高性能二灰穩定碎石混合料設計和路用性能研究

師暉軍

摘要：為制備高性能二灰穩定碎石混合料，采用體積法對不同類型的二灰穩定碎石混合料進行了配合比設計，并通過無側限抗壓強度試驗和劈裂強度試驗對其進行了路用性能研究。結果表明：激活劑的加入使得二灰穩定碎石混合料的抗壓強度、劈裂強度和抗壓回彈模量均有大幅度的增長，并且能提高其抗沖刷性能，但抗溫縮性能略有降低。

關鍵詞：二灰穩定碎石；混合料設計；激活劑；路用性能

中圖分類號：U414.03文獻標志碼：B

Abstract： In order to prepare high performance lime flyash stabilized aggregate， different types of mixtures were designed with volume method， and pavement performance including strength， stiffness， antishrinkage and antierosion properties were studied. The results show that compressive strength， splitting tensile strength and compressive modulus of lime flyash stabilized aggregate can be greatly increased by adding activator. Lime flyash stabilized aggregate with activator has better antierosion properties than the conventional one. And activator has little effect on antidry shrinkage properties of lime flyash stabilized aggregate， but it can decrease slightly the antitemperature shrinkage performance.

Key words： lime flyash stabilized aggregate； mixture design； activator； pavement performance

0引言

二灰穩定碎石具有較高的強度和板體性能以及比其他基層材料更好的抗裂性能，應用二灰穩定碎石可以變廢為寶，不僅能減少工業廢渣對環境的危害，而且可以降低工程造價，因此已被普遍應用于高等級公路基層的修筑[15]。但研究與實踐證明，與水泥穩定碎石相比，二灰穩定碎石的早期強度較低。為了提高其早期強度，在以往的工程實踐中曾采用添加堿的方法，但終因造價過高或施工工藝太復雜而未獲成功。另一方面，低活性粉煤灰在公路中的應用受到一定的限制，因此必須對二灰穩定碎石的性能進行改善，以滿足公路基層施工的技術要求[67]。

1原材料性質

1.1石灰

石灰采用西安市售普通石灰，檢測其技術指標如表1所示，符合《公路路面基層施工技術規范》（JTJ 034—2000）[8]中對石灰性質規定的三級生石灰或三級消石灰技術要求。

1.2粉煤灰

粉煤灰采用重慶產的一種低鈣粉煤灰，其檢測結果如表2所示，其中SiO2、Fe2O3和A12O3的總含量為79.56%，燒失量為3.97%，99.66%通過0.3 mm篩孔，82.59%通過0.075 mm篩孔，符合《公路路面基層施工技術規范》（JTJ 034—2000）中對粉煤灰的技術要求。

2混合料設計

2.1石灰與粉煤灰的比例確定

石灰、粉煤灰中的活性物質在相互混合后，發生火山灰反應，生成凝膠物質。若粉煤灰的比例過高，會有相當一部分粉煤灰剩余下來，不能參加化學反應，這樣混合料的初期強度乃至后期強度不會太高；若石灰含量過高，多余的石灰會自行結晶，結晶后的石灰沒有與粉煤灰發生反應，從而使混合料強度下降。另一方面，在二灰與集料配合比一定的情況下，二灰中石灰含量越高，其干縮系數越大，越易產生干縮裂縫[911]。采用石灰與粉煤灰的比例為1∶1.5和1∶2兩組結合料進行擊實試驗和抗壓強度試驗。

2.2級配組成

長安大學鄭南翔教授對二灰穩定類混合料集料級配進行過全面的研究，用K法計算出多種集料級配、間斷級配及現行規范推薦級配，并進行了二灰穩定碎石混合料力學性能、疲勞性能、抗裂性能及抗沖刷性能試驗。用灰色系統評價理論對各種級配進行了綜合路用性能的評價，并檢驗混合料的施工離析性，從而提出了最優的集料級配范圍，且結合多年工程實踐，推薦

