水泥粉煤灰穩定碎石基層使用性能探討工學論文
摘要:通過室內試驗,研究基層材料水泥粉煤灰穩定碎石的物理和力學使用性能,并與常規基層材料進行對比分析。研究結果表明,水泥粉煤灰穩定類基層優于其他常規基層材料,具有早期強度高、交通開放時間提前、經濟性好等優良特性。
關鍵詞:基層;水泥粉煤灰穩定碎石;強度;使用性能
路面基層是瀝青面層鋪設的主要承重層,要求路面基層具有一定的強度、剛度與穩定性。在保證基層強度與穩定性要求的前提下,用水泥來替代石灰,作為粉煤灰的`活性激發劑,形成水泥粉煤灰穩定碎石基層,從而達到早期強度高,穩定性能好,交通開放時間早,成本降低的目的。
1 原材料確定
根據工地實際情況,采用以下原材料,并且按照試驗規程對以下原材料進行室內試驗,得到以下結果。
(1)水泥:采用325號普通硅酸鹽水泥,水泥終凝時間大于6h。在水泥粉煤灰穩定碎石基層中不應采用早強水泥。
(2)粉煤灰:采用浙江省嘉興熱電廠的粉煤灰,經過試驗其化學成分中Si2、Al2O3、Fe2O3總含量等于或大于70%,燒失量不大于20%,比表面積大于2500cm2/g。
(3)石灰:采用浙江省長興生產的生石灰消解,符合JC/T480-92標準中合格品要求。
(4)碎石:采用最大粒徑不超過30㎜,壓碎值不大于30%。
2 基層混合料強度形成機理
目前交通建設工地上經常采用水泥、石灰作為基層的無機膠結料,從而形成了水泥穩定碎石基層、石灰粉煤灰穩定碎石基層,水泥粉煤灰碎石基層三個典型代表,這三大類無機結合料的強度形成理論機理分別為:
(1)水泥穩定碎石基層:水泥礦物與混合料中的水分產生強烈的水解和水化反應,同時分解出Ca(OH)2并形成其它水化物,以及水泥石在堿介質中析出、結晶、硬化。
(2)石灰粉煤灰穩定碎石基層:石灰中Ca(OH)2與粉煤灰中活性的AlO2、SiO2反應生成含水的鋁硅酸鈣。
(3)水泥粉煤灰碎石基層:水泥礦物與混合料中水分產生Ca(OH)2和的粉煤灰中活性AIO2、SIO2反應,形成鋁硅酸鈣。
根據三類混合料的特性,以早期強度要求高,收縮裂縫少,施工容易,成本低為目的,進行配合比室內試驗。
3 試驗結果
以室內擊實試驗所得的最大干密度、最佳含水量和實際現場壓實度要求大于98%,進行靜壓法成型,得7天、28天以及90天的試件強度,結果如下表所示。
4 經濟成本比較結果
工程項目總需混合料為35萬立方米,對三種基層類型以滿足設計強度要求進行經濟成本分析,比較結果如下表所示。
綜上所述,根據試驗結果和經濟成本比較,結合技術性能、施工工藝等方面比較,認為水泥粉煤灰穩定碎石是一種強度高、使用性能好、經濟合理的基層方案。
參考文獻
[1]JTJ034-2000公路路面基層施工技術規范[S].北京:人民交通出版社,2000,(9).
[2]JTJ058-2000公路工程集料試驗規程[S].北京:人民交通出版社,2000,(9).
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