无机结合料稳定粉土路用性能试验研究

[论文关键词]：无机结合料稳定粉土 基层 配合比设计 强度 水稳定性

[论文摘要]：利用无机结合料稳定粉土作为路面基层，可以降低我国西部地区公路建设造价。本文对石灰粉煤灰稳定粉性土的最佳配合比进行了研究，通过室内试验，对其抗压强度和劈裂强度进行了测试，进而评价了无机结合料稳定粉土的水稳定性。

在我国西部地区进行县乡公路网建设过程中，应充分利用地方或稳定材料作为路面基层，在满足使用功能的条件下，尽量降低路面工程的造价，充分利用有限的资金投入，加快西部建设的发展。我国西北地区石料和砂砾等材料造价较高，当地资源最为丰富的是地表覆盖的大量粉土。采用合理的固化方式，充分利用当地的材料，以稳定粉性土做为路面基层材料，将会取得非常显著的效益，有力推动当地公路建设持续发展。本文对石灰、水泥等无机结合料稳定粉性土的最佳配合比进行研究，并对其路用性能进行评价。

1 原材料性质

（1）粉土

表1粉土颗粒分析结果

表2粉性土物理力学参数测定值

（2）石灰

石灰的主要技术品质见表3。

表3 石灰主要技术品质

（3）水泥

水泥为325#普通硅酸盐水泥，主要技术品质见表4。

表4 水泥主要技术品质

2混合料配合比设计

根据《公路工 程无机结合料稳定材料试验规程（JTJ057-94）》规定的室内重型击实方法确定各种配合比的最佳含水量和最大干容重，之后按最佳含水量和最大干容重静压成型、养生，并测定7天龄期饱水无侧限抗压强度，据此选择可行的混合料配合比进行研究。

试件成型用静压法成型，试件尺寸为直径×高=5cm×5cm。成型后试件置于恒温恒湿箱中养生（温度25±2℃，湿度90±2%）。在龄期最后一天饱水24小时，然后在路面材料强度测试仪上测定其无侧限抗压强度。各配合比的重型击实结果及7天无侧限抗压强度试验结果见表5。

表5 7天无侧限抗压强度试验结果

从表中可以看出，石灰剂量为6％时，石灰稳定粉土无侧限抗压强度为0.98MPa，已经满足我国规范规定的二级及二级以下公路路面基层的石灰粒料土无侧限抗压强度大于0.8MPa的规定。同时可以发现石灰稳定粉土随石灰剂量的增加，无侧限抗压强度增长非常缓慢，剂量从6％到12％，强度只增加了15％，即0.17MPa，从水稳定性及冻稳定性等路用性能综合考虑，最后采用8%的石灰剂量作为石灰稳定粉土的推荐配合比进行试验研究。

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3强度试验

试件的制备、养生和测试按《公路工程无机结合料稳定试验规程（JTJ057-94）》规定的方法进行，试件规格为：直径×高＝50mm×50mm。

测试得出的8％石灰剂量和5％水泥剂量的无机结合料稳定粉土的不同龄期抗压强度和劈裂见表6，其中 为抗压强度的平均值，RC是每一组试件的试验结果按90％保证率的取值； 为劈裂强度的平均值，Ri是每一组试件的试验结果按90％保证率的取值。

表6 无机结合料稳定粉土强度试验结果

4水稳定性评价

试件的制备按规范规定的方法进行，试件尺寸为：直径×高＝50mm×50mm，密实度为95％。经恒温恒湿养生48小时后置于水中养护，养护温度为20±2℃，龄期分别为7、28和90天。水稳系数按下式计算，结果如表7所示。

表7水稳定性试验结果

从表5可以看出，石灰稳定粉土的水稳定性较低，7天龄期水稳系数为86％，180天龄期的水稳系数为75.4％，但各龄期的泡水养生强度仍大于0.8Mpa，能满足路面基层强度的基本要求，可以作为县乡公路的路面基层。

5结语

本文通过室内试验对无机结合料稳定粉土作为县乡公路路面基层材料的配合比设计、强度特性、水稳定性进行研究，主要得到以下结论：

1）无机结合料稳定粉土无侧限抗压强度随无机结合料剂量的增加显著增长。同时从性及随剂量增加混合料的收缩会加大两方面考虑，最后采用8%的石灰剂量和5％水泥剂量作为稳定粉土的推荐配合比进行试验研究。

2）无机结合料稳定粉土无侧限抗压强度和抗拉强度随龄期增加而增长。8％石灰稳定粉土180天龄期无侧限抗压强度比7天龄期无侧限抗压强度增加了近一倍左右，说明石灰稳定粉土的强度生成缓慢。5％水泥稳定粉土7天龄期无侧限抗压强度仅占90天龄期无侧限抗压强度的66.8％，水泥在土中的水解和水化是一个长期过程。

3）石灰稳定粉土的水稳定性较低，但各龄期的泡水养生强度仍大于0.8Mpa，能满足路面基层强度的基本要求。水泥稳定粉土7天龄期水稳系数大于100％，90天龄期水稳系数都大于90％，说明水泥稳定粉土均具有较好的水稳定性。

参考文献

[1]沙庆林·高等级公路半刚性基层·第一版·人民出版社·1998年9月

[2]沙爱民·半刚性路面材料结构与性能·第一版·人民交通出版社·1998年5月

[6]张超,张小荣,赵倩·粉土基层稳定机理的研究·西安公路学院学报·1993年9月·第13卷·6～12

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