4結語

（1） 對于結合料劑量和級配相同的二灰穩定碎石混合料，石灰與粉煤灰比例更小的混合料早期強度更低，后期強度和回彈模量更高。與不摻加激活劑的二灰穩定碎石混合料相比，摻加激活劑的二灰穩定碎石混合料的抗壓強度、劈裂強度和抗壓回彈模量均有大幅度增長，且7 d抗壓強度遠遠超過規范要求。

（2） 對于結合料劑量和級配相同的二灰穩定碎石混合料，石灰與粉煤灰比例更小的混合料抗干縮性能和抗溫縮性能更好。激活劑的加入對二灰穩定碎石混合料的抗干縮性能影響很小，但使二灰穩定碎石混合料的抗溫縮性能略有降低。

（3） 對于結合料劑量和級配相同的二灰穩定碎石混合料，石灰∶粉煤灰比例更小的混合料抗沖刷性能更差。激活劑的加入提高了二灰穩定碎石混合料的抗沖刷性能。

參考文獻：

[1]鄭南翔，吳傳海.高性能二灰穩定碎石混合料設計方法研究[J].公路，2004（7）：7376.

[2]劉紅瑛，戴經梁.骨架密實二灰穩定碎石混合料配合比設計方法[J].長安大學學報：自然科學版，2003，23（2）：1116.

[3]車法，陳拴發，朱金鳳，等.骨架密實型二灰穩定碎石配合比設計方法研究[J].河北工業大學學報，2010，39（2）：9699.

[4]徐志榮，陳忠達，舒森.骨架密實型二灰穩定碎石組成設計方法研究[J].公路交通科技：應用技術版，2011（5）：4346.

[5]劉淑艷，王清洲，陳亮，等.基于抗裂性能的二灰穩定碎石配合比設計[J].重慶交通大學學報：自然科學版，2008，27（6）：10811085.

[6]蔣麗君，曹帆，薛金順.強嵌擠骨架密實二灰穩定碎石設計與性能[J].公路交通科技：應用技術版，2013（5）：108111.

[7]劉紹寧.二灰穩定碎石組成設計研究[J].公路交通科技：應用技術版，2007（8）：4952.

[8]JTJ 034—2000，公路路面基層施工技術規范[S].

[9]劉紅瑛，牛長友，王強，等.骨架密實型二灰穩定碎石基層路用性能[J].長安大學學報：自然科學版，2003，23（3）：3742.

[10]馬士賓，劉俊琴，郭建寧，等.骨架密實型二灰碎石基層的收縮性能[J].重慶交通大學學報：自然科學版，2013，32（2）：215219.

[11]魏建明，劉紅瓊，于穎.高強度二灰穩定碎石基層收縮特性試驗研究[J].路基工程，2008（1）：4648.

[責任編輯：譚忠華]endprint

摘要：為制備高性能二灰穩定碎石混合料，采用體積法對不同類型的二灰穩定碎石混合料進行了配合比設計，并通過無側限抗壓強度試驗和劈裂強度試驗對其進行了路用性能研究。結果表明：激活劑的加入使得二灰穩定碎石混合料的抗壓強度、劈裂強度和抗壓回彈模量均有大幅度的增長，并且能提高其抗沖刷性能，但抗溫縮性能略有降低。

關鍵詞：二灰穩定碎石；混合料設計；激活劑；路用性能

中圖分類號：U414.03文獻標志碼：B

Abstract： In order to prepare high performance lime flyash stabilized aggregate， different types of mixtures were designed with volume method， and pavement performance including strength， stiffness， antishrinkage and antierosion properties were studied. The results show that compressive strength， splitting tensile strength and compressive modulus of lime flyash stabilized aggregate can be greatly increased by adding activator. Lime flyash stabilized aggregate with activator has better antierosion properties than the conventional one. And activator has little effect on antidry shrinkage properties of lime flyash stabilized aggregate， but it can decrease slightly the antitemperature shrinkage performance.

