结剂稳定材料的最佳含水率和最大干密度。
(5)根据压实结果，称取一定质量的风干土。它的质量随着样本的大小而变化。对于50mm50mm的试件，一个试件大约需要干土180~210g；对于100mm100mm的试件，一个试件大约需要干土1700~1900g；mm试件，一个试件约需干土5700~6000g
无侧限抗压强度测试程序
(1)调试成型所需的各种设备，检查其运行是否正常；将用于成型的模具擦拭干净并涂上机油。成型中、粗粒土时，试管数量应与每组试件数量相匹配。上下垫应与试模缸相配合。上、下垫能够刚好贴合到试验筒内并上下自由移动（一般来说，上下垫直径比试验筒内径小0.2mm左右）可以完全放入测试缸中。最终，测试缸内未被上下垫占据的空间体积能够满足1:1的直径与高度比的设计要求。
(2)采用无机粘结剂稳定的细粒土，至少应制备6个试件；无机粘结剂稳定的中粒土和粗粒土，分别至少制备9块和13块试件。
(3)根据压实结果和无机粘结剂的配合比，计算出各材料的加水量和无机粘结剂的质量。
(4)将称重的土壤置于长方形盘中（约400mm600mm70mm）。将水和填充材料添加到土壤中。石灰稳定材料、水泥石灰综合稳定材料、石灰粉煤灰综合稳定材料、水泥粉煤灰综合稳定材料。可以将石灰或粉煤灰与土壤混合，混合均匀的样品可以浸泡在密封容器或塑料袋（密封）中备用。
对于细粒土（特别是粘性土），入渗时的含水量应比最佳含水量少3%；对于中粒土和粗粒土，可根据最佳含水量加水；对于水泥稳定材料，加水量应比最佳含水量少1%2%。
浸泡时间要求：粘性土1224小时，粉土、砂土、砾石土、红土砾石、级配砾石等可缩短至4小时左右；未筛分的碎石和含有少量土和砂石的碎石可缩短至2h。渗透时间一般不超过24小时。
(5)试件成型前1小时内，加入预定量的水泥并搅拌均匀。拌和过程中，应向土中加入预留水（细粒土为3%，水泥稳定土为1%~2%），以达到混合料的最佳含水量。搅拌均匀的水泥混合料应在1小时内按下列方法制成试件。超过1小时的混合物应丢弃。其他粘合剂稳定材料和混合物虽然不受此限制，但也应尽快制成试件。
(6)使用反力架和液压千斤顶，或使用压力试验机。将与试模配套的下压块放入试模下部，但露出约2cm。将称取规定量的稳定材料混合物分23次倒入试模中。每次浇注后，用捣棒轻轻均匀地插入。若准备50mm50mm的小试件，可将混合物一次性倒入试模中，然后将与试模相配的上压块放入试模中，并应露出约2cm（即上下压块应露出）。下压块露出试模外的部分应相等）。
（7）将整个试模（连上、下压块）放在反应架内的千斤顶上（千斤顶下方应放置扁圆球座）或压力机上，以1mm的加载速度加压/min直至上下压力直至所有柱子被压入试模中。保持压力2分钟。
(8)泄压后，取出试模，置于顶出器上，顶出试件。当用水泥稳定粘性材料（如粘土）时，零件制成后可立即脱模；使用水泥稳定非粘性细粒土时，最好等待24小时再脱模；对于中、粗粒土，最好等待2至4小时再脱模。土壤的无机粘结剂使材料稳定，应在2至6小时后脱模。
(9)从顶出器中取出试件时，用双手握住试件侧面的中下部，然后沿水平方向轻轻旋转。感觉到试件移动后，轻轻提起试件并放置。到测试台。切勿将练习器直接向上举起。
(10)称量实际质量m2，小试件精确到0.01g，中型试件精确到0.01g，大件精确到0.1g。然后用游标卡尺测量试件的横截面尺寸和长度，精确到0.1mm。检查试件的高度和质量，不符合成型标准的试件将被丢弃。
(11)称重后的标本应立即用塑料袋密封，盖上湿毛巾，移至卫生室。