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

　　關鍵詞：公路,粉煤灰穩定碎石基層,開裂,防治

　　1概述

　　粉煤灰中含有大量sio2、al2o3等能反應產生凝膠的活性物質，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定，表面又相當致密，不易水化，水泥粉煤灰早期反應主要是水泥遇水后產生水解與水化反應，水泥水化生成硅酸鈣晶體，這些晶體產生部分強度，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，發生化學吸附和侵蝕，生成水化硅酸鈣與水化鋁酸鈣，大部分水化產物開始以凝膠體出現，隨著凝期的增長，逐步轉化為纖維狀晶體，并隨著數量的不斷增加，晶體相互交叉，形成連鎖結構，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。具體試驗數據如表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范對上基層的強度要求。當然從經濟效益上分析，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。參考水泥穩定碎石中心站集中廠拌法施工規范進行施工，在采用上述配比施工的上、下基層都不同程度的出現了較多的開裂現象，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

　　水泥粉煤灰穩定碎石混合料產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。

　　水泥粉煤灰穩定碎石混合料經拌和壓實后，由于蒸發和混合料內部發生水化作用，混合料的水份會不斷減少。由于水的減少而發生的毛細管作用、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定碎石材料產生體積收縮，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，針對上述原因我們進行了大量的試驗分析。

　　3.1干縮系數試驗

　　3.1.1不同水泥劑量對干縮系數的影響

　　3.1.2粒料含量與干縮溫縮系數的關系

　　3.1.3集料級配及含量與干縮系數關系對于水泥粉煤灰穩定碎石，采用5%的水泥劑量，當級配采用規范級配的上、中、下限時其干縮系數，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變和平均干縮系數為233×;10-6、273×;10-6、65×;10-6、55×;10-6。

　　3.2試驗數據分析。

　　3.2.1水泥劑量從5%增加到6%和7%，干縮系數增加20%和30%.所以在保證設計強度的情況應盡量控制水泥劑量，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%，干縮應變增加17%，干縮系數增加18%.所以粉煤灰應盡量少用，綜合經濟效應及強度要求，粉煤灰用量在8%-10%之間比較合適。

　　4水泥粉煤灰穩定碎石基層的病害防治措施

　　4.1控制水泥劑量、加強養護

　　水泥劑量直接影響水泥粉煤灰穩定碎石基層的強度,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、產生的干縮裂縫、溫度裂縫越多,越易導致水泥粉煤灰穩定碎石基層的破壞,嚴重縮短道路使用年限。配合比設計時,水泥劑量應根據規范確定,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起化學反應,生成穩定的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣,延緩水泥的凝結時間,并有效提高后期強度,減少干縮裂縫的出現。

　　4.3預設伸縮縫

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

　　4.4加強各施工環節控制防止離析

　　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,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,切忌時快時慢;人工找平時,應扣鍬布料,切忌揚鍬遠拋。

　　4.5控制好礦料級配

　　水泥粉煤灰穩定碎石主要由碎石和石屑配制而成,礦料品質的好壞直接影響結構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,不同規格的材料分類堆放,杜絕混堆亂放。

　　4.6選用適當的結構層

　　水泥粉煤灰穩定碎石強度較高,板體性較好,下承層應采用強度匹配、較穩定的結構。且因干縮變形和溫度變形、水泥粉煤灰穩定碎石易出現裂縫。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唧泥,產生冒白漿現象,從而引起結構層的破壞。工程實踐表明二灰穩定粒料適宜作為水泥穩定粉煤灰碎石基層的下承層。

　　5結語

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

　　參考文獻:

　　[1] 公路路面基層施工技術規范[M].北京:人民交通出版社,2001.

　　[2]道路建筑材料[M].北京:機械工業出版社,2002.