浅析二灰稳定碎石基层抗裂性能的研究与应用

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1、浅析二灰稳定碎石基层抗裂性能的研究与应用［摘耍］:目前水泥粉煤灰稳定碎石作为道路基层已有应用，木文根据水泥稳定类基层的缩裂机理和规律，对水泥粉煤灰稳定碎石基层的级配组成和施工两个方面提高抗裂性能进行了研究。［关键词］:水泥粉煤灰稳定碎石级配组成施工方法技术应用中图分类号：TU522.3+5文献标识码：A文章编号：1、研究水泥粉煤灰稳定碎石基层抗裂性能的意义近年來，我省公路建设及城市道路施工已采用水泥稳定碎石基层。水泥稳定碎石基层属于半刚性基层，其优点是：整体性能强、承载力高、水稳性好、刚度高、强度大；缺点是：水泥固有的热胀冷缩

2、特性，抗裂性能低，易产生缩裂，最终导致反射裂缝的产生，进而影响道路外观和实体质里。为了提高水泥稳定碎石基层的抗裂性能，近几年我省公路与城市道路匕研究并应用水泥粉煤稳定碎石基层。粉煤灰是一种火山灰物质，含有大量SiO2、AI203等能反应产生的凝胶的活性物质，它们在粉煤灰屮以球形玻璃体的形式存在，这种球形玻璃体比较稳定，表面乂相当密致不易水化,与水泥产生反应后，形成连锁结构，填充混合料的孔隙，可提高稳定强度和抗裂性能。粉煤灰用于水泥稳定碎石中，能改善混合料的和易性，增加后期强度，提高极限抗拉值，水泥和粉煤灰掺合形成的胶结材料中，

3、水泥可提高强度，粉煤灰可降低收缩紧致。水泥粉煤灰稳定碎石基层是一种新兴的用于高等级公路和城市道路基层的一种半刚性结构形式，因具有良好的板体性、水稳性、抗冻性。相关研究资料及使用结果表明，水泥粉煤灰稳定碎石不仅稳定性好于水泥稳定碎石，其收缩性也好于水泥稳定碎石，有良好的推广应用前景。在国家和行业尚颁布发关于《水泥粉煤灰稳定碎石基层》相关技术标准和施工技术规范时，研究水泥粉煤灰稳定碎石的级配组成和施工方法，对于道路基层施工技术的不断创新、完美和发展，防治干缩和温缩裂缝的产生,其意义是明显的、积极的。2、水泥粉煤灰稳定碎石基层的级配

4、组成研究2.1水泥粉煤灰稳定碎石基层强度形成的原理水泥粉煤灰稳定碎石的强度形成，主要是胶结材料（水泥+粉煤灰）、水、细集料的相互作用，产生水化物，自行与其硬凝反应，形成水泥石骨架，随着水化反应的深入，生成不溶于水的稳定的基层结构，这是水泥的物理化学作用的结果。从这个反应机理看，水泥粉煤灰稳定碎石，实际上是水泥中的氢氧化钙与粉煤灰玻璃球体的反应，只不过水泥能够形成较高的早期强度，粉煤灰能提同抗裂性能。2.2水泥粉煤灰稳泄碎石级配组成的设计水泥粉煤灰稳定碎石基层所耍达到的目标是，所设计的混合料组成，在强度上满足设计要求，抗裂性能达

5、到最优，且便于施工。级配组成设计的基本原则是无机结合料剂量合理，集料应有一定的级配。2.2.1合理限制无机结合料剂量影响水泥粉煤灰稳定碎石强度与稳定强度的重要因索是水泥成分与剂量，以及掺入粉煤灰的剂量。水泥、粉煤灰都是无机结合料，水泥粉煤灰稳定碎石的强度随水泥剂量的增加而增加，但考虑到水泥粉煤灰稳左碎石抗温缩与抗干缩以及经济性，应有一个合理的水泥用量和粉煤灰的掺量。再则，含水量对其强度有重大影响，国内外专家研究表明，应在最佳含水量的状态下，经试验确定水泥与粉煤灰用量。我公司试验室结果见表1:根据试验结果，应采用425#水泥，在

6、集料不变的情况下，水泥用量宜选5%,粉煤灰宜选用15%。从抗裂性能角度考虑水泥含量4~6%时，水泥粉煤灰稳定碎石抗裂性能最好；试验表明水泥用量＞6%,抗裂性反而降低，水泥用量〈4%时，抗裂性能急剧下降。在水泥粉煤灰稳定碎石级配组成屮,水泥、粉煤灰都是无机结合料，结合料太多，则不能形成半刚性材料；结合料剂量太少，则刚度太大，容易脆裂。实际上，限制低剂量为了保证整体混合料具有基本的抗拉强度，以满足荷载作用的强度要求，同时可使模量不致过大，避免结构产生太大的抗应力，以降低收缩系数，使结构层不会因温度、温度变化而引起规律的破坏。2.2

7、.2根据填充理论确定集料级配在水泥粉煤灰稳定碎石中，粒径4.75MM以下称为细集料，4.75MM以上的称为粗集料。为使半刚性混合料中的结合料胶结材料和集料嵌挤共同发挥作用，首先是骨料之间相互嵌挤形成稳定的框架，而分布其空隙内的结合料和细集料则以独立形式存在，当它们发生收缩时，仅限于在骨料空隙内产生收缩应力，其收缩受粗骨料稳定框架的限制，使各部分独立的结合料和细集料的收缩不会产生叠加。根据这一机理分析和填充理论，一实方体中最多中能用一松方集料，剩余空隙全为结合料填充，经充分密实后,可得到强度大、收缩小的半刚性基层材料。集料太多，

8、结合料填不满空隙,导致强度不足；集料少，温缩系数增大，容易开裂。而水泥粉煤灰稳定碎石的集料级配应满足最大干密度的原则，并以结合料(水泥掺粉煤灰)胶结凝聚为准。但在水泥粉煤灰稳定碎石中，其骨料之间很难做到相互紧密接触，其无机结合料和细集料一部分存在于骨料的空隙内，另一部分存在于