摘 要

水泥稳定碎石基层具有较高的强度、刚度和稳定性，在我国路面结构中应用广泛，如何进一步改善和提高其路用性能一直是普遍关注的问题。随着这种材料在公路中的使用，它的缺点也开始慢慢的显露出来，主要的表现形式为半刚性基层抵抗温缩和干缩性能比较差，容易产生裂隙，在车辆荷载和环境因素的影响下，裂隙会慢慢延伸，使路面的承载能力下降，路面的使用寿命缩短。本文通过查阅已有资料，并结合试验，学习如何综合运用自己的专业知识进行问题的研究和解决。主要研究不同剂量的粉煤灰和水泥，对水泥稳定碎石强度的变化规律和抗裂性能的影响。

关键词：水泥稳定碎石；粉煤灰；抗裂性能

Mixing of fly ash cement stabilized macadam crack resistance

ABSTRACT

The cement stabilized gravel base has advantage of high strength, stiffness and stability,so it is widely used in the pavement structure in our country, How to further improve and enhance the road performance has always been a matter of common concern. With the use of this material in highway, its shortcomings are also beginning to slowly emerge, the main form of semi-rigid base resistance temperature shrinkage and drying shrinkage performance more bad, easy to produce cracks, under the influence of vehicle load and environment factors, cracks extend slowly, the decrease of the bearing capacity of the pavement, the pavement service life shortened. This article, by looking up the existing data, combined with the experiment, studies how to apply the research and solution of the problem. The paper mainly studies the effect of different doses of ash and cement on the change rule and crack resistance of the cement.

Keywords: Cement stabilized gravel; Fly ash; Crack resistance

目 录

1 前言 1

1.1 研究的目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 研究的内容 6

2 水泥稳定碎石基层开裂病害调查与原因分析 7

2.1 水泥稳定碎石基层开裂病害路况调查 7

2.1.1 调查目的 7

2.1.2 调查内容 7

2.1.3 路况调查 8

2.2 水泥稳定碎石基层开裂原因分析 10

2.2.1 开裂内因 10

2.2.2 开裂外因 11

2.2.3 开裂解决和防治 11

2.3 本章小结 12

3 水泥粉煤灰稳定碎石材料配合比组成设计 14

3.1 水泥粉煤灰稳定碎石强度机理 14

3.1.1 水泥粉煤灰稳定碎石反应机理 15

3.1.2 粉煤灰对混合料的作用 15

3.1.3 水泥粉煤灰稳定碎石的应用 16

3.2 最佳粉煤灰的掺量 16

3.2.1 原材料 17

3.3.3 小结 20

3.3 配合比最佳 21

3.3.1 原材料检验及选定情况 21

3.3.2 确定水泥及粉煤灰的掺配剂量 22

3.3.3 标准击实确定最大干密度及最佳含水量 22

3.3.4 测定7天无侧限抗压强度试验 23

4 水泥粉煤灰稳定碎石抗裂性能 25

4.1 水泥粉煤灰稳定碎石收缩机理与抗裂参数 25

4.1.1 弹性一骨架联合作用机理 25

4.1.2 致密机理 26

4.2 干燥收缩开裂 28

4.2.1 干燥收缩开裂机理 28

4.2.2 干缩试验 29

4.2.3 干缩试验结果与讨论 30

4.3 温度收缩开裂 32

4.3.1 温度收缩开裂机理 32

4.3.2 温缩试验 33

4.3.3 温缩试验结果及分析 33

结论 38

致谢 39

参考文献 40

1 前言

在公路的建设当中，用半刚性材料作为路基面层已成为如今高等级路面结构的一种主要形式。但随着这种材料在公路中的使用，它的缺点也开始慢慢的显露出来，主要的表现形式为半刚性基层抵抗温缩和干缩性能比较差，容易产生裂隙，在车辆荷载和环境因素的影响下，裂隙会慢慢延伸，使路面的承载能力下降，路面的使用寿命缩短。因此对半刚性基层抗裂性能的研究一直是国内外公路研究的重点。

1.1 研究的目的及意义

到目前为止，水泥稳定碎石基层作为我国最为典型的半刚性基层，在我国具有广泛的运用。从上个世纪70年代开始，我国开始着重研究此基层，在此后的20年中此项技术得到了迅速的发展。水泥稳定碎石有着较高的刚度、强度和稳定性，以及比较强的抗变形能力。另外，在实际使用中，半刚性材料具有较高的板体性，能良好的适应交通的发展。因此，水泥稳定碎石凭借着其良好的工程性和显著的经济效益在我国的公路工程建设之中得到了广泛的运用，逐渐取代其他材料，成为我国主要的公路结构形式。可是随着使用时间的增长，以及交通量的日益增大，此类型路面通车使用后，出现了一系列的问题，比如早期破坏，而其中收缩裂隙就是产生早期破坏的一个非常重要的原因。所以对裂隙的防治对于公路建设具有非常重要的意义。

水泥稳定碎石属于水硬性材料，这种材料对于温度具有相当敏感的反应，同时对于湿度也是如此。在水泥稳定碎石基层水硬反应到强度形成以及使用的过程中，会因为温度的变化而产生收缩和因含水率的变化而产生干缩裂隙。当路面面层为沥青且沥青厚度较薄时，基层的裂隙会扩展到上面形成反射裂隙。裂隙的产生不仅仅会影响路面行车的行驶质量，同时也会降低路面的平整度和连续性、完整性。并且会对路面的结构在必定程度上导致强度的削弱。例如裂隙处的弯沉增大，回弹模量降低等等。随着时间的增加和季节的改变，由于雨水和雪水的慢慢浸入，会使得基层逐渐的变软，再加上大量的行车荷载，在荷载的反复作用下导致路面强大大量降低，因此产生冲刷现象和唧泥现象。裂隙会因此继续加宽，两侧的沥青路面会因此破碎，从而加速路面的破坏，大大影响了公路的使用时间和使用质量。

鉴于以上的这些因素，展开对于掺粉煤灰水泥稳定碎石抗裂性能的研究，开展开裂病害调查和开裂原因分析，研究水泥粉煤灰的强度机理和最佳设计配合比以及水泥粉煤灰的抗裂性能，从而提出合理实用的防护措施。这对于最大限度的减少裂隙收缩、延长道路的使用寿命、质量，具有非常重要的现实意义。