林生峰 吳桃英
一、前言
公路路麵基層是路麵結構的承重層，基層材料必須具備相應的強度、剛度和穩定性。隨著公路車輛軸載的提高，路麵材料的要求也在不斷地提升，作為路麵基層材料，收縮性能也是一個值得重視的指標。實際情況中，路麵材料用砂量較大，而適合高等級路麵的主要為河砂，為緩解目前日益緊缺的河砂資源，若能按照國家相關規範標準，利用淡化海砂替代部分河砂，將是以後公路行業的發展方向。
路麵結構的穩定關係到行車安全，而路麵基層材料是保證路麵結構穩定的重要因素。目前使用多的基層材料是無機結合料穩定材料，例如水泥、石灰或二灰穩定上等。本文選取了二灰穩定碎石作為試驗對象，通過摻加淡化海砂後，對這種無機結合料穩定碎石的收縮性能的變化情況進行分析。
本試驗采用6組試件進行試驗，其中，二灰的比例石灰:粉煤灰為20:80。第1,2,3組試件二灰穩定碎石采用二灰摻量分別為10%,15%,20%，集料配合比為:碎石:石粉=40%:60%;第4,5,6組的二灰摻加量分別與1,2,3組相同，隻是在集料中摻加了淡化海砂，海砂通過添加UEA型混凝土外加劑而起到淡化作用，外加劑用量為海砂的5%。集料配合比調整為:碎石:淡化海砂:石粉=35%:30%:35%
二灰穩定碎石混合料的幹縮現象是由於其內部工藝水含量減少而引起整體宏觀體積收縮。因此含水量對於二灰穩定碎石混合料的幹縮現象起到至關重要的作用。采用傳統方法，通過試驗測出二灰穩定碎石混合料的幹縮應變及幹縮係數。如果在水分散發的過程中混合料將產生過大的幹縮，則幹縮應變過大，而此時由於路麵麵層、底基層或路基的共同約束下，造成混合料內部出現拉應力。當拉應力超過混合料所能承受極限的拉應力，基層材料將被拉裂，出現微裂縫。在車輛荷載的作用下，微裂縫應力集中並繼續發展，將對路麵麵層並形成反射裂縫，因此必須保證基層材料的穩定性。
經過試驗得到相應的二灰穩定碎石幹縮係數一失水量關係曲線。二灰摻加量對淡化海砂穩定碎石的幹縮性影響較大，二灰摻加量的增加會使混合料幹縮應變和幹縮係數增大。而采用相同的二灰含量時，摻加淡化海砂的試件幹縮應變曲線比較平緩，而沒有摻加淡化海砂的關係曲線較陡。
由此得出結論：摻加淡化海砂二灰穩定碎石的幹縮應變比相同摻加量穩定碎石幹縮應變小，原因在於淡化海砂替代了部分石粉，細集料比例減少，集料的比表麵積減小。因此摻加淡化海砂的混合料的水灰比降低，特別是工藝水的比例大幅減少，此時幹縮係數較小，幹縮特性也較穩定。
除了幹縮之外，二灰穩定碎石基層同樣在溫度影響下會發生脹縮，當材料收縮時產生拉應力，並在強度薄弱處產生開裂。裂縫處會產生應力集中，當裂縫繼續發展時，麵層開裂。在實際施工中，基層施工完成後，隨著時間的發展，到麵層施工時，幹縮現象基本完成。由於路麵麵層的密水性能較好，在整個路麵結構施工之後，基層收縮裂縫以溫度裂縫為主。因此，在路麵結構的正常使用過程中，基層材料的穩定溫縮性能更加重要。本試驗分析淡化海砂劉一二灰穩定碎石的溫縮性能的影響情況。
1試驗設計
本試驗采用的材料與上述的幹縮試驗相同配合比的淡化海砂二灰碎石材料試件，試驗方法與其他溫縮試驗基本相同圖。溫縮試驗在高低溫交變環境箱內進行，試驗溫度從55℃降低到一250C，每次降幅100C，降溫速度為10C/min，每次降溫後穩定恒溫2h;溫度變化通過儀器溫控程序自動控製，數據采集則由應變儀通過計算機自動完成采集。試件養護齡期為28天，每組試件3個。為了排除幹縮現象的影響，試件在105℃的烘箱中烘12h後恢複的室溫情況下[3]，再貼應變片。接著將試件放人環境箱中，在55℃下恒溫2h後，開始數據采集每一溫變段的應變值以恒溫後時刻采集的數據為準，采用以下公式計算溫縮係數:
從表2和表3中可以得到，二灰摻加量在不同溫度下的溫縮應變和溫縮係數是不同的。隨著二灰摻加量的增加，混合料中膠結物比例增加，混合料的溫縮效應也
增大。但是摻加海砂的混合料比相應的普通水穩碎石試件溫度穩定性較好。將每種配合比混合料試件所得到的溫縮係數p與溫度變化△t的函數關係基本成線性關係，
如圖2所示。
2結果分析
各關係直線都非常接近，摻加海砂的溫縮係數一溫度的斜率較小，這可以直觀地得出，摻加淡化海砂的二灰碎石混合料的溫度穩定性較好。其原因與幹縮效應基
本相同，由於淡化海砂的摻加，減少了礦粉的含量，集料以嵌接一密實結構存在，材料的溫度穩定性更好。
四、結語
摻加淡化海砂二灰穩定碎石的幹縮應變比二灰穩定碎石幹縮應變小，主要原因在於加入淡化海砂後，減少了集料中礦粉的比例，集料的比表麵積大大減少，從而減少了膠結材料的含量，因而幹縮效應減小;而另一方麵，摻加淡化海砂的二灰穩定碎石的溫縮係數也比二灰穩定碎石小，其原因同樣是由於淡化海砂的替代了部分礦粉，粗集料的比例較大，集料的以嵌接一密實結構存在，溫度穩定性提高。
二灰穩定碎石的具有良好的力學性能、板體性和水穩性，是路麵基層的優質材料。但由於河砂資源日益減少，本文試驗采用淡化後的海砂替代河砂作為摻加料，摻加到二灰穩定碎石中，其幹縮性和溫縮性都得到改善。如果作為支路基層材料，其穩定性將得到改善，這也為減少路麵麵層的收縮裂縫起到重要作用。