Key words： lime flyash stabilized aggregate； mixture design； activator； pavement performance

0引言

二灰穩定碎石具有較高的強度和板體性能以及比其他基層材料更好的抗裂性能，應用二灰穩定碎石可以變廢為寶，不僅能減少工業廢渣對環境的危害，而且可以降低工程造價，因此已被普遍應用于高等級公路基層的修筑[15]。但研究與實踐證明，與水泥穩定碎石相比，二灰穩定碎石的早期強度較低。為了提高其早期強度，在以往的工程實踐中曾采用添加堿的方法，但終因造價過高或施工工藝太復雜而未獲成功。另一方面，低活性粉煤灰在公路中的應用受到一定的限制，因此必須對二灰穩定碎石的性能進行改善，以滿足公路基層施工的技術要求[67]。

1原材料性質

1.1石灰

石灰采用西安市售普通石灰，檢測其技術指標如表1所示，符合《公路路面基層施工技術規范》（JTJ 034—2000）[8]中對石灰性質規定的三級生石灰或三級消石灰技術要求。

1.2粉煤灰

粉煤灰采用重慶產的一種低鈣粉煤灰，其檢測結果如表2所示，其中SiO2、Fe2O3和A12O3的總含量為79.56%，燒失量為3.97%，99.66%通過0.3 mm篩孔，82.59%通過0.075 mm篩孔，符合《公路路面基層施工技術規范》（JTJ 034—2000）中對粉煤灰的技術要求。

2混合料設計

2.1石灰與粉煤灰的比例確定

石灰、粉煤灰中的活性物質在相互混合后，發生火山灰反應，生成凝膠物質。若粉煤灰的比例過高，會有相當一部分粉煤灰剩余下來，不能參加化學反應，這樣混合料的初期強度乃至后期強度不會太高；若石灰含量過高，多余的石灰會自行結晶，結晶后的石灰沒有與粉煤灰發生反應，從而使混合料強度下降。另一方面，在二灰與集料配合比一定的情況下，二灰中石灰含量越高，其干縮系數越大，越易產生干縮裂縫[911]。采用石灰與粉煤灰的比例為1∶1.5和1∶2兩組結合料進行擊實試驗和抗壓強度試驗。

2.2級配組成

長安大學鄭南翔教授對二灰穩定類混合料集料級配進行過全面的研究，用K法計算出多種集料級配、間斷級配及現行規范推薦級配，并進行了二灰穩定碎石混合料力學性能、疲勞性能、抗裂性能及抗沖刷性能試驗。用灰色系統評價理論對各種級配進行了綜合路用性能的評價，并檢驗混合料的施工離析性，從而提出了最優的集料級配范圍，且結合多年工程實踐，推薦

4結語

（1） 對于結合料劑量和級配相同的二灰穩定碎石混合料，石灰與粉煤灰比例更小的混合料早期強度更低，后期強度和回彈模量更高。與不摻加激活劑的二灰穩定碎石混合料相比，摻加激活劑的二灰穩定碎石混合料的抗壓強度、劈裂強度和抗壓回彈模量均有大幅度增長，且7 d抗壓強度遠遠超過規范要求。

（2） 對于結合料劑量和級配相同的二灰穩定碎石混合料，石灰與粉煤灰比例更小的混合料抗干縮性能和抗溫縮性能更好。激活劑的加入對二灰穩定碎石混合料的抗干縮性能影響很小，但使二灰穩定碎石混合料的抗溫縮性能略有降低。

（3） 對于結合料劑量和級配相同的二灰穩定碎石混合料，石灰∶粉煤灰比例更小的混合料抗沖刷性能更差。激活劑的加入提高了二灰穩定碎石混合料的抗沖刷性能。

參考文獻：

[1]鄭南翔，吳傳海.高性能二灰穩定碎石混合料設計方法研究[J].公路，2004（7）：7376.

[2]劉紅瑛，戴經梁.骨架密實二灰穩定碎石混合料配合比設計方法[J].長安大學學報：自然科學版，2003，23（2）：1116.

[3]車法，陳拴發，朱金鳳，等.骨架密實型二灰穩定碎石配合比設計方法研究[J].河北工業大學學報，2010，39（2）：9699.

