高性能二灰稳定碎石混合料设计和路用性能研究

师晖军

摘要：为制备高性能二灰稳定碎石混合料，采用体积法对不同类型的二灰稳定碎石混合料进行了配合比设计，并通过无侧限抗压强度试验和劈裂强度试验对其进行了路用性能研究。结果表明：激活剂的加入使得二灰稳定碎石混合料的抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量均有大幅度的增长，并且能提高其抗冲刷性能，但抗温缩性能略有降低。

关键词：二灰稳定碎石；混合料设计；激活剂；路用性能

中图分类号：U414.03文献标志码：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

二灰稳定碎石具有较高的强度和板体性能以及比其他基层材料更好的抗裂性能，应用二灰稳定碎石可以变废为宝，不仅能减少工业废渣对环境的危害，而且可以降低工程造价，因此已被普遍应用于高等级公路基层的修筑[15]。但研究与实践证明，与水泥稳定碎石相比，二灰稳定碎石的早期强度较低。为了提高其早期强度，在以往的工程实践中曾采用添加碱的方法，但终因造价过高或施工工艺太复杂而未获成功。另一方面，低活性粉煤灰在公路中的应用受到一定的限制，因此必须对二灰稳定碎石的性能进行改善，以满足公路基层施工的技术要求[67]。

1原材料性质

1.1石灰

石灰采用西安市售普通石灰，检测其技术指标如表1所示，符合《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034—2000）[8]中对石灰性质规定的三级生石灰或三级消石灰技术要求。

1.2粉煤灰

粉煤灰采用重庆产的一种低钙粉煤灰，其检测结果如表2所示，其中SiO2、Fe2O3和A12O3的总含量为79.56%，烧失量为3.97%，99.66%通过0.3 mm筛孔，82.59%通过0.075 mm筛孔，符合《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034—2000）中对粉煤灰的技术要求。

2混合料设计

2.1石灰与粉煤灰的比例确定

石灰、粉煤灰中的活性物质在相互混合后，发生火山灰反应，生成凝胶物质。若粉煤灰的比例过高，会有相当一部分粉煤灰剩余下来，不能参加化学反应，这样混合料的初期强度乃至后期强度不会太高；若石灰含量过高，多余的石灰会自行结晶，结晶后的石灰没有与粉煤灰发生反应，从而使混合料强度下降。另一方面，在二灰与集料配合比一定的情况下，二灰中石灰含量越高，其干缩系数越大，越易产生干缩裂缝[911]。采用石灰与粉煤灰的比例为1∶1.5和1∶2两组结合料进行击实试验和抗压强度试验。

2.2级配组成

长安大学郑南翔教授对二灰稳定类混合料集料级配进行过全面的研究，用K法计算出多种集料级配、间断级配及现行规范推荐级配，并进行了二灰稳定碎石混合料力学性能、疲劳性能、抗裂性能及抗冲刷性能试验。用灰色系统评价理论对各种级配进行了综合路用性能的评价，并检验混合料的施工离析性，从而提出了最优的集料级配范围，且结合多年工程实践，推荐

4结语

（1） 对于结合料剂量和级配相同的二灰稳定碎石混合料，石灰与粉煤灰比例更小的混合料早期强度更低，后期强度和回弹模量更高。与不掺加激活剂的二灰稳定碎石混合料相比，掺加激活剂的二灰稳定碎石混合料的抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量均有大幅度增长，且7 d抗压强度远远超过规范要求。

（2） 对于结合料剂量和级配相同的二灰稳定碎石混合料，石灰与粉煤灰比例更小的混合料抗干缩性能和抗温缩性能更好。激活剂的加入对二灰稳定碎石混合料的抗干缩性能影响很小，但使二灰稳定碎石混合料的抗温缩性能略有降低。

（3） 对于结合料剂量和级配相同的二灰稳定碎石混合料，石灰∶粉煤灰比例更小的混合料抗冲刷性能更差。激活剂的加入提高了二灰稳定碎石混合料的抗冲刷性能。

参考文献：

[1]郑南翔，吴传海.高性能二灰稳定碎石混合料设计方法研究[J].公路，2004（7）：7376.

[2]刘红瑛，戴经梁.骨架密实二灰稳定碎石混合料配合比设计方法[J].长安大学学报：自然科学版，2003，23（2）：1116.

