摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國公路建設(shè)發(fā)展也是十分迅速。在高等級的公路建設(shè)中，路面基層的作用十分明顯，因為基層是主要的承重層，承受著行車荷載的作用并把所受水平力與垂直力擴(kuò)散到土基中，從而保護(hù)路面，延長路面的使用壽命。二灰穩(wěn)定碎石作為現(xiàn)代路面基層主要形式之一，對其收縮抗裂性能的研究一直是普遍關(guān)注的熱點和難點。本文通過試驗，從二灰穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度形成原理、收縮機(jī)理和抗裂性能等方面進(jìn)行了綜述。
　　關(guān)鍵詞：公路，二灰碎石，收縮機(jī)理，抗裂性能
　　0引言
　　隨著我國公路交通的迅速發(fā)展，二灰穩(wěn)定碎石混合料以其優(yōu)良的路用性能得到比較廣泛的應(yīng)用，這是因為二灰穩(wěn)定碎石獨特的強(qiáng)度形成原理和抗裂特性，有效的避免了一般的半剛性基層所產(chǎn)生的裂縫，降低了路面反射裂縫產(chǎn)生的風(fēng)險，延長了公路的使用壽命。本文二灰穩(wěn)定碎石為研究對象，分析了其強(qiáng)度形成原理和抗裂機(jī)理等。
　　1二灰穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)組成及強(qiáng)度形成機(jī)理
　　二灰穩(wěn)定碎石的路用性能與它的結(jié)構(gòu)特點有著非常密切的關(guān)系。二灰穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)指混合料各組成材料之間相互作用的特點，相對位置分布及相互聯(lián)系的狀況。因此，混合料的結(jié)構(gòu)特性與其材料組成、材料力學(xué)性能及各組成部分之間的相對位置密切相關(guān)，混合料受力變形特性是各結(jié)構(gòu)特性組成因素的綜合反映，即混合料力學(xué)特性與結(jié)構(gòu)特性成對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)組成二灰碎石混合料結(jié)構(gòu)特點的各因素發(fā)生變化時，混合料的力學(xué)特性也會發(fā)生變化。
　　二灰碎石混合料在壓實成型后，系由固相(石灰、粉煤灰、碎石)、液相(水溶液)和氣相(空氣)三相組成。三相之間相互作用的結(jié)果，使得石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石混合料具有較高的強(qiáng)度和剛度，從而滿足了二灰碎石混合料作為路面基層的性能要求。
　　構(gòu)成二灰碎石混合料強(qiáng)度的因素包括兩方面，即由礦質(zhì)顆粒之間的內(nèi)摩阻力和嵌擠力，以及二灰結(jié)合料及其與礦料之間的粘結(jié)力和內(nèi)聚力所構(gòu)成。礦質(zhì)集料對混合料強(qiáng)度的影響主要是礦料級配類型、礦料物理特性等。混合料強(qiáng)度與集料級配組成有密切關(guān)系，一般而言，具有良好級配的混合料既有堅實的礦質(zhì)骨架網(wǎng)絡(luò)，又具有密實度相對較高，且空隙含量適中的特點，其路用性能就好。
　　在二灰穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度形成過程中，主要依靠結(jié)合料所發(fā)生的一系列反應(yīng)，使得集料與結(jié)合料緊密連接到一起。二灰混合料三相間發(fā)生的基本反應(yīng)過程有：石灰粉煤灰之間的火山灰反應(yīng)，石灰自身的解離作用、結(jié)晶作用和碳化作用等。這些作用的進(jìn)行都是通過液相介質(zhì)來完成的。從對二灰穩(wěn)定碎石強(qiáng)度貢獻(xiàn)的大小來說，石灰粉煤灰之間發(fā)生的火山灰反應(yīng)是最主要的作用過程，而石灰的解離作用是所有作用過程的基礎(chǔ)。石灰的碳化結(jié)晶作用又進(jìn)一步增加了二灰穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度。其具體過程可闡述如下：
