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时间:2019-05-11
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1、2012年11月第11期城市道桥与防洪科技研究149HAS土壤固化剂固化石屑道路基层抗裂性研究黄又清,沈福喜,董超君(1.武汉市政工程设计研究院有限责任公司,湖北武汉43023;2.武汉建兴工程建设管理有限公司,湖北武汉430023)摘要:目前我国高速公路建设中,半刚性材料以其强度高、造价低廉、原材料来源广泛等特点,被广泛应用于道路基层,但由于半刚性材料抗裂性能不理想,导致公路使用寿命大大下降。为解决这个难题,采用新型灰渣基胶凝材料HAS土壤固化剂进行大量试验,结果表明:用HAS土壤固化剂替代水泥做基层
2、固结材料时,可以明显改善基层收缩性能。同时,在固化剂中添加粉煤灰也可以在一定程度上改善基层抗裂性能。关键词:HAS固化剂;半刚性材料;道路基层;抗裂性;含泥量;石屑中图分类号:U414文献标识码:A文章编号:1Oo9—7716(2012)11-0149—051概述2试验原材料目前我国高等级公路建设中采用水硬性无机2.1固结材料结合料稳定土形成的半刚性基层材料[1f2】,以其能HAS土壤固化剂,是一种矿渣基胶凝材料,密使用原先不能使用的质量较次的石料、原料范围度2.96gem,标准稠度用水量25%,0.0
3、8mm筛余广、板体性好、强度和回弹模量值高『3]、稳定强度增为2%,安定性合格,初凝时间1hl0min,终凝时长趋势、造价低、有利于机械化施工和适合现代重间3h40min,3d和28d抗折强度分别为4.0MPa型交通对道路基层的要求等优势,被普遍使用,具和7.8MPa,3d和28d抗压强度分别为15.6MPa有以往基层材料无法比拟的优点和广阔的使用前和35.2MPa。景。2.2粉煤灰但是这种水硬性无机结合料稳定半刚性基层电厂粗灰,密度2.08gem,视密度0.75gem,,材料在其强度形成及使用过程中会
4、产生温度收缩含水率31.6%,需水量比118%,28d抗压强度比裂缝f4】和干缩裂缝【.6],使路面结构整体性和连续性62.1%,其化学成分见表1。被破坏,裂缝处弯沉增大和回弹模量降低,最终造表1粉煤灰的化学成分成道路使用质量和寿命大幅下降。另一方面,现行成分SiO2Al20,Fe203CaOR2oMgo烧失量规范规定【】基层用级配碎石含泥量必须小于5%。含量,(%)51.8638.244.121,870.s9O.411.08而实际工程中,运到施工现场的碎石实际含泥量2.3土样在15%以上,水泥稳定这种
5、高含泥碎石会产生很土样取自某工程现场,含泥量较高,并含一定多裂缝。由于直接造成水泥路面或沥青路面质量量石屑。含水率为2.01%。级配见表2。问题频发,给业主、设计、施工单位带来了很大困扰和压力,反复多次的道路修补也增大了城市道表2石屑筛分试验结果路的拥堵压力。筛分尺寸/mm19.59.54.752.361.250.074本文结合武汉地区碎石含泥量大、道路质量各级通过量,(%)97.186.756.230.523.513.5问题频发等实际情况,就地取材,采用HAS固化剂为模拟施工现场固化剂稳定粒料中夹杂细
6、粒的稳定高含泥量碎石做半刚性基层材料进行深入研现象,采用掺加细粒粘土(颗粒小于0.6mm)的方究,并在多条城市道路和快速路进行施工验证。研法,观测含泥量对干缩性能的影响。本试验所掺加究的顺利完成能解决道路基层干缩裂缝问题,从的细粒土塑性指数为24。而提高道路寿命,并能大幅降低工程造价,有助于推动武汉道路建设大发展,进而推动我国公路建3试验方案设事业的发展起到积极的作用。为尽量模拟集料中含泥量的变化情况,并结合施工现场最不利的条件,考虑并设计了四种含泥量收稿日期:2012—06—13水平,分别为15%、2
7、0%、25%、30%。同时为检测粉作者简介:黄又清(1964一),男,湖北武汉人,教授级高级工程师,从事道路交通设计工作。煤灰(FA)对固化剂稳定粒料基层干缩的影响,外150科技研究城市道桥与防洪2012年11月第11期掺一定比例的粉煤灰,共设计16种混合粒料,编号为H1~H8,MI~M8,见表3、表4。表3HAS稳定粒料试验方案\瓣j挝船表4FA改性后HAS稳定粒料试验方案5.86.36873788.38.8含水率/(%)试验编号M1M2M3M4M5M6M7M8图4M5一M8击实曲线固化剂5从图l和图
8、2可以看出,随着含泥量增加,最+5+5+5+5+5+5+5外掺剂20%F’A加%f’A2(1%F’A2o%FA30%fA30%fA3O%}’A30%FA佳含水量增大,而最大干密度逐渐降低,同样含泥%1量,固化剂用量增加,最大干密度增大,这是因为含泥量15202530l52O2530%1含泥量增加,会造成粒料需水量增大,干密度下降,而固化剂量增加,能有效的吸收水分和增加试4试验结果及分析样的密实度。图3和图4表现出FA改性后HAS4.1最佳含
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