石灰粉煤灰稳定碎石基层的配合比优化与路用性能研究

日期:2026-08-16 01:02 来源:润丰矿业 作者:赵明 浏览量:15

日期:2026-08-16 01:02 作者:赵明 浏览量:15

一、引言
石灰粉煤灰稳定碎石是我国公路路面结构中应用最为广泛的半刚性基层材料之一。这种材料能够在养生后形成具有良好力学性能、板结性和水稳定性的基层结构。然而,长期以来,二灰碎石的配合比设计多参照规范推荐中值进行,缺乏针对具体原材料特性的优化,难以充分发挥材料优良特性。

近年来,随着级配理论和骨架密实设计理念的引入,二灰碎石的配合比设计正从“经验参照”走向“科学优化”。本文系统分析配合比参数对二灰碎石路用性能的影响,为精细化设计提供依据。

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二、配合比参数对路用性能的影响
2.1 石灰与粉煤灰的比例
石灰与粉煤灰的比例直接影响火山灰反应的充分程度。现行规范建议石灰与粉煤灰的比例宜为1:2~1:3。当石灰与粉煤灰的比例为1:2时,二灰稳定碎石基层的抗压强度最大。石灰比例过低时,碱性环境不足,粉煤灰活性激发不充分;石灰比例过高时,粉煤灰掺量相对不足,火山灰反应产物总量受限。

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2.2 结合料与集料的比例
石灰粉煤灰与粒料之比为15:85~20:80时,在混合料中粒料可形成骨架嵌挤结构。结合料过少,胶结作用不足,强度偏低;结合料过多,收缩变形增大,裂缝风险增加。工程中常采用的配合比为石灰:粉煤灰:集料=5:20:75。

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2.3 粗集料骨架结构
粗集料骨架对二灰碎石路用性能具有重要影响。对石灰、粉煤灰和集料配比同为4:12:84的5种粗集料配制的骨架密实结构二灰碎石进行试验,结果表明粗集料级配对强度、模量和收缩性能均有显著影响。骨架密实型二灰碎石通过粗集料的嵌挤锁结和结合料的填充胶结共同发挥作用,在力学性能、收缩性能和抗冲刷性能等方面均优于传统的悬浮密实型结构。

三、路用性能特征
力学性能:二灰碎石具有较高的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度和抗弯拉强度。磨细生石灰-粉煤灰稳定碎石具有显著的早强特性。

收缩性能:二灰碎石的干缩和温缩系数受配合比影响显著。石灰与粉煤灰掺量为18%时,温缩系数较大。通过优化配合比和采用骨架密实结构,可有效降低收缩系数。

耐久性能:二灰碎石具有较好的耐久性能,在冻融循环作用下的强度损失小于水泥稳定类材料。

四、配合比优化方法
二灰碎石配合比的优化应综合考虑层位功能及其路用性能。设计步骤包括:确定石灰与粉煤灰的最佳比例;确定结合料与集料的比例;通过击实试验确定最佳含水率和最大干密度;通过无侧限抗压强度、劈裂强度、收缩试验等综合评价路用性能;以密度最大为原则优化集料级配。

五、结语
石灰粉煤灰稳定碎石基层的配合比设计应从“经验参照”走向“科学优化”。石灰与粉煤灰的比例宜为1:2~1:3,结合料与集料的比例宜为15:85~20:80。骨架密实型结构在路用性能上优于悬浮密实型结构。通过精细化配合比设计,可充分发挥二灰碎石的材料潜力,提升基层工程质量和服役寿命。

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