[4]徐志榮，陳忠達，舒森.骨架密實型二灰穩定碎石組成設計方法研究[J].公路交通科技：應用技術版，2011（5）：4346.

[5]劉淑艷，王清洲，陳亮，等.基于抗裂性能的二灰穩定碎石配合比設計[J].重慶交通大學學報：自然科學版，2008，27（6）：10811085.

[6]蔣麗君，曹帆，薛金順.強嵌擠骨架密實二灰穩定碎石設計與性能[J].公路交通科技：應用技術版，2013（5）：108111.

[7]劉紹寧.二灰穩定碎石組成設計研究[J].公路交通科技：應用技術版，2007（8）：4952.

[8]JTJ 034—2000，公路路面基層施工技術規范[S].

[9]劉紅瑛，牛長友，王強，等.骨架密實型二灰穩定碎石基層路用性能[J].長安大學學報：自然科學版，2003，23（3）：3742.

[10]馬士賓，劉俊琴，郭建寧，等.骨架密實型二灰碎石基層的收縮性能[J].重慶交通大學學報：自然科學版，2013，32（2）：215219.

[11]魏建明，劉紅瓊，于穎.高強度二灰穩定碎石基層收縮特性試驗研究[J].路基工程，2008（1）：4648.

[責任編輯：譚忠華]endprint

摘要：為制備高性能二灰穩定碎石混合料，采用體積法對不同類型的二灰穩定碎石混合料進行了配合比設計，并通過無側限抗壓強度試驗和劈裂強度試驗對其進行了路用性能研究。結果表明：激活劑的加入使得二灰穩定碎石混合料的抗壓強度、劈裂強度和抗壓回彈模量均有大幅度的增長，并且能提高其抗沖刷性能，但抗溫縮性能略有降低。

關鍵詞：二灰穩定碎石；混合料設計；激活劑；路用性能

中圖分類號：U414.03文獻標志碼：B

Abstract： In order to prepare high performance lime flyash stabilized aggregate， different types of mixtures were designed with volume method， and pavement performance including strength， stiffness， antishrinkage and antierosion properties were studied. The results show that compressive strength， splitting tensile strength and compressive modulus of lime flyash stabilized aggregate can be greatly increased by adding activator. Lime flyash stabilized aggregate with activator has better antierosion properties than the conventional one. And activator has little effect on antidry shrinkage properties of lime flyash stabilized aggregate， but it can decrease slightly the antitemperature shrinkage performance.

Key words： lime flyash stabilized aggregate； mixture design； activator； pavement performance

0引言

二灰穩定碎石具有較高的強度和板體性能以及比其他基層材料更好的抗裂性能，應用二灰穩定碎石可以變廢為寶，不僅能減少工業廢渣對環境的危害，而且可以降低工程造價，因此已被普遍應用于高等級公路基層的修筑[15]。但研究與實踐證明，與水泥穩定碎石相比，二灰穩定碎石的早期強度較低。為了提高其早期強度，在以往的工程實踐中曾采用添加堿的方法，但終因造價過高或施工工藝太復雜而未獲成功。另一方面，低活性粉煤灰在公路中的應用受到一定的限制，因此必須對二灰穩定碎石的性能進行改善，以滿足公路基層施工的技術要求[67]。

1原材料性質

1.1石灰

石灰采用西安市售普通石灰，檢測其技術指標如表1所示，符合《公路路面基層施工技術規范》（JTJ 034—2000）[8]中對石灰性質規定的三級生石灰或三級消石灰技術要求。

1.2粉煤灰

粉煤灰采用重慶產的一種低鈣粉煤灰，其檢測結果如表2所示，其中SiO2、Fe2O3和A12O3的總含量為79.56%，燒失量為3.97%，99.66%通過0.3 mm篩孔，82.59%通過0.075 mm篩孔，符合《公路路面基層施工技術規范》（JTJ 034—2000）中對粉煤灰的技術要求。

