半刚性基层材料的强度形成和缩裂特性

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1、半刚性基层材料的强度形成和缩裂特性摘要:通过分析半刚性基层材料包括石灰稳定类材料、水泥稳定类材料、综合稳定类材料的强度形成和缩裂特性，充分认识沥青路面裂缝的产生原因，提出对裂缝的预防和处理措施。关键词：半刚性基层材料强度形成缩裂特性中图分类号：U416.223文献标识码：A文章编号：近年来，我区的公路建设迅猛发展。山于独特的地理环境，新建的无论是一般公路、还是高速公路，90%以上都采用半刚性基层。这种结构形式具有较高的强度、承载力和使用性能，为实现“强基薄面”结构提供了可靠保证，使得其在全区公路路面建设屮得以广泛应用。但与此同时，随着半刚性基层的大量采用，这种结构形式存在

2、的难以克服的缺点也日益显现，导致路面使用质量和寿命达不到应有的水平。因此，充分认识半刚性基层材料的强度形成和缩裂特性，有针对性的进行研究和利用，对进一步改善路面实际使用效果具有非常重要的现实意义。一、半刚性基层材料的强度形成半刚性基层材料的强度由于稳定材料与土石材料在掺配、拌和、压实过程中发生了一系列的物理、化学反应而形成。石灰稳定类材料的强度形成。其强度形成主要是石灰与细粒土的相互作用。土中掺人石灰，石灰与土发生强烈的相互作用，从而使土的工程性质发生变化。初期表现为土的结团、塑性降低、最佳合水量增大和最大密实度减小等;后期变化主要表观在结晶结构的形成，从而提高土的强度与

3、稳定性。影响石灰土强度与稳定性的主要因素冇:土质、石灰的质量与剂量、养生条件与龄期等。各种成因的亚砂土、亚粘土、粉土类土和粘士类土都可以用石灰来稳定。各种化学组成的石灰均可用于稳定土。但白云石石灰的稳定效果优于方解石石灰。石灰剂量是按消石灰占干土重的百分率计。石灰剂量较低时（小于3%-4%）,石灰主要起稳定作用，使土的塑性、膨胀性、吸水量降低，具有一定的水稳定性。随着石灰剂量的增加，石灰土的强度和稳定性提高，但当剂量超过一定范围，过多的石灰在空隙中以自山灰存在，将导致石灰土的强度下降。石灰土的最佳剂量随土质的不同而异，T：的分散度越高则最佳剂量越大。最佳石灰剂量也与养生龄

4、期有关,在28d内，最佳石灰剂量随着龄期的增长而增大，28d后基本趋于稳定。石灰土的强度形成需要一定的温度和湿度。高温和适当的湿度对石灰强度的形成是有利的，这是因为湿度高可使反应过程加快，但湿度过人（湿砂养生）会影响新生物的胶凝结晶硬化，从而影响石灰土强度的形成。石灰I••的强度随龄期的增长大体符合指数规律。水泥稳定类材料的强度形成。其强度形成主要是水泥与细粒土相互作用。影响水泥稳泄上强度与稳定性的主要因素有土质、水泥成份与剂量、水等。土的矿物成分对水泥稳定土的性质有重耍影响，除有机质或硫酸盐含量高的土外，各种砂砾上、砂土、粉土和粘土均可用水泥稳定。要达到规定的强度，水泥

5、剂量随粉粒和粘粒合量的增加而增高。实践证明，用水泥稳定级配良好的土，既可节约水泥，又能取得满意的稳定效果。水泥的成分和剂量对水泥稳定土的强度有重要影响。通常认为，各种类型的水泥都可用于稳定土。实践证明，对于同一种土，水泥矿物成分是决定水泥稳定土强度的主导因素。一般情况下，硅酸盐水泥的稳定效果好，而铝酸盐水泥则较差。当水泥的矿物成分相同时，水泥稳定土的强度随着水泥比表面和活性的增大而提高。水泥稳定土的强度随水泥剂量的增加而增加，但考虑到水泥稳定土的抗温缩与抗干缩以及经济性，应有一个合理的水泥用量范围。含水量対水泥稳定土的强度有重大影响。当混合料于合水量不足时，水泥就要与土争

6、水，若土对水冇较大的亲和力，就不能保证水泥完成水化和水解作用。水泥稳定土需要湿法养生，以满足水泥水化的需要。水泥剂量大、养生温度高时，其增长速率大。水泥稳定土的强度随龄期的增长而增长，二者之间大致呈指数关系。综合稳定类材料的强度形成。综合稳定类材料是以石灰或水泥为主要结合剂、外掺少量活性物质或其他材料，以提高和改善土的技术性质。单纯用石灰稳定砂性土效果一般较差，而采用二灰综合稳定则效果显著提高。粉煤灰是一种火山灰物质，它含有活性的氧化硅和氧化铝，在石灰的碱性激发及相互作用下生成含水的硅铝酸钙。这些新生的胶凝物质晶体具有较强的胶结能力和稳定性。由于粉煤灰系空心球体，所以掺人

7、粉煤灰后,石灰土的最佳含水量增大、最大干密度减少。尽管如此，其强度、刚度及稳定性均有不同程度提高，尤其是抗冻性有较显著的改善，而温度收缩系数比石灰土有所减少，这对抗裂有重要意义。粉煤灰是一种缓凝物质，山于表面能低，难于在水中溶解，导致二灰混合料休系中火山灰反应相当缓慢，这是二灰稳定类后期强度高，平期强度低的根本原因。为了改善水泥在土中的硬化条件，提高水泥稳定效果，常常在掺加水泥的同时掺加少量其他添加剂。石灰是水泥稳定土产最常用的添加剂之一。在水泥稳定之前,先往土屮掺加少量的石灰，使之与土粒之间进行离子交换和化学反应，为水泥在土