淺析二灰穩(wěn)定碎石基層抗裂性能的研究與應(yīng)用

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1、淺析二灰穩(wěn)定碎石基層抗裂性能的研究與應(yīng)用［摘耍］:目前水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石作為道路基層已有應(yīng)用，木文根據(jù)水泥穩(wěn)定類基層的縮裂機(jī)理和規(guī)律，對水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的級配組成和施工兩個方面提高抗裂性能進(jìn)行了研究。［關(guān)鍵詞］:水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石級配組成施工方法技術(shù)應(yīng)用中圖分類號：TU522.3+5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1、研究水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層抗裂性能的意義近年來，我省公路建設(shè)及城市道路施工已采用水泥穩(wěn)定碎石基層。水泥穩(wěn)定碎石基層屬于半剛性基層，其優(yōu)點是：整體性能強(qiáng)、承載力高、水穩(wěn)性好、剛度高、強(qiáng)度大；缺點是：水泥固有的熱脹冷縮

2、特性，抗裂性能低，易產(chǎn)生縮裂，最終導(dǎo)致反射裂縫的產(chǎn)生，進(jìn)而影響道路外觀和實體質(zhì)里。為了提高水泥穩(wěn)定碎石基層的抗裂性能，近幾年我省公路與城市道路匕研究并應(yīng)用水泥粉煤穩(wěn)定碎石基層。粉煤灰是一種火山灰物質(zhì)，含有大量SiO2、AI203等能反應(yīng)產(chǎn)生的凝膠的活性物質(zhì)，它們在粉煤灰屮以球形玻璃體的形式存在，這種球形玻璃體比較穩(wěn)定，表面乂相當(dāng)密致不易水化,與水泥產(chǎn)生反應(yīng)后，形成連鎖結(jié)構(gòu)，填充混合料的孔隙，可提高穩(wěn)定強(qiáng)度和抗裂性能。粉煤灰用于水泥穩(wěn)定碎石中，能改善混合料的和易性，增加后期強(qiáng)度，提高極限抗拉值，水泥和粉煤灰摻合形成的膠結(jié)材料中，

3、水泥可提高強(qiáng)度，粉煤灰可降低收縮緊致。水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層是一種新興的用于高等級公路和城市道路基層的一種半剛性結(jié)構(gòu)形式，因具有良好的板體性、水穩(wěn)性、抗凍性。相關(guān)研究資料及使用結(jié)果表明，水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石不僅穩(wěn)定性好于水泥穩(wěn)定碎石，其收縮性也好于水泥穩(wěn)定碎石，有良好的推廣應(yīng)用前景。在國家和行業(yè)尚頒布發(fā)關(guān)于《水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層》相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工技術(shù)規(guī)范時，研究水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石的級配組成和施工方法，對于道路基層施工技術(shù)的不斷創(chuàng)新、完美和發(fā)展，防治干縮和溫縮裂縫的產(chǎn)生,其意義是明顯的、積極的。2、水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的級配

4、組成研究2.1水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層強(qiáng)度形成的原理水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度形成，主要是膠結(jié)材料（水泥+粉煤灰）、水、細(xì)集料的相互作用，產(chǎn)生水化物，自行與其硬凝反應(yīng)，形成水泥石骨架，隨著水化反應(yīng)的深入，生成不溶于水的穩(wěn)定的基層結(jié)構(gòu)，這是水泥的物理化學(xué)作用的結(jié)果。從這個反應(yīng)機(jī)理看，水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石，實際上是水泥中的氫氧化鈣與粉煤灰玻璃球體的反應(yīng)，只不過水泥能夠形成較高的早期強(qiáng)度，粉煤灰能提同抗裂性能。2.2水泥粉煤灰穩(wěn)泄碎石級配組成的設(shè)計水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層所耍達(dá)到的目標(biāo)是，所設(shè)計的混合料組成，在強(qiáng)度上滿足設(shè)計要求，抗裂性能達(dá)

5、到最優(yōu)，且便于施工。級配組成設(shè)計的基本原則是無機(jī)結(jié)合料劑量合理，集料應(yīng)有一定的級配。2.2.1合理限制無機(jī)結(jié)合料劑量影響水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石強(qiáng)度與穩(wěn)定強(qiáng)度的重要因索是水泥成分與劑量，以及摻入粉煤灰的劑量。水泥、粉煤灰都是無機(jī)結(jié)合料，水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度隨水泥劑量的增加而增加，但考慮到水泥粉煤灰穩(wěn)左碎石抗溫縮與抗干縮以及經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)有一個合理的水泥用量和粉煤灰的摻量。再則，含水量對其強(qiáng)度有重大影響，國內(nèi)外專家研究表明，應(yīng)在最佳含水量的狀態(tài)下，經(jīng)試驗確定水泥與粉煤灰用量。我公司試驗室結(jié)果見表1:根據(jù)試驗結(jié)果，應(yīng)采用425#水泥，在

6、集料不變的情況下，水泥用量宜選5%,粉煤灰宜選用15%。從抗裂性能角度考慮水泥含量4~6%時，水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石抗裂性能最好；試驗表明水泥用量＞6%,抗裂性反而降低，水泥用量〈4%時，抗裂性能急劇下降。在水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石級配組成屮,水泥、粉煤灰都是無機(jī)結(jié)合料，結(jié)合料太多，則不能形成半剛性材料；結(jié)合料劑量太少，則剛度太大，容易脆裂。實際上，限制低劑量為了保證整體混合料具有基本的抗拉強(qiáng)度，以滿足荷載作用的強(qiáng)度要求，同時可使模量不致過大，避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生太大的抗應(yīng)力，以降低收縮系數(shù)，使結(jié)構(gòu)層不會因溫度、溫度變化而引起規(guī)律的破壞。2.2

7、.2根據(jù)填充理論確定集料級配在水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石中，粒徑4.75MM以下稱為細(xì)集料，4.75MM以上的稱為粗集料。為使半剛性混合料中的結(jié)合料膠結(jié)材料和集料嵌擠共同發(fā)揮作用，首先是骨料之間相互嵌擠形成穩(wěn)定的框架，而分布其空隙內(nèi)的結(jié)合料和細(xì)集料則以獨立形式存在，當(dāng)它們發(fā)生收縮時，僅限于在骨料空隙內(nèi)產(chǎn)生收縮應(yīng)力，其收縮受粗骨料穩(wěn)定框架的限制，使各部分獨立的結(jié)合料和細(xì)集料的收縮不會產(chǎn)生疊加。根據(jù)這一機(jī)理分析和填充理論，一實方體中最多中能用一松方集料，剩余空隙全為結(jié)合料填充，經(jīng)充分密實后,可得到強(qiáng)度大、收縮小的半剛性基層材料。集料太多，

8、結(jié)合料填不滿空隙,導(dǎo)致強(qiáng)度不足；集料少，溫縮系數(shù)增大，容易開裂。而水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石的集料級配應(yīng)滿足最大干密度的原則，并以結(jié)合料(水泥摻粉煤灰)膠結(jié)凝聚為準(zhǔn)。但在水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石中，其骨料之間很難做到相互緊密接觸，其無機(jī)結(jié)合料和細(xì)集料一部分存在于骨料的空隙內(nèi)，另一部分存在于