摘要：文章分析了水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層開裂的機理，針對病害的防治措施進行了探討。

　　關(guān)鍵詞：公路,粉煤灰穩(wěn)定碎石基層,開裂,防治

　　1概述

　　粉煤灰中含有大量sio2、al2o3等能反應(yīng)產(chǎn)生凝膠的活性物質(zhì)，它們在粉煤灰中以球形玻璃體的形式存在，這種球形玻璃體比較穩(wěn)定，表面又相當致密，不易水化，水泥粉煤灰早期反應(yīng)主要是水泥遇水后產(chǎn)生水解與水化反應(yīng)，水泥水化生成硅酸鈣晶體，這些晶體產(chǎn)生部分強度，同時水泥水化生成氫氧化鈣通過液相擴散到粉煤灰球形玻璃體表面，發(fā)生化學(xué)吸附和侵蝕，生成水化硅酸鈣與水化鋁酸鈣，大部分水化產(chǎn)物開始以凝膠體出現(xiàn)，隨著凝期的增長，逐步轉(zhuǎn)化為纖維狀晶體，并隨著數(shù)量的不斷增加，晶體相互交叉，形成連鎖結(jié)構(gòu)，填充混合物的孔隙，形成較高的強度，隨著粉煤灰活性的不斷調(diào)動，使水泥粉煤灰不僅有較高的早期強度，而且其后期強度也有較大提高。

　　2配合比設(shè)計試驗

　　采用水泥+粉煤灰占總量的15%、20%，水泥劑量為3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%分別進行試驗。具體試驗數(shù)據(jù)如表1：從上表可見碎石的用量對混合料的強度影響很大，在水泥劑量不變的情況下碎石用量從85%減少到80%，其七天強度下降28.8%。如果碎石用量為80%，水泥用量即使達5.5%，其七天強度也不能達到規(guī)范對上基層的強度要求。當然從經(jīng)濟效益上分析，碎石用量從85%減少80%，材料成本將減少2.3%，其原因是一來粉煤灰比碎石單價便宜，二來是混合料中粉煤灰含量越多，混合料的最大干密度就越小，每立方米混合料所需材料越少。所以綜合考慮將配合比暫定為下基層水泥：粉煤灰：碎石=4：16：80，上基層水泥：粉煤灰：碎石=5：10：85。參考水泥穩(wěn)定碎石中心站集中廠拌法施工規(guī)范進行施工，在采用上述配比施工的上、下基層都不同程度的出現(xiàn)了較多的開裂現(xiàn)象，特別是上基層平均每5～10m一道橫向貫穿裂縫。針對這個問題，我們對水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石的開裂機理及防治辦法進行了專項研究。

　　3開裂機理分析

　　水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石混合料產(chǎn)生開裂的原因是因為受到溫縮和干縮的綜合作用，但施工期間氣溫逐漸升高，因此主要是干縮造成了開裂。

　　水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石混合料經(jīng)拌和壓實后，由于蒸發(fā)和混合料內(nèi)部發(fā)生水化作用，混合料的水份會不斷減少。由于水的減少而發(fā)生的毛細管作用、吸附作用、分子間力的作用，材料礦物晶體或凝膠體間層間水的作用和碳化收縮作用等都會引起水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石材料產(chǎn)生體積收縮，其干縮性的大小與水泥、粉煤灰劑量，碎石粒料的含量，混合料中小于0.075mm的細顆粒的含量相關(guān)，針對上述原因我們進行了大量的試驗分析。

　　3.1干縮系數(shù)試驗

　　3.1.1不同水泥劑量對干縮系數(shù)的影響

　　3.1.2粒料含量與干縮溫縮系數(shù)的關(guān)系

　　3.1.3集料級配及含量與干縮系數(shù)關(guān)系對于水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石，采用5%的水泥劑量，當級配采用規(guī)范級配的上、中、下限時其干縮系數(shù)，分別為60×;10-6、40×;10-6、30×;10-6.二灰：碎石=15：85與二灰：碎石=20：80時，7天齡期的最大干縮應(yīng)變和平均干縮系數(shù)為233×;10-6、273×;10-6、65×;10-6、55×;10-6。

