维普资讯 http://www.cqvip.com 第２８卷第２期 Ｖｏ１．２８Ｎｏ．２ ２００２年６月 湖 南 交 通科技 ＨＵＮＡＮ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｊｕｎ．２００２ 文章编号：１００８—８４４Ｘ（２００２）０２—０００４—０２ 二灰碎石基层的干缩试验研究 谭鹰，黎霞，邵腊庚 （长沙交通学院，湖南长沙４１００７６） 摘要：研究探讨了二灰碎石半刚性基层干缩变形特性指标与材料组成的相关关系。 关键词：二灰碎石；半刚性基层；干缩试验；研究 中图分类号：Ｕ４１６．２１４ 文献标识码：Ｂ 二灰碎石半刚性基层具有强度高、稳定性好、刚 ７ ｄ后取出，平放在试验室玻璃台上自然干燥，通过应 度大等特点，因而被广泛地用于修建高等级公路路面 变仪读取不同时间试件的干缩量，在读取干缩量的同 的基层。但是，如果材料组成不当，二灰碎石基层容 时测定另一组试件在相同自然环境下的平均水分蒸发 易在干湿状况交替变化时产生裂缝。基层一旦开裂，便 损失量，以此作为干缩试件的平均水分蒸发损失量。测 会形成反射裂缝。这些裂缝不但影响路面使用性能，而 定过程中直至试件含水量不再减少，应变仪的读数变 且路表水易渗入路面结构层内，如果渗入的水不能及 化很小为止（约为１５ ｄ）。 时排出，停留在基层和路基内，在行车荷载的长期作 ２．２半刚性基层材料干燥收缩性能 用下，会产生较大的动水压力，将加速基层和路基的 二灰碎石基层材料经拌和压实成型后，由于水分 破坏，最终导致路面的结构性破坏。因此，研究二灰 挥发和混合料内部的水化作用，混合料水分不断减少， 碎石半刚性基层干缩变形特性，从材料组成上，提出 由此发生的毛细管作用，吸附作用，分子间力的作用， 减少二灰碎石基层干缩温缩裂缝的方法，无论是理论 材料矿物晶体或凝胶体间层间水的作用和碳化作用等 上还是对工程实践，都有着重要的意义。 会引起二灰碎石基层材料的体积收缩。描述材料干缩 ｌ 二灰碎石基层材料配合比设计试验 特性的指标有干缩应变、干缩系数，干缩量、失水量、 失水率和平均干缩系数。 通过对所选用的集料筛分试验，完成基层用集料 ２．３试验结果及数据处理 的级配组成设计，并结合其它所选用的材料（水泥、石 利用测得３个试件的干缩量和相应的水分蒸发损 灰和粉煤灰）选定了５个试验配比方案，对这５种试 失量按式（１）、式（２）进行整理，试验结果见表１。表 验配比方案进行了重型击实试验、７ ｄ、２８ ｄ无侧限抗 中干缩量、失水量为每日上午８：Ｏ０～９：Ｏ０所得，做 压强度试验及２８ ｄ弯拉强度和回弹模量试验，据有关 干缩试验时，试验室内的平均温度１７．５℃，测试日期 规范要求，我们决定选出水泥：石灰：粉煤灰：集料 ２００１年４月２日～２５日。 两种方案：Ｉ（１：５：１４：８０）和Ⅱ（１：４：１０：８５）作 一Ａ１／ｌ （１） 为进一步干缩试验研究的对象。方案Ｉ的最佳含水量 一ｅ ／ＡＷ （２） ８．４６ ，最大干密度为２．０９ ｇ／ｃｍ。；方案Ⅱ的最佳含 式中：ｚ为试件的长度；Ａｌ为含水量损失时，试件的整 水量７．６７ ，最大干密度为２．１７ ｇ／ｃｍ。。 体收缩量； 为干缩应变，指由水分损失引起的试件单 ２ 干缩试验方案 位长度的收缩量，１０＿。。； 为平均干缩系数，指某失水 量时，试件干缩应变与试件失水率之比，１０一；ＡＷ为 ２．１试件制作、养生、测试 试件平均失水率， 。 采用压力机静压成型的方法制作４组５ ｃｍ×５ ｃｍ×２４ ｃｍ的小梁试件，每一个方案各为２组试件，每 ３试验结果分析 一组３个平行试件，其中一组试件测干缩变形用，另 ３．１时间对干缩应变的影响 一组试件测失水量用，试件成型好后放入养护室养护。 从图１和表１可以看出，随着时间的发展，干缩 将进行干缩试验的试件在（２５±２）℃恒温下养生 应变逐渐增大。当试件暴露在空气中大约８ ｄ时干缩 收稿日期：２００２—０３—１０ 维普资讯 http://www.cqvip.com ２期 谭三 ＾主尊鹰等：二灰碎石基层的干缩试验研究 一 ５ 表１二灰碎石干缩试验结果 啪 啪 瑚 ０ 注：１）失水量为试件中失去水分的重量，ｇ；２）失水率为失水量与试件所用干料重量之比，％；３）干缩量为水分损失时试件的收缩量，ｌＯ一３ｒｌｌｌ￣。 应变基本完成。此时试件的变形占干缩总变形的９Ｏ 以上。由图１所示，前８ ｄ内，干缩应变增长较快，几 乎呈直线上升，随后干缩应变增长幅度较小。方案Ｉ 和方案Ⅱ干缩应变随时间的发展规律基本一致。 图３二灰碎石平均干缩系数与失水率的关系 表２方案Ｉ和方案Ｉ的干缩特性 图１ 二灰碎石干缩应变随时间变化规律 ３．２失水率对干缩特性的影响 从图２可以看出，随着试件的失水率增大，干缩 应变逐渐增大，直至最大失水率时，干缩基本完成，干 缩系数的变化规律如图３，开始时，平均干缩系数增长 较快，到失水率为６ 左右时出现峰值，此后有所降 低，最后逐渐增大，直至最大值。 失水率与干缩应变的函数，与最佳含水量无直接关系 可寻。另外，当干缩变形基本完成后，不论最初试件 含水量多大，最后剩余含水量约为最佳含水量１１ ９／６。 ３．４干缩性能影响因素分析 对于二灰碎石半刚性基层材料，不仅仅希望其强 度、模量满足路用性能要求而且希望其在干湿状况交 替变化时，混合料具有较小的变形。从上述干湿的机 理分析来看，影响二灰碎石基层材料的干湿性主要是 水的作用。而在混合料中水主要被水泥、粉煤灰、石 灰、细集料所消耗，因此，从材料组成角度来看，水 图２二灰碎石干缩应变与失水率的关系 泥、石灰、粉煤灰、细集料四者在混合料中的含量、比 例影响着二灰碎石基层材料的干缩性能。 参考文献： ［１］沙庆林．高等级公路半刚性基层沥青路面［Ｍ］．北京：人民交通出 版社，１９９８． ３．３水对干缩特性的影响 干燥收缩的基本原理是由于水的蒸发而发生各种 作用而引起的整体宏观体积变化，关键因素是水的作 用，将两种方案的有关数据整理如表２所示。从表２可 以看出，水对干缩应变的影响较明显，最大干缩应变 与最佳含水量的大／Ｊ，Ｊｌ￣序一样。因为平均干缩系数为 ［２］沙庆林．高速公路沥青路面早期破坏现象及预防［Ｍ］．北京：人民 交通出版社，２００１．