水泥粉煤灰稳定碎石在公路工程中的应用.pdf

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1、施工技术与应用水泥粉煤灰稳定碎石在公路工程中的应用岳卫民陕西西安西安公路研究院710054摘要：由于二灰碎石基层早期强度偏低，所以在G310~道的建设中采用了水泥代替石灰做粉煤灰的活性激发剂。本文以G3l0国道的试验路为依托，介绍了水泥粉煤灰稳定碎石的强度形成机理，通过对比六种配比不同的半刚性基层材料的力学性能及其施工的可行性，优选出性能较好的混合料配比作为G310国道的基层材料配比。并结合试验路的铺筑，探讨了施工时的注意事项。关键词：水泥粉煤灰稳定碎石，骨架密实，基层，施工其中碎石的级配曲线如图1一、刖置高速公路的建设在我国如火

2、如荼的进行着，如何能够保证或延长公路的l／使用寿命，成为公路工作者的当务之急。在路面结构中基层起着主要的承重1嚣0／l／J作用，因此基层的好坏决定着公路的使用寿命。／f／f水泥粉煤灰混合料作为半刚性基层的一种，因为其早期强度较高，在公／rll路建设中应用越来越多。但是关于水泥粉煤灰基层的研究却还比较少。ll水泥粉煤灰基层相对于二灰基层来说，具有早期强度高的特点，但还有容0易出现裂缝等缺点，本文以郑~IG310国道为依托工程，对水泥粉煤灰稳定碎石0．0750．61．182．364．759．51931．5粒径(mm)的性能进行了分析，

3、并提出了笔者认为应该注意的一些问题，与同行共同探讨。图1二、水泥粉煤灰混合料的强度形成机理试件的制备根据规范规定，通过重型击实试验确定出最大干密度和最佳水泥粉煤灰混合料的强度形成机理主要在于粉煤灰玻璃体与水泥水化产含水量，再用静力压实法压实成型。生的cafOH)2作用，发生“火山灰”反应，产生c—S—H和c—A—H等凝胶物质，即：试件成型后马上用塑料袋包好，送到养生室进行标准养生(温度为2O℃，2(3CAO·SiO2)+5．5H20--+3CaO·2Si02"2．5HzO+3Ca(OH)2(1)湿度为97％)。2(2CAO’SiO

4、2)+5HzO--~'3CaO。2Si02"4H20+Ca(OH)2(2)(三)强度结果xCa(OH)z+SiO2+(n一1)H20~'xCaO‘SiO2。nH2O(3)因为现行《公路路面基层施工技术规范》中对于半刚性基层材料xCa(OH)2+A1203+(n一1)H20__'xca0·A1203"nH20(4)式中的X表示1或2。式(1)、(2)是水泥水化产生ca(0H)，式(3)、(4)是粉煤应用于高等级公路的唯一指标就灰玻璃体与Ca(OH)~生火山灰反应，生成c—s—H和C-A-H。是：混合料的7天浸水抗压强度，故由于水泥水

5、化产生的Ca(OH)：晶体较纯且易溶于水离解出大量的Ca2+和采用7天浸水抗压强度进行评价。OH一，使粉煤灰水化速度加快，同时水泥水化产生的c—s—H和c—A—H等使试件养生6天后，将试件饱水混合料中的c—s—H和c—A—H较多，从而混合料具有较高的早期强度。一天。强度测试在万能压力机上进行，以1mm／min的速率加载。测三、水泥粉煤灰稳定碎石的力学特性其七天抗压强度，结果见图2：图2(一)材料的物理化学性质从图中可以得到：1、在结合料和集料之间存在一个最佳比例问题，一般规定结合料的比1、粉煤灰本次所用的粉煤灰的灰质分析如表1粉煤

6、灰的化学成分分析(％)表1例在15％～20％之问。过多的结合料将会撑开集料间的空隙，使之不能形成烧失量Sio2Fe203Al2o3比表面积／(m·kg一)骨架结构；过少的集料将不能有效的将集料裹附，使其强度达不到要求。在表9．246．45．422．11962所给的四种水泥粉煤灰稳定碎石中A组虽然强度是最高的，但是因为其结合2、水泥采用的是龙岗水泥厂生产的325号水泥，技术指标符合国家出料较少，在施工中不易拌和且易产生离析。因此在生产中采用D组作为混合厂水泥标准。料的级配。2、水泥粉煤灰基层和二灰基层相比，具有早期强度高的特点。通过

7、对水3、石料采用具有一定级配的人工轧制的石灰石，最大粒径37．5mm，最泥粉煤灰混合料在7天时进行微结构电镜扫描，发现7天时大部分粉煤灰表面小粒径0．075mm(二)试件的成型及养生已开始水化。从表中可以看到，即使是水泥粉煤灰混合料的最低强度也比二根据以往工程实践可知，规范所给级配因为其细料的比例较大，在公路灰混合料中的最高强度高出40％。因此这对于现在我国公路建设中普遍存在的使用过程中较易产生裂缝，影响公路的使用寿命。的工期紧的情况是非常有利的。长安大学的戴经梁教授等人通过大量的试验研究提出了骨架密实型结四、水泥粉煤灰稳定碎石的

8、施工构能显著减少半刚性基层的收缩量，增大其抗裂系数的观点。因此本研究以混合料形成骨架密实型结构为目标，以其提高混合料的强1、拌和：在G3lO国道的施工过程中，采用的是拌和站集中拌和的方式。在度，减少裂缝。摊铺机正式摊铺前通过试拌调整配合比，使其符合