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石灰粉煤灰稳定碎石材料抗冻性研究 　　摘要：通过对路面基层冻胀机理的分析，在研究了石灰、粉煤灰稳定碎石基层结构的抗冻性能的基础上，提出在季节性冰冻地区的设计、施工等方面的处理措施。 　　关键词：二灰碎石;基层;抗冻性 　　Abstract: based on the pavement frost heaving mechanism analysis, in the study of lime, fly ash stabilized macadam frost resistance of the structure of the presented, based on the icy area in seasonal design, construction, and other aspects of the treatment measures. 　　Keywords: two ash gravel; Grassroots; Frost resistance 　　 　　 　　中图分类号：TU521.2+5文献标识码： A 文章编号： 　　1 引言 　　贵州要发展，交通必先行。我国越来越重视对大西南经济的发展，但是由于受地形的限制，交通建设就成了发展经济的先决条件。二灰稳定碎石作为一种半刚性基层材料，除具有整体性强、承载力高、刚度大、水稳性好等一般特性外，还具有环保、经济实用等特点，而且西南地区具有广泛的材料来源，便于采用二灰碎石作为基层，因此它已得到了越来越广泛的应用[1]。但是，二灰碎石亦具有一些缺点，如早期强度低，基层铺筑后不能及时开放交通；施工对气温有一定要求，冬季施工时，二灰碎石强度发展缓慢，不足以抵抗冻害，所以必须采取覆盖等防冻措施。即使如此，通常在日平均气温为5℃以下时，就必须停止施工，以防止二灰碎石在没有形成足够强度时被冻裂，并且还须将已铺筑的基层用覆盖的方法过冬，从而严重影响了施工进度，这在一定程度上限制了二灰碎石的应用。况且西南地区多属季节性冰冻或永冻地区，如果处理不当，路面结构包括基层遭受冰冻时，将导致施工中的基层起皮、开裂，完工后的路面则可能在来年产生春融翻浆等病害，因此研究二灰碎石的抗冻性有着广泛的工程实践意义。 　　本研究从二灰碎石基层受冰冻的机理分析出发，开展了冻融循环试验、防冻溶液的冰点试验以及二灰水泥净浆试验，从而得到了一些防冻性的措施，对二灰碎石的施工质量控制不无裨益。 　　2 基层受冰冻的机理分析 　　在季节性冰冻地区，当气温下降时，整个路面层受到负温度梯度作用，并渗透至路基深处，直到与路???土深层正温度达到平衡。在此过程中，路基土中的水分得以迁移，若此时其下部水源供应充足，则可能在某一层位形成聚冰，体积膨胀，破坏原有土体结构，造成冻胀。至于在永冻区，若路基土受施工或升温影响而解冻，则将形成正温度梯度，水分将迁移储存于某一层位，待气温下降时，发展形成聚冰。路面基层的受冻过程与路基土类似(如图1所示)，若路基属于中湿或潮湿类型，地下水位较高，则基层下部的水源供应较为充足，为形成聚冰提供了条件。此时若防冻垫层厚度不够，地下水位会继续上升至垫层某一层位形成聚冰，以致破坏基层乃至路面结构。 　　 　　 　　图1 地下水迁移形成示意图 图2 铺设隔温层材料的路面结构示意图 　　3 二灰碎石材料的抗冻性 　　二灰碎石是含有固、液、气三相的混合物，其中含水量的大小对于施工压实、早期强度及抗冻性至关重要。二灰碎石中的水广泛存在于各孔隙之中，包含大孔隙、毛细孔及凝胶孔。大孔隙中含有自由水，毛细孔和凝胶孔中含有毛细水， 固相材料的表面存在结合水，晶胞和凝胶物层间含有层间水，碎石及二灰晶体内部含有结构水和结晶水，其中自由水通常占据优势地位。当气温降至冰点以下时， 碎石及胶凝体将收缩，而水由液态转为固态，体积膨胀9%，约在-10℃附近，两者矛盾最为显著[2]。 　　3.1 冻融循环试验 　　对于室内静压成型的二灰碎石试件，采用冻融循环后的残留抗压强度及质量损失率评价其抗冻性表明，7天7次冻融循环的残余抗压强度为0.22MPa，与标准养护条件下的抗压强度相比，下降了37%，质量损失率为6.41%。具体如表1所列。试件规格为直径15cm×15cm，混合料配比为m(石灰)∶m(粉煤灰)∶m(碎石)=5∶15∶80，最大干密度为2.032g/cm3。 　　表1不同养护条件下二灰碎石抗压强度及质量损失率 　　 　　 　　3.2 防冻溶液的冰点试验 　　试验共配制了表2中的三组溶液同水进行比较，溶液的冰点是通过测量其冰水混合物的温度而得出的。 　　表2 各组溶液的冰点 　　 　　 　　由以上数据可以看出，几种防冻溶液的冰点不尽相同，而且并不是冰点越低所表现出的防冻效果