　　3.2試驗數(shù)據(jù)分析。

　　3.2.1水泥劑量從5%增加到6%和7%，干縮系數(shù)增加20%和30%.所以在保證設(shè)計強度的情況應(yīng)盡量控制水泥劑量，實際最大水泥劑量不能超過5.5%。

　　3.2.2在水泥劑量不變的情況下，粉煤灰劑量增大5%，干縮應(yīng)變增加17%，干縮系數(shù)增加18%.所以粉煤灰應(yīng)盡量少用，綜合經(jīng)濟效應(yīng)及強度要求，粉煤灰用量在8%-10%之間比較合適。

　　4水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的病害防治措施

　　4.1控制水泥劑量、加強養(yǎng)護

　　水泥劑量直接影響水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的強度,劑量越高強度越高,但劑量越高,干縮變形和溫度變形越嚴重、產(chǎn)生的干縮裂縫、溫度裂縫越多,越易導(dǎo)致水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的破壞,嚴重縮短道路使用年限。配合比設(shè)計時,水泥劑量應(yīng)根據(jù)規(guī)范確定,確定為所選范圍的中值。

　　4.2增大粉煤灰劑量

　　粉煤灰中的活性SiO2、Al2O3與水泥水化過程中析出的CaO起化學(xué)反應(yīng),生成穩(wěn)定的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣,延緩水泥的凝結(jié)時間,并有效提高后期強度,減少干縮裂縫的出現(xiàn)。

　　4.3預(yù)設(shè)伸縮縫

　　水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層具有熱脹冷縮性質(zhì),使用過程中易出現(xiàn)不規(guī)則的溫度裂縫,且隨強度、壓實度、厚度、礦料級配比例等不同而各異。為減少這種現(xiàn)象產(chǎn)生,可采用預(yù)設(shè)伸縮縫的方法解決。沿縱向每隔20m切割一條收縮縫、深80 mm -100 mm,寬5 mm -8 mm�？p深為80 mm -100 mm時,一般占本結(jié)構(gòu)層厚度的1/2,28天強度形成時均能沿縫產(chǎn)生開裂�？p寬5 mm -8 mm。既能保證縫內(nèi)雜物被清除干凈,又能使瀝青料填充密實。

　　4.4加強各施工環(huán)節(jié)控制防止離析

　　混合料在輸出時,盡量降低出料高度,出料口與運料車廂的高差控制在2m以內(nèi),運料車及時移動前后位置,保證均勻裝料;運料車在運輸過程中,應(yīng)勻速行駛,避免急剎車和劇烈顛簸;向攤鋪機受料斗卸料時,緩慢提升車廂,切忌速度過快;攤鋪過程中,使螺旋布料器均勻運轉(zhuǎn),切忌時快時慢;人工找平時,應(yīng)扣鍬布料,切忌揚鍬遠拋。

　　4.5控制好礦料級配

　　水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石主要由碎石和石屑配制而成,礦料品質(zhì)的好壞直接影響結(jié)構(gòu)的抗壓強度及均勻性。因此在材料進場前必須嚴格控制,把好收料關(guān),不同規(guī)格的材料分類堆放,杜絕混堆亂放。

　　4.6選用適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)層

　　水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石強度較高,板體性較好,下承層應(yīng)采用強度匹配、較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。且因干縮變形和溫度變形、水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石易出現(xiàn)裂縫。以往采用石灰土作下墊層,雨雪水一旦浸入縫隙,會造成石灰土層軟弱,在行車作用下極易出現(xiàn)唧泥,產(chǎn)生冒白漿現(xiàn)象,從而引起結(jié)構(gòu)層的破壞。工程實踐表明二灰穩(wěn)定粒料適宜作為水泥穩(wěn)定粉煤灰碎石基層的下承層。

　　5結(jié)語

　　水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層是車輛荷載的主要承擔者，應(yīng)當采取積極有效的措施防止各類病害的產(chǎn)生，提高道路的使用品質(zhì)和使用壽命，獲得經(jīng)濟效益和社會效益。

　　參考文獻:

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