粉煤灰水泥稳定碎石基层力学特性的试验研究

粉煤灰对水泥稳定碎石路用性能的影响分析半刚性基层目前已是我国高等级路面中所使用的最主要的材料类型。

众多学者历经了数十年的施工实践和理论研究，一致认识到，基层是柔性路面和半刚性路面的主要承重层，基层的强弱和好坏对整个路面，特别是沥青路面的强度、质量和寿命都有十分重要的影响。

水泥稳定碎石以其良好的路用性已经普遍用于许多道路结构中，而粉煤灰作为一种工程材料加入水泥稳定级配碎石中，则能够起到节约水泥、改善拌和物的和易性、减少干缩率，提高后期强度、降低模量、提高极限拉伸应变，增强抗渗性、耐久性等功效。

为详细考察粉煤灰对水泥稳定碎石的影响，选取了两种级配的水泥稳定碎石和水泥粉煤灰稳定碎石为对象，进行了多项基层性能试验对比，由此得出了一些粉煤灰对水泥稳定碎石基层的性能影响。

1．原材料本次研究的基层原材料主要包括：水泥、粉煤灰和碎石。

检测的主要项目依据基层的施工技术规范进行。

试验采用的粉煤灰是军粮城电厂粉煤灰，有效成分含量见表1。

水泥是“辇牌”粉煤灰硅酸盐水泥，水泥品种为PF－32.5。

碎石是山东提供，级配见表3。

粉煤灰成分表表1配合比成分表表2碎石的筛分结果表3击实试验是对稳定土进行击实试验，并绘制稳定土的含水量与干密度关系曲线，从而确定稳定土的最佳含水量与最大干密度。

结果列于表4。

各级配的最大干密度与最佳含水量的试验结果表表42．力学试验分析2．1无侧限抗压强度无侧限抗压强度是测定无机结合料稳定土试件在无侧限条件下的抗压强度。

本试件采用高:直径＝1:1的圆柱体,高和直径均为100mm，是按照预定干密度用静力压实法制备试件。

试件脱模称重后，应立即用塑料薄膜包复，进行室内进行保温。

养生时间按本试验要求分为：7d、28d、100d。

养生期间的温度为20℃，湿度为95%。

养生期的最后一天，应该将试件浸泡在水中一昼夜。

结果见表5。

各种级配的无侧限抗压强度结果汇总表表5从上表可以发现，两种材料随着养生时间的延长，其无侧限抗压强度逐渐变大，其中水泥稳定碎石的早期强度（7d）明显高于水泥粉煤灰碎石；到了28 d 时，两者强度都进一步增大，不过仍然是水泥稳定碎石的强度要略高于水泥粉煤灰碎石；但是到了后期（100d），强度规律则发生明显的改变，最高强度的是水泥粉煤灰碎石，水泥稳定碎石的强度反而小于前者，这说明粉煤灰对基层的后期强度提高起到明显的作用。

水泥粉煤灰稳定碎石基层材料路用性能研究摘要：从水泥粉煤灰稳定碎石基层材料的强度、干缩和温缩性能、抗冻及抗冲刷性能等一系列重要路用性能指标出发，将水泥粉煤灰稳定碎石与水泥稳定碎石进行比较，以期从整体上对这种混合料的相对性能特点进行把握，为以后的设计和施工提供技术指导。

关键词：粉煤灰；强度；干缩；温缩；抗冻性：冲刷性0 引言水泥粉煤灰稳定碎石基层是近年来发展起来的新型路面基层类型。

水泥粉煤灰稳定碎石后期强度高，收缩系数较小，前提是经过了充分的水化反应。

因此，半刚性基层经常出现的开裂问题就得到了很好的解决;与水稳碎石相比，用粉煤灰来替换水泥，不仅工程的成本造价大幅减少，最主要的是路用性能中的抗裂性也变好了，所以后期裂缝相应的变少了，经济效益也很理想。

1 试验试件制备（1）配合比：1）水泥粉煤灰稳定碎石—结合料与集料的比例采用11.0：89.0，水泥与粉煤灰的比例采用1.5：9.5，2.0：9.0，2.5：8.5和3.0：8.0，集料级配采用级配（Ⅰ）范围中值；2）水泥稳定碎石，水泥与集料的比例采用3：97，集料级配与水泥粉煤灰稳定碎石相同；（2）试件尺寸与龄期：1）抗压强度、抗压模量、劈裂强度：尺寸——15cm×15cm圆型试件，龄期——水泥粉煤灰稳定碎石的龄期为7d，28d，90d，180d；水泥稳定碎石和石粉煤灰稳定碎石的龄期为7d，28d，90d，180d。

2）干缩试件：尺寸——10cm×10cm×40cm梁式试件，龄期——7d。

3）温缩试件：尺寸——10cm×10cm×40cm梁式试件，龄期——90d。

4）冲刷试件：尺寸——15cm×15cm圆型试件，龄期——180d。

5）冻融试件：尺寸——15cm×15cm圆型试件，龄期——28d，180d。

（3）试件制备：首先，不同的混合料的最大干密度和最佳含水量要先确定，压实度达到98%，处于最佳含水量条件下，用试模通过静压成型，最后在20±2℃温度环境下湿气养生。

