二灰穩(wěn)定混合料強(qiáng)度影響要素分析

1、二灰穩(wěn)定混合料強(qiáng)度影響要素分析    論文導(dǎo)讀：二灰穩(wěn)定碎石基層比水泥穩(wěn)定碎石造價(jià)低、易于施工，具有良好的力學(xué)性能、板體性、水穩(wěn)性和抗凍性，干縮、冷縮造成的裂縫又不及水泥穩(wěn)定碎石明顯，所以交通量不大的次高等級(jí)公路和一些市政工程中還普遍應(yīng)用。如何提高二灰穩(wěn)定碎石基層的強(qiáng)度，一直是同行們面臨的課題。本文分別從原材料、配合比、拌和、攤鋪、養(yǎng)生等各個(gè)方面對(duì)影響二灰穩(wěn)定碎石混合料強(qiáng)度的要素進(jìn)行了研究分析。 關(guān)鍵詞：強(qiáng)度，因素    隨著近幾年我國高等級(jí)公路質(zhì)量的不斷提高，二灰穩(wěn)定碎石基層已不在被廣泛應(yīng)用。但由于它比水泥穩(wěn)定碎

2、石造價(jià)低、易于施工，具有良好的力學(xué)性能、板體性、水穩(wěn)性和抗凍性，干縮、冷縮造成的裂縫又不及水泥穩(wěn)定碎石明顯，所以交通量不大的次高等級(jí)公路和一些市政工程中還普遍應(yīng)用。如何提高二灰穩(wěn)定碎石基層的強(qiáng)度，一直是同行們面臨的課題。我們經(jīng)過多次請(qǐng)教專家，結(jié)合以往幾年的施工經(jīng)驗(yàn)以及在市政工程中的應(yīng)用情況，主要從原材料、配合比、拌和、攤鋪養(yǎng)生等各個(gè)方面進(jìn)行了分析研究。 （）原材料 1）石灰 用于二灰穩(wěn)定碎石基層的石灰必須符合級(jí)消石灰或級(jí)生石灰以上的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)盡量縮短石灰存放時(shí)間，石灰如果存放時(shí)間過長，特別是在沒有覆蓋的情況下，其有效氧化鈣和氧化鎂的含量大大降低，原先質(zhì)量符合級(jí)的石灰可能變成等外石灰，這樣就大

3、大降低了混合料的強(qiáng)度形成和穩(wěn)定性。下列幾組數(shù)據(jù)就充分驗(yàn)證了這一點(diǎn)。      堆放時(shí)間    半月    一個(gè)月    二個(gè)月    三個(gè)月    半年     鈣鎂含量    61.3    57.2   &

4、#160;45.9    32.7    21.5     因此石灰不應(yīng)堆放時(shí)間過長，并用蓬布覆蓋，并防風(fēng)吹日曬、雨淋。生石灰在使用前必須充分消解，至少悶放7d 后再使用。使用消解不充分的和沒有悶放的石灰，碾壓完成后，在養(yǎng)生期間，未充分消解的石灰可能繼續(xù)吸水消解會(huì)引起局部膨脹、鼓包，影響穩(wěn)定層的強(qiáng)度和平整度，從而進(jìn)一步影響瀝青面層引起破壞另外。另外，消解后的石灰應(yīng)保持一定的濕度，不得產(chǎn)生飛揚(yáng)，也不能過濕成團(tuán)，如含水量過大，喂料斗就不可能均勻準(zhǔn)確地喂料，影響石灰劑量，基層強(qiáng)度就

5、無法保證。通過試驗(yàn)雜質(zhì)含量在10左右的一噸生石灰大約需要800900公斤的水。如果消解后的石灰雜質(zhì)含量過大，還要過1左右的篩，以保證施工中的石灰劑量。 2）粉煤灰 粉煤灰是火力發(fā)電廠燃燒煤粉產(chǎn)生的工業(yè)廢渣，它的成份是二氧化硅（SiO2）、三氧化二鋁（AL2O3）和三氧化二鐵（Fe2O3）。用于二灰穩(wěn)定碎石基層時(shí)要求它的總含量應(yīng)大于70%，燒火量不應(yīng)超過20%，燒火量過大將會(huì)明顯降低混合料的強(qiáng)度。粉煤灰的含水量不應(yīng)過大。如果過大，粉煤灰顆粒（粒經(jīng)大部分在0.010.1之間）會(huì)凝聚成團(tuán)，拌和時(shí)不易通過下料斗的開口，影響施工生產(chǎn)配合比和拌合機(jī)的產(chǎn)量，從而影響混和料的強(qiáng)度。比如2003年在常熟市政工程

6、中，進(jìn)到場的粉煤灰含水量大都超過40%，攤鋪完的二灰穩(wěn)定碎石混合料壓完后呈彈簧現(xiàn)象，3d-4d強(qiáng)度無法形成，后來我們采取向粉煤灰中摻生石灰（大約31的比例），然后再悶放3d-5d來充分吸濕粉煤灰中的水分，這樣既保證施工的順利進(jìn)行，又促進(jìn)了混合料強(qiáng)度的早期形成。 混合料中的粉煤灰用量多，雖然能夠提高它的后期強(qiáng)度，但對(duì)壓實(shí)度有一定的影響，使施工干密度變小，壓實(shí)度不易達(dá)到，而且表面在濕度降低時(shí)形成一層松軟的薄層，影響了表面強(qiáng)度和平整度。施工中石灰與粉煤灰的比例一般為121：3 3）石料 二灰碎石基層中，石料單個(gè)顆粒的最大粒徑不應(yīng)大于31.5mm，并且要有單個(gè)的連續(xù)級(jí)配，壓碎值、含泥量、針片狀都要符合

