水泥粉煤灰钢渣做路面基层应用分析

杜成千

(抚顺市顺城区公路管理段)

1 引 言

水泥粉煤灰稳定钢渣是以水泥作为粉煤灰激发剂，掺入一定比例钢渣而形成一种路面基层材料.水泥粉煤灰钢渣遇水发生水化反应，生成硅酸钙、水化铝酸钙等胶凝物质形成一定的强度.具有早强、高强、提前开放交通等优点.水泥粉煤灰稳定钢渣在路用性能、经济性和环保方面优势具有很大应用前景。

2 室内实验分析

2.1 原材料分析

2.1.1 水泥

水泥采用辽宁本溪山水工源325 矿渣硅酸盐水泥。

2.1.2 粉煤灰

粉煤灰材料成分分析主要包括现行规范中所规定的粉煤灰的有效成分(SiO2、Al2O3、Fe2O3)的含量、烧失量、比表面积和含水量等满足规范要求。

2.1.3 钢渣

钢渣取自鞍钢集团粗钢渣，各项技术指标满足规范要求。

2.2 配合比设计分析

2.2.1 配合比选择范围

施工中为了尽可能多利用钢渣少利用水泥和粉煤灰，本文采用不同的配合比进行室内试验确定不同配合比情况下强度变化规律，配合比见表1 所示。

表1 配合比表

2.2.2 最佳含水量及最大干密度确定

根据上述不同配合比采用重型马歇尔进行击实试验，最佳含水量及最大干密度见图1 所示。

2.2.3 试件成型机养护

对于每组配合比，在最佳含水量情况下进行混合料加水拌合，采用重型击实仪进行试件成型，脱模后在标准养生室进行养生。

2.3 强度随龄期影响分析

分别将养生7 d、28 d、90 d 龄期的试件进行无侧限抗压强度试验，试验结果见图2。

图2 无侧限抗压强度变化曲线

由图2 可以看出随着水泥剂量的增加强度随着增大，随着龄期的增加，28 天水泥粉煤灰稳定钢渣的强度增长较快，有利于提前开放交通。水泥剂量的增加同时也会出现后期的裂缝，所以水泥剂量控制在5%左右为最佳。

2.4 回弹模量随龄期影响分析

分别将养生90 d 龄期试件进行回弹模量试验，试验结果见图3 所示。

图3 回弹模量试验

由图3 可以看出随着水泥剂量的增加，粉煤灰剂量减小，回弹模量呈现增加趋势，5%水泥粉煤灰稳定钢渣回弹模量为1 158 MPa，满足规范要求。

3 施工技术分析

3.1 施工准备工作

原材料、施工机械、人员组织准备就绪。

3.2 填筑施工分析

3.2.1 运输和摊铺

将拌合好混合料卸入自卸汽车，每卸一斗料，汽车都要向前移动，避免在装料期间混合料发生离析现象，装好料要用苫布进行遮盖，保证含水量不发生较大的变化，同时起到环保作用，摊铺采用混凝土摊铺机进行，保证摊铺的每层厚度要均匀且具有一定的路拱及横坡，

3.2.2 碾压

碾压是铺筑水泥粉煤灰稳定钢渣关键环节，在现场达到较高的相对密实度，可使混合料具有良好性能。钢轮压路机、轮胎压路机和振动压路机等都可以用来有效的压实水泥粉煤灰稳定钢渣。由于水泥粉煤灰稳定钢渣中主要为粒料，在压实时粘性很小，所以轮胎压路机和振动压路机都是最适宜的压实工具。水泥粉煤灰混合料在加水拌和后必须在较短的时间进行有效的压实。压实机械采用钢轮压路机、轮胎压路机和振动压路机。

3.2.3 养生

水泥粉煤灰稳定钢渣基层在施工期间和养生期间如果过快失水和过分曝晒都会造成早期干缩裂缝，为了防止和抑制早期干缩裂缝，必须采取有效措施养生。在铺设试验路时，采用塑料薄膜覆盖铺筑水泥粉煤灰稳定钢渣基层，待铺面层前撒乳化沥青碎石时，才去掉塑料薄膜。在养生过程中适当洒水，保证基层处于潮湿状态;同时禁止交通，保护基层免遭施工车辆的破坏。

3.3 施工注意事项

配料要准确，拌合要均匀;在实测压实度时必须考虑到集料离析现象，在室内试验中应确定出不同含石量与最大干密度关系曲线，实际施工中测定压实度;为保证压实度碾压机械中振动压力机作用次数最为明显，碾压次数也是保证压实度关键，严格控制其碾压次数;对于水泥粉煤灰稳定钢渣混合料中水的加入，必须严格控制并可略大于最佳含水量1% ～2%。

4 试验路检测分析

从试验路铺筑进行连续追踪观测。对试验路强度变化规律及回弹模量以及路面状况进行测定与观察，施工结束后90d 对路面状况进行了观察，发现个别位置出现了裂缝，出现原因可其一水泥粉煤灰钢渣搅拌时间过短，没有达到充分均匀，粗料集料过于集中导致出现裂缝;其二施工温度过高使混合料失水过多导致出现裂缝。

为分析水泥粉煤灰稳定钢渣强度增长规律，保证试验路满足强度要求，铺筑养生7d 后对试验路不同路段进行钻心取样进行无侧限抗压强度试验，90d 进行回弹模量检测，抗压强度、回弹模量测定结果见表2 所示。

表2 抗压强度、回弹模量测定表

根据表2 及室内试验结果分析可以看出试验路水泥粉煤灰稳定钢渣钻芯强度明显高于室内试验结果。同时回弹模量相应偏高，分析施工及现场原因其一结构物的成型方式不同，室内试验采用重型击实成型圆柱形试件，试验现场采用大型机械设备振动压实成型，所以振实成型试件强度大于室内击实成型试件;其二外界自然因素，室内试验采用25℃进行试验，施工通常在白天施工，施工温度会高于25 ℃，强度的形成快与室内试验，导致强度偏高;其三水泥剂量的控制，室内试验采用的标准剂量(配合比)，施工现场采用的施工配合比，施工配合比比试验配合比中水泥、粉煤灰的剂量要偏高也是导致强度偏高的因素之一。

5 结 论

通过对水泥粉煤灰钢渣为路面基层室内试验与施工分析，水泥粉煤灰钢渣基层材料技术标准达到现行基层技术规范各项要求，水泥粉煤灰钢渣含水量不能过大，拌和时要求混和料含水量要大于最佳含水量1% ～2%，运输过程中要严格按照规范进行避免出现离析，碾压在最佳含水量条件下一次性压实成型。同时还应该注意施工期间的温度变化，尽量避免高温及雨天施工。

［1］张嘎吱.水泥粉煤灰稳定碎石基层配合比设计和路用性能研究［D］. 长安大学，2004.

［2］陈潇，邹琼，周明凯.水泥粉煤灰稳定基层在高等级公路上的应用［J］.粉煤灰综合利用，2005，(5):23－24.

［3］杨锡武，梁富权.水泥(