[3]车法，陈拴发，朱金凤，等.骨架密实型二灰稳定碎石配合比设计方法研究[J].河北工业大学学报，2010，39（2）：9699.

[4]徐志荣，陈忠达，舒森.骨架密实型二灰稳定碎石组成设计方法研究[J].公路交通科技：应用技术版，2011（5）：4346.

[5]刘淑艳，王清洲，陈亮，等.基于抗裂性能的二灰稳定碎石配合比设计[J].重庆交通大学学报：自然科学版，2008，27（6）：10811085.

[6]蒋丽君，曹帆，薛金顺.强嵌挤骨架密实二灰稳定碎石设计与性能[J].公路交通科技：应用技术版，2013（5）：108111.

[7]刘绍宁.二灰稳定碎石组成设计研究[J].公路交通科技：应用技术版，2007（8）：4952.

[8]JTJ 034—2000，公路路面基层施工技术规范[S].

[9]刘红瑛，牛长友，王强，等.骨架密实型二灰稳定碎石基层路用性能[J].长安大学学报：自然科学版，2003，23（3）：3742.

[10]马士宾，刘俊琴，郭建宁，等.骨架密实型二灰碎石基层的收缩性能[J].重庆交通大学学报：自然科学版，2013，32（2）：215219.

[11]魏建明，刘红琼，于颖.高强度二灰稳定碎石基层收缩特性试验研究[J].路基工程，2008（1）：4648.

[责任编辑：谭忠华]endprint

摘要：为制备高性能二灰稳定碎石混合料，采用体积法对不同类型的二灰稳定碎石混合料进行了配合比设计，并通过无侧限抗压强度试验和劈裂强度试验对其进行了路用性能研究。结果表明：激活剂的加入使得二灰稳定碎石混合料的抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量均有大幅度的增长，并且能提高其抗冲刷性能，但抗温缩性能略有降低。

关键词：二灰稳定碎石；混合料设计；激活剂；路用性能

中图分类号：U414.03文献标志码：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

二灰稳定碎石具有较高的强度和板体性能以及比其他基层材料更好的抗裂性能，应用二灰稳定碎石可以变废为宝，不仅能减少工业废渣对环境的危害，而且可以降低工程造价，因此已被普遍应用于高等级公路基层的修筑[15]。但研究与实践证明，与水泥稳定碎石相比，二灰稳定碎石的早期强度较低。为了提高其早期强度，在以往的工程实践中曾采用添加碱的方法，但终因造价过高或施工工艺太复杂而未获成功。另一方面，低活性粉煤灰在公路中的应用受到一定的限制，因此必须对二灰稳定碎石的性能进行改善，以满足公路基层施工的技术要求[67]。

1原材料性质

1.1石灰

石灰采用西安市售普通石灰，检测其技术指标如表1所示，符合《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034—2000）[8]中对石灰性质规定的三级生石灰或三级消石灰技术要求。

1.2粉煤灰

粉煤灰采用重庆产的一种低钙粉煤灰，其检测结果如表2所示，其中SiO2、Fe2O3和A12O3的总含量为79.56%，烧失量为3.97%，99.66%通过0.3 mm筛孔，82.59%通过0.075 mm筛孔，符合《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034—2000）中对粉煤灰的技术要求。

2混合料设计

2.1石灰与粉煤灰的比例确定

石灰、粉煤灰中的活性物质在相互混合后，发生火山灰反应，生成凝胶物质。若粉煤灰的比例过高，会有相当一部分粉煤灰剩余下来，不能参加化学反应，这样混合料的初期强度乃至后期强度不会太高；若石灰含量过高，多余的石灰会自行结晶，结晶后的石灰没有与粉煤灰发生反应，从而使混合料强度下降。另一方面，在二灰与集料配合比一定的情况下，二灰中石灰含量越高，其干缩系数越大，越易产生干缩裂缝[911]。采用石灰与粉煤灰的比例为1∶1.5和1∶2两组结合料进行击实试验和抗压强度试验。

2.2级配组成

长安大学郑南翔教授对二灰稳定类混合料集料级配进行过全面的研究，用K法计算出多种集料级配、间断级配及现行规范推荐级配，并进行了二灰稳定碎石混合料力学性能、疲劳性能、抗裂性能及抗冲刷性能试验。用灰色系统评价理论对各种级配进行了综合路用性能的评价，并检验混合料的施工离析性，从而提出了最优的集料级配范围，且结合多年工程实践，推荐