7、要求。細(xì)集料中粒徑小于0.075mm的顆粒含量不宜太多否則影響混合料的強(qiáng)度。 （二）配合比 石灰、粉煤灰與集料之比一般為20：80，在這種混合料中，集料能夠形成骨架，石灰和粉煤灰能填充到骨架的空隙中，在最佳含水量的作用下，把粗集料與細(xì)集料緊緊地粘結(jié)在一起，形成密實(shí)的整體結(jié)構(gòu)，具有足夠的強(qiáng)度。試驗(yàn)證明，在保證混合料合成級(jí)配的情況下適當(dāng)增加粗集料用量，混合料的強(qiáng)度明顯增加。下面的數(shù)據(jù)就能充分說明這一點(diǎn)。一種是在規(guī)范級(jí)配中值的上方，一種是在中值附近，一種是在規(guī)范級(jí)配中值的下方，這三種級(jí)配，我們均采用8%的石灰、12%粉煤灰用量分別進(jìn)行試驗(yàn)路段攤鋪，并采用相同的施工工藝和養(yǎng)生措施。7d后取芯發(fā)現(xiàn)級(jí)配偏

8、粗的強(qiáng)度最大、中值附近次之。      篩孔尺寸    315    19    95    475    236    11 8    06    0075    強(qiáng)度  

9、60; 代表值     較細(xì)級(jí)配    100    953    675    478    358    243    179    62    093   

10、; 084     中值級(jí)配    100    912    631    431    297    197    125    39    107   &

11、#160;101     較粗級(jí)配    100    869    587    395    226    143    94    23    115   

12、0;107     （三）拌和 只有全部材料充分拌和后，用石灰粉煤灰穩(wěn)定才能達(dá)到最大的效果，拌和不均勻會(huì)導(dǎo)致以下3個(gè)方面的結(jié)果：水分滲透不均勻，導(dǎo)致強(qiáng)度的不均勻；拌和不均勻，導(dǎo)致石灰粉煤灰分布不均勻；浪費(fèi)石灰粉煤灰。拌和時(shí)，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行拌和，并且設(shè)有專人看管各個(gè)喂料斗，以免原材料含水量過大時(shí)影響喂料斗的準(zhǔn)確性?；旌狭系暮繎?yīng)根據(jù)當(dāng)天的天氣情況略大于最佳含水量，使混合料攤鋪完碾壓時(shí)的含水量接近最佳值，有利于混合料壓實(shí)度滿足要求和強(qiáng)度更好的形成。拌和要均勻，特別要注意粗、細(xì)集料“窩”現(xiàn)象的發(fā)生。粗集料“窩”不能形成密實(shí)連續(xù)的整體，強(qiáng)度無法形成，

13、細(xì)集料窩“形不成骨架，養(yǎng)生不及時(shí)易產(chǎn)生干縮裂縫。所以給運(yùn)輸車裝料時(shí)要分三次，先裝車前再裝車尾最后裝車的中間。由于二灰穩(wěn)定混合料是一種緩凝材料，堆放時(shí)間稍長，對(duì)壓實(shí)度和強(qiáng)度影響不大，但堆放時(shí)間過長也會(huì)有一定的影響。所以拌成的混合料堆放時(shí)間不應(yīng)超過一天，最好當(dāng)天拌成的混合料當(dāng)天攤鋪完。 （四）攤鋪 現(xiàn)在有些施工單位常用結(jié)構(gòu)性能并不很完善的攤鋪機(jī)用來攤鋪二灰混合料，很難把運(yùn)輸車裝料和向攤鋪機(jī)內(nèi)倒料時(shí)造成粗集料離析現(xiàn)象處理好。因此在攤鋪混合料時(shí)，后面設(shè)一個(gè)35人的小組專門消除粗、細(xì)集料離析現(xiàn)象，對(duì)于粗集料“窩”和粗集料“帶”應(yīng)均勻地補(bǔ)撒細(xì)集料來填充粗集料的空隙。對(duì)細(xì)集料“窩”應(yīng)補(bǔ)撒粗集料使它形成密實(shí)的

14、骨架結(jié)構(gòu)，特別是攤鋪機(jī)的兩邊更容易發(fā)生粗集料“窩”現(xiàn)象，應(yīng)采用立方木的方法進(jìn)行施工，后面再設(shè)專人專門進(jìn)行處理粗集料窩“，這樣既節(jié)約混合料，又防止碾壓時(shí)的塌肩，更有利于混合料強(qiáng)度的早期形成。 （五）養(yǎng)生 適當(dāng)?shù)臈l件（水分、溫度和時(shí)間）對(duì)石灰粉煤灰粒料混合料的養(yǎng)生十分重要，即使有好的混合料設(shè)計(jì)，但如果沒有適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)生條件，也不會(huì)產(chǎn)生滿意的使用效果。二灰穩(wěn)定混合料基層一般在碾壓完成后第二天開始養(yǎng)生，每天灑水的次數(shù)應(yīng)根據(jù)天氣情況而定，表面始終應(yīng)保持一定的濕度，不能過濕或忽干忽濕。第一次開始灑水，應(yīng)用低壓力進(jìn)行噴水，防止破壞混和料剛剛形成的早期強(qiáng)度，養(yǎng)生期間除灑水車外，應(yīng)禁止任何車輛行駛。養(yǎng)生溫度影響二灰

15、混合料的強(qiáng)度非常明顯，養(yǎng)生溫度越高，強(qiáng)度越高。下面數(shù)據(jù)就說明了溫度和強(qiáng)度之間的關(guān)系。      齡期（d）    7d    14d    7d    14d    7d    14d    7d    14d  

16、60;  溫度（）    10    20    30    40     強(qiáng)度（MPa）    0.78    0.91    098    10 6    1.39    1.75