2混合料設計

2.1石灰與粉煤灰的比例確定

石灰、粉煤灰中的活性物質在相互混合后，發生火山灰反應，生成凝膠物質。若粉煤灰的比例過高，會有相當一部分粉煤灰剩余下來，不能參加化學反應，這樣混合料的初期強度乃至后期強度不會太高；若石灰含量過高，多余的石灰會自行結晶，結晶后的石灰沒有與粉煤灰發生反應，從而使混合料強度下降。另一方面，在二灰與集料配合比一定的情況下，二灰中石灰含量越高，其干縮系數越大，越易產生干縮裂縫[911]。采用石灰與粉煤灰的比例為1∶1.5和1∶2兩組結合料進行擊實試驗和抗壓強度試驗。

2.2級配組成

長安大學鄭南翔教授對二灰穩定類混合料集料級配進行過全面的研究，用K法計算出多種集料級配、間斷級配及現行規范推薦級配，并進行了二灰穩定碎石混合料力學性能、疲勞性能、抗裂性能及抗沖刷性能試驗。用灰色系統評價理論對各種級配進行了綜合路用性能的評價，并檢驗混合料的施工離析性，從而提出了最優的集料級配范圍，且結合多年工程實踐，推薦

4結語

（1） 對于結合料劑量和級配相同的二灰穩定碎石混合料，石灰與粉煤灰比例更小的混合料早期強度更低，后期強度和回彈模量更高。與不摻加激活劑的二灰穩定碎石混合料相比，摻加激活劑的二灰穩定碎石混合料的抗壓強度、劈裂強度和抗壓回彈模量均有大幅度增長，且7 d抗壓強度遠遠超過規范要求。

（2） 對于結合料劑量和級配相同的二灰穩定碎石混合料，石灰與粉煤灰比例更小的混合料抗干縮性能和抗溫縮性能更好。激活劑的加入對二灰穩定碎石混合料的抗干縮性能影響很小，但使二灰穩定碎石混合料的抗溫縮性能略有降低。

（3） 對于結合料劑量和級配相同的二灰穩定碎石混合料，石灰∶粉煤灰比例更小的混合料抗沖刷性能更差。激活劑的加入提高了二灰穩定碎石混合料的抗沖刷性能。

參考文獻：

[1]鄭南翔，吳傳海.高性能二灰穩定碎石混合料設計方法研究[J].公路，2004（7）：7376.

[2]劉紅瑛，戴經梁.骨架密實二灰穩定碎石混合料配合比設計方法[J].長安大學學報：自然科學版，2003，23（2）：1116.

[3]車法，陳拴發，朱金鳳，等.骨架密實型二灰穩定碎石配合比設計方法研究[J].河北工業大學學報，2010，39（2）：9699.

[4]徐志榮，陳忠達，舒森.骨架密實型二灰穩定碎石組成設計方法研究[J].公路交通科技：應用技術版，2011（5）：4346.

[5]劉淑艷，王清洲，陳亮，等.基于抗裂性能的二灰穩定碎石配合比設計[J].重慶交通大學學報：自然科學版，2008，27（6）：10811085.

[6]蔣麗君，曹帆，薛金順.強嵌擠骨架密實二灰穩定碎石設計與性能[J].公路交通科技：應用技術版，2013（5）：108111.

[7]劉紹寧.二灰穩定碎石組成設計研究[J].公路交通科技：應用技術版，2007（8）：4952.

[8]JTJ 034—2000，公路路面基層施工技術規范[S].

[9]劉紅瑛，牛長友，王強，等.骨架密實型二灰穩定碎石基層路用性能[J].長安大學學報：自然科學版，2003，23（3）：3742.

[10]馬士賓，劉俊琴，郭建寧，等.骨架密實型二灰碎石基層的收縮性能[J].重慶交通大學學報：自然科學版，2013，32（2）：215219.

[11]魏建明，劉紅瓊，于穎.高強度二灰穩定碎石基層收縮特性試驗研究[J].路基工程，2008（1）：4648.

[責任編輯：譚忠華]endprint