　　石灰的水中解離作用：
　　（1）
　　石灰結(jié)晶碳化作用：
　　（2）
　　石灰、粉煤灰的火山灰作用
　　（3）
　　上述三種反應(yīng)不是立刻完成的，而是隨著時間的推移逐漸發(fā)展，經(jīng)一段時期后才會結(jié)束。在此期間膠體、晶體不斷增多、長大，彼此逐漸接觸、交叉，除將未參加化學(xué)反應(yīng)的粉煤灰中的其他礦物粘結(jié)在一起外，并形成一個膠體加晶體的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這個堅固的空間網(wǎng)絡(luò)是二灰混合料強(qiáng)度形成的結(jié)構(gòu)原因。
　　2二灰穩(wěn)定碎石的收縮機(jī)理和抗裂性能
　　隨著二灰碎石基層的普遍使用和不斷深入的研究，在工程實踐中已取得了許多成熟的經(jīng)驗和可喜的成果，但也存在一些急待解決的問題，尤為突出的是二灰碎石基層的縮裂問題。處于自然氣候條件下的二灰碎石在經(jīng)歷溫度和濕度變化時，會產(chǎn)生一定量的收縮。在收縮比較嚴(yán)重的情況下，往往基層表面會出現(xiàn)有規(guī)律的橫向裂縫，并進(jìn)一步發(fā)展到面層形成反射裂縫，從而危及道路的使用壽命，因此必須重視二灰碎石的干溫縮性能。
　　二灰碎石基層材料的溫度收縮是指不同礦物顆粒組成的固相、液相和氣相在降溫過程中相互作用的結(jié)果，從而使二灰碎石混合料產(chǎn)生體積收縮。其溫度收縮裂縫可分為兩種，一是在較大溫度差下收縮應(yīng)變超過極限拉應(yīng)變時出現(xiàn)的裂縫;二是在溫度差的反復(fù)作用下而形成的溫度疲勞性開裂。
　　半剛性材料因內(nèi)部水分的蒸發(fā)而發(fā)生體積收縮的現(xiàn)象叫干燥收縮，其基本原理是由于隨混合料內(nèi)部水分的蒸發(fā)而發(fā)生的毛細(xì)管張力作用、吸附水和分子間力作用、礦物晶體或凝膠體層間水作用和碳化收縮作用等四個過程而引起了整體宏觀體積的收縮變化。
　　                  
　　
　　圖1試件收縮試驗
　　
　　　　　　
　　由表1所示：二灰穩(wěn)定碎石混合料的收縮系數(shù)隨溫度的升高總體呈現(xiàn)下降趨勢，局部有升高，因為采用較多粗集料，形成骨架密實結(jié)構(gòu)，細(xì)集料及二灰形成的二灰砂漿能夠起到很好的填充作用，使得收縮系數(shù)不是很大；收縮系數(shù)隨養(yǎng)護(hù)天數(shù)的增加而增大初期增長較快，后期較為緩慢，因為隨著反應(yīng)生成物的不斷增多，再續(xù)反應(yīng)較為困難，而新生物質(zhì)收縮系數(shù)相對較大，使得收縮系數(shù)前期增長快后期較慢。
　　3結(jié)論
　　石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石是由石灰、粉煤灰、集料和水四部分按一定配比組合而成。從其材料組成來看，碎石是其中含量最多的部分，一般要占材料干重的75%～85%左右，隨著集料含量的增加，材料的比表面積和混合料的最佳含水量也隨之降低，在石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石的使用過程中碎石發(fā)生收縮的可能性最小，一般認(rèn)為碎石的摻入對水泥粉煤灰混合料的收縮起抑制作用。在可能情況下，應(yīng)盡量加大集料的用量，減少裂縫的產(chǎn)生。當(dāng)然，集料的增加會增加施工的難度，還會降低二灰穩(wěn)定碎石基層混合料的強(qiáng)度。
　　所以，減少混合料中富余的石灰、粉煤灰是減緩收縮、減少裂縫的最有效方法，即形成空間密實骨架結(jié)構(gòu)，使得多余的灰漿填充其中。
　　
　　
　　參考文獻(xiàn)
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