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水泥粉煤灰稳定碎石基层使用性能探讨

发布时间:2018-02-01

通过室内试验,研究基层材料水泥粉煤灰稳定碎石的物理和力学使用性能,并与常规基层材料进行对比分析。研究结果表明,水泥粉煤灰稳定类基层优于其他常规基层材料,具有早期强度高、交通开放时间提前、经济性好等优良特性。

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。

1 原材料确定

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2500cm2/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%。

2 基层混合料强度形成机理

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。

3 试验结果

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。

4 经济成本比较结果

工程项目总需混合料为35万立方米,对三种基层类型以满足设计强度要求进行经济成本分析,比较结果如下表所示。

综上所述,根据试验结果和经济成本比较,结合技术性能、施工工艺等方面比较,认为水泥粉煤灰稳定碎石是一种强度高、使用性能好、经济合理的基层方案。

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