4结语

（1） 对于结合料剂量和级配相同的二灰稳定碎石混合料，石灰与粉煤灰比例更小的混合料早期强度更低，后期强度和回弹模量更高。与不掺加激活剂的二灰稳定碎石混合料相比，掺加激活剂的二灰稳定碎石混合料的抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量均有大幅度增长，且7 d抗压强度远远超过规范要求。

（2） 对于结合料剂量和级配相同的二灰稳定碎石混合料，石灰与粉煤灰比例更小的混合料抗干缩性能和抗温缩性能更好。激活剂的加入对二灰稳定碎石混合料的抗干缩性能影响很小，但使二灰稳定碎石混合料的抗温缩性能略有降低。

（3） 对于结合料剂量和级配相同的二灰稳定碎石混合料，石灰∶粉煤灰比例更小的混合料抗冲刷性能更差。激活剂的加入提高了二灰稳定碎石混合料的抗冲刷性能。

参考文献：

[1]郑南翔，吴传海.高性能二灰稳定碎石混合料设计方法研究[J].公路，2004（7）：7376.

[2]刘红瑛，戴经梁.骨架密实二灰稳定碎石混合料配合比设计方法[J].长安大学学报：自然科学版，2003，23（2）：1116.

[3]车法，陈拴发，朱金凤，等.骨架密实型二灰稳定碎石配合比设计方法研究[J].河北工业大学学报，2010，39（2）：9699.

[4]徐志荣，陈忠达，舒森.骨架密实型二灰稳定碎石组成设计方法研究[J].公路交通科技：应用技术版，2011（5）：4346.

[5]刘淑艳，王清洲，陈亮，等.基于抗裂性能的二灰稳定碎石配合比设计[J].重庆交通大学学报：自然科学版，2008，27（6）：10811085.

[6]蒋丽君，曹帆，薛金顺.强嵌挤骨架密实二灰稳定碎石设计与性能[J].公路交通科技：应用技术版，2013（5）：108111.

[7]刘绍宁.二灰稳定碎石组成设计研究[J].公路交通科技：应用技术版，2007（8）：4952.

[8]JTJ 034—2000，公路路面基层施工技术规范[S].

[9]刘红瑛，牛长友，王强，等.骨架密实型二灰稳定碎石基层路用性能[J].长安大学学报：自然科学版，2003，23（3）：3742.

[10]马士宾，刘俊琴，郭建宁，等.骨架密实型二灰碎石基层的收缩性能[J].重庆交通大学学报：自然科学版，2013，32（2）：215219.

[11]魏建明，刘红琼，于颖.高强度二灰稳定碎石基层收缩特性试验研究[J].路基工程，2008（1）：4648.

[责任编辑：谭忠华]endprint

摘要：为制备高性能二灰稳定碎石混合料，采用体积法对不同类型的二灰稳定碎石混合料进行了配合比设计，并通过无侧限抗压强度试验和劈裂强度试验对其进行了路用性能研究。结果表明：激活剂的加入使得二灰稳定碎石混合料的抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量均有大幅度的增长，并且能提高其抗冲刷性能，但抗温缩性能略有降低。

关键词：二灰稳定碎石；混合料设计；激活剂；路用性能

中图分类号：U414.03文献标志码：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

二灰稳定碎石具有较高的强度和板体性能以及比其他基层材料更好的抗裂性能，应用二灰稳定碎石可以变废为宝，不仅能减少工业废渣对环境的危害，而且可以降低工程造价，因此已被普遍应用于高等级公路基层的修筑[15]。但研究与实践证明，与水泥稳定碎石相比，二灰稳定碎石的早期强度较低。为了提高其早期强度，在以往的工程实践中曾采用添加碱的方法，但终因造价过高或施工工艺太复杂而未获成功。另一方面，低活性粉煤灰在公路中的应用受到一定的限制，因此必须对二灰稳定碎石的性能进行改善，以满足公路基层施工的技术要求[67]。

1原材料性质

1.1石灰

石灰采用西安市售普通石灰，检测其技术指标如表1所示，符合《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034—2000）[8]中对石灰性质规定的三级生石灰或三级消石灰技术要求。

