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二灰碎石基层配比试验分析

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0 引言

二灰碎石因具有强度大、水稳定性好、整体性较强等特点，被广泛应用于高等级公路基层和底基层施工中。但二灰碎石基层易开裂，导致高等级路面面层出现反射裂缝，从而影响道路的使用年限。本文通过室内试验选取最佳的二灰碎石配合比和级配方案，并对二灰碎石进行了路用性能分析，以促进二灰碎石的应用。

1 原材料性质及混合料组成

1.1 石灰

试验所用石灰产于呼和浩特市，经检验，熟石灰中有效钙镁含量为61.4%，达到Ⅱ级标准。

1.2 粉煤灰

试验所采用的粉煤灰采用电厂的湿排灰，其主要组成成分及含量如表1所示，其中SiO2、Fe2O3和Al2O3总含量达到79.7%，烧失量为5.07%。根据试验检验，采用的粉煤灰均符合《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20—2015）中规定的技术指标。

表1 粉煤灰的主要组成成分化学成分含量（%）Al2O3 21.7 SiO2 49.5 Fe2O3 8.5 CaO 2.7 MgO 0.9

1.3 碎石

试验所用集料的碎石为石灰岩，均符合《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20—2015）中规定的技术指标。碎石的各项指标中，压碎值对高等级路面基层强度影响最大。同时，压碎值是集料力学性能的重要指标之一。本试验所采用碎石的压碎值为15.9%，其中浸水压碎值为16.8%，各粒径碎石的表观密度如表2所示。

表2 各粒径碎石表观密度粒径/mm表观密度/（g·cm-3）19～31.5 9.5～19 4.75～9.5 2.36～4.75 1.18～2.36 0.6～1.18 2.712 2.716 2.731 2.732 2.749 2.747

1.4 混合料组成

根据规范中对混合料所要求的级配中值和级配范围，本试验采用级配为石灰∶粉煤灰∶碎石=6∶15∶79 进行试验，并取建议级配7∶14∶79 和7∶15∶78 为对照试验，如表3和表4所示。

表3 混合料级配尺寸筛孔尺寸/mm合成级配（%）级配中值（%）31.5 100 100 26.5 100 97.5 19 58.3 58 9.5 28.3 29 4.75 13.3 16 2.36 8.6 11 1.18 5.5 7 0.6 2.9 3 0.075 1.3 1.5

表4 试验级配级配类型规范级配试验级配A试验级配B试验级配C比值石灰∶粉煤灰∶碎石=6∶15∶79石灰∶粉煤灰∶碎石=6∶15∶79石灰：粉煤灰：碎石=7∶14∶79石灰：粉煤灰：碎石=7∶15∶78

2 二灰碎石抗压回弹模量试验

根据《公路土工试验规程》（JTG E40—2007）的要求，对不同级配和不同龄期的二灰碎石混合料进行抗压回弹模量测试，其结果如表5所示。

表5 不同配合比试件抗压回弹试验单位：MPa级配类型龄期A抗压回弹模量B C 7d 14d 28d 7d 14d 28d 7d 14d 28d 1237 1911 2438 1371 2017 2511 1382 1765 2745 1269 1732 2711 1369 2211 2182 1381 1971 2955 1271 2054 2662 1451 2188 2272 1382 2013 2341 1272 1771 2673 1272 1787 2481 1471 1971 2845 1242 1759 2667 1273 2029 2374 1525 1744 2651平均值R 1258 1845 2630 1347 2046 2364 1428 1893 2707

由表5 可知，3 种配合比二灰碎石随着龄期的增长其抗压回弹模量都呈现增长的趋势，但是增长的规律不是完全相同。配合比为B 的二灰碎石14d 的抗压回弹模量增长较大，28d 增长较小；而配合比为C 的二灰碎石14d 的抗压回弹模量增长较小，28d增长较大。

二灰碎石7d 的抗压回弹模量大小顺序为：C＞B＞A。主要是由于石灰对于二灰碎石的早期抗压回弹模量具有较大的影响，即二灰碎石早期抗压回弹模量随着石灰含量的增加而变大。

二灰碎石14d的抗压回弹模量大小顺序为：B＞C＞A。主要是由于粉煤灰和石灰对于二灰碎石中期抗压强度有一定影响。

二灰碎石28d抗压回弹模量大小顺序为：C＞A＞B。由此可见，二灰碎石中，当石灰含量相同时，随着龄期的增长，粉煤灰含量决定二灰碎石的后期抗压强度。

3 二灰碎石劈裂试验

根据《公路土工试验规程》（JTG E40—2007）的要求，对不同龄期和不同级配二灰稳定碎石混合料进行劈裂试验，其测试结果如表6所示。

表6 不同配合比试件劈裂强度试验单位：MPa配合比劈裂强度A B C龄期7d 14d 28d 7d 14d 28d 7d 14d 28d 0.06 0.11 0.16 0.06 0.12 0.18 0.05 0.13 0.18 0.06 0.10 0.15 0.06 0.12 0.17 0.05 0.12 0.17 0.05 0.10 0.15 0.07 0.13 0.18 0.06 0.12 0.17 0.04 0.11 0.14 0.06 0.12 0.20 0.06 0.12 0.18 0.05 0.10 0.17 0.06 0.12 0.19 0.06 0.14 0.17平均值R 0.052 0.104 0.154 0.062 0.122 0.184 0.056 0.126 0.174

由表6可知，不同配合比的二灰碎石混合料的劈裂强度随着龄期的增长而增大，其中二灰碎石7d 劈裂强度大小顺序为：B＞C＞A，可见石灰含量的大小影响二灰碎石早期劈裂强度；当二灰碎石龄期为14d 时，劈裂强度大小顺序为：C＞B＞A；当二灰碎石龄期为28d 时，劈裂强度大小顺序为：B＞C＞A，可见二灰碎石混合料中，碎石含量的大小影响后期劈裂强度的大小。

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