水泥粉煤灰稳定碎石基层使用性能探讨工学论文水泥粉煤灰稳定碎石基层使用性能探讨工学论文路面基层是沥青面层铺设的主要承重层，要求路面基层具有一定的强度、刚度与稳定性。

在保证基层强度与稳定性要求的前提下，用水泥来替代石灰，作为粉煤灰的活性激发剂，形成水泥粉煤灰稳定碎石基层，从而达到早期强度高，稳定性能好，交通开放时间早，成本降低的目的。

根据工地实际情况，采用以下原材料，并且按照试验规程对以下原材料进行室内试验，得到以下结果。

（1）水泥：采用325号普通硅酸盐水泥，水泥终凝时间大于6h。

在水泥粉煤灰稳定碎石基层中不应采用早强水泥。

（2）粉煤灰：采用浙江省嘉兴热电厂的粉煤灰，经过试验其化学成分中Si2、Al2O3、Fe2O3总含量等于或大于70%，烧失量不大于20%，比表面积大于2500cm2/g。

（3）石灰：采用浙江省长兴生产的生石灰消解，符合JC/T480-92标准中合格品要求。

（4）碎石：采用最大粒径不超过30㎜，压碎值不大于30%。

目前交通建设工地上经常采用水泥、石灰作为基层的无机胶结料，从而形成了水泥稳定碎石基层、石灰粉煤灰稳定碎石基层，水泥粉煤灰碎石基层三个典型代表，这三大类无机结合料的强度形成理论机理分别为：(1)水泥稳定碎石基层：水泥矿物与混合料中的水分产生强烈的水解和水化反应，同时分解出Ca（OH）2并形成其它水化物，以及水泥石在碱介质中析出、结晶、硬化。

(2)石灰粉煤灰稳定碎石基层：石灰中Ca（OH）2与粉煤灰中活性的AlO2、SiO2反应生成含水的铝硅酸钙。

(3)水泥粉煤灰碎石基层：水泥矿物与混合料中水分产生Ca（OH）2和的粉煤灰中活性AIO2、SIO2反应，形成铝硅酸钙。

根据三类混合料的特性，以早期强度要求高，收缩裂缝少，施工容易，成本低为目的，进行配合比室内试验。

以室内击实试验所得的最大干密度、最佳含水量和实际现场压实度要求大于98%，进行静压法成型，得7天、28天以及90天的试件强度，结果如下表所示。

第29卷　第9期2007年9月武　汉　理　工　大　学　学　报JOURNA L OF WUHAN UNIVERSIT Y OF TECHN OLOG YVol.29　No.9　Sep.2007粉煤灰对水泥稳定碎石材料力学性能的影响姜　铁1,常　颖2,国玉春3,王　彬1,李明元4(1.内蒙古通辽市公路管理处,通辽028000;2.内蒙古通辽市交通工程局,通辽028000;3.内蒙古通辽市奈曼旗公路管理段,通辽028000;4.安达市公路管理处,安达154000)摘　要:　针对国内外对于水泥粉煤灰稳定碎石材料的力学性能研究不够完善、系统,力学参数不够合理、材料无法推广应用等问题,通过系统研究粉煤灰对水泥稳定碎石材料的早期强度、长期强度、劈裂强度以及回弹模量等力学性能的影响,探讨了粉煤灰对水泥稳定碎石材料的力学性能影响规律,为水泥粉煤灰稳定碎石材料的改性机理研究、合理力学设计参数研究提供了必要的基础。

关键词:　粉煤灰;　水泥粉煤灰稳定碎石;　力学性能;　设计参数中图分类号:　TU 502.6文献标志码:　A文章编号:167124431(2007)0920108203R esearch on the Influence of Fly Ash on the Mechanic Performanceof Cement Stabilized Crushed StonesJ IA N G Tie 1,CHA N G Yi n 2,GUO Y u 2chun 3,W A N G B i ng 1,L I M i ng 2yuan 4(1.Tongliao Highway Administration of Inner Mongolia ,Tongliao 028000,China ;2.Tongliao Transportation Engineering Bureau of Inner Mongolia ,Tongliao 028000,China ;3.Tgonliao Naiman Local Highway Administrationof Inner Mongoliao ,Tongliao 028000,China ;4.Anda Highway Administration ,Anda 154000,China )Abstract :　The research on the mechanic performance of cement and fly ash stabilized crushed stones is not perfect and sys 2temic.The mechanic parameters are not reasonable and its a pplication is not abroad.The influence of fly ash on its early strength ,long strength ,splitting tensile strength and modulus is studied in this article.The influence rule of fly ash on cement stabilized crushed stones is also studied in this article.The stud y provides the necessary base on the modification mechanism and the reasonable mechanical design parameters.K ey w ords :　fly ash ;　cement and fly ash stabilized crushed stones ;　mechanical performance ;　design parameters收稿日期:2007206215.基金项目:西部交通建设科技项目(200631800042).作者简介:姜　铁(19692),男,高级工程师.E 2mail :hmily690405@粉煤灰是一种具有潜在火山灰活性的工业废渣,其在道路建筑中的应用逐渐受到各部门的重视。