1.2粉煤灰

粉煤灰采用重庆产的一种低钙粉煤灰，其检测结果如表2所示，其中SiO2、Fe2O3和A12O3的总含量为79.56%，烧失量为3.97%，99.66%通过0.3 mm筛孔，82.59%通过0.075 mm筛孔，符合《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034—2000）中对粉煤灰的技术要求。

2混合料设计

2.1石灰与粉煤灰的比例确定

石灰、粉煤灰中的活性物质在相互混合后，发生火山灰反应，生成凝胶物质。若粉煤灰的比例过高，会有相当一部分粉煤灰剩余下来，不能参加化学反应，这样混合料的初期强度乃至后期强度不会太高；若石灰含量过高，多余的石灰会自行结晶，结晶后的石灰没有与粉煤灰发生反应，从而使混合料强度下降。另一方面，在二灰与集料配合比一定的情况下，二灰中石灰含量越高，其干缩系数越大，越易产生干缩裂缝[911]。采用石灰与粉煤灰的比例为1∶1.5和1∶2两组结合料进行击实试验和抗压强度试验。

2.2级配组成

长安大学郑南翔教授对二灰稳定类混合料集料级配进行过全面的研究，用K法计算出多种集料级配、间断级配及现行规范推荐级配，并进行了二灰稳定碎石混合料力学性能、疲劳性能、抗裂性能及抗冲刷性能试验。用灰色系统评价理论对各种级配进行了综合路用性能的评价，并检验混合料的施工离析性，从而提出了最优的集料级配范围，且结合多年工程实践，推荐

4结语

（1） 对于结合料剂量和级配相同的二灰稳定碎石混合料，石灰与粉煤灰比例更小的混合料早期强度更低，后期强度和回弹模量更高。与不掺加激活剂的二灰稳定碎石混合料相比，掺加激活剂的二灰稳定碎石混合料的抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量均有大幅度增长，且7 d抗压强度远远超过规范要求。

（2） 对于结合料剂量和级配相同的二灰稳定碎石混合料，石灰与粉煤灰比例更小的混合料抗干缩性能和抗温缩性能更好。激活剂的加入对二灰稳定碎石混合料的抗干缩性能影响很小，但使二灰稳定碎石混合料的抗温缩性能略有降低。

（3） 对于结合料剂量和级配相同的二灰稳定碎石混合料，石灰∶粉煤灰比例更小的混合料抗冲刷性能更差。激活剂的加入提高了二灰稳定碎石混合料的抗冲刷性能。

参考文献：

[1]郑南翔，吴传海.高性能二灰稳定碎石混合料设计方法研究[J].公路，2004（7）：7376.

[2]刘红瑛，戴经梁.骨架密实二灰稳定碎石混合料配合比设计方法[J].长安大学学报：自然科学版，2003，23（2）：1116.

[3]车法，陈拴发，朱金凤，等.骨架密实型二灰稳定碎石配合比设计方法研究[J].河北工业大学学报，2010，39（2）：9699.

[4]徐志荣，陈忠达，舒森.骨架密实型二灰稳定碎石组成设计方法研究[J].公路交通科技：应用技术版，2011（5）：4346.

[5]刘淑艳，王清洲，陈亮，等.基于抗裂性能的二灰稳定碎石配合比设计[J].重庆交通大学学报：自然科学版，2008，27（6）：10811085.

[6]蒋丽君，曹帆，薛金顺.强嵌挤骨架密实二灰稳定碎石设计与性能[J].公路交通科技：应用技术版，2013（5）：108111.

[7]刘绍宁.二灰稳定碎石组成设计研究[J].公路交通科技：应用技术版，2007（8）：4952.

[8]JTJ 034—2000，公路路面基层施工技术规范[S].

[9]刘红瑛，牛长友，王强，等.骨架密实型二灰稳定碎石基层路用性能[J].长安大学学报：自然科学版，2003，23（3）：3742.

[10]马士宾，刘俊琴，郭建宁，等.骨架密实型二灰碎石基层的收缩性能[J].重庆交通大学学报：自然科学版，2013，32（2）：215219.

[11]魏建明，刘红琼，于颖.高强度二灰稳定碎石基层收缩特性试验研究[J].路基工程，2008（1）：4648.

[责任编辑：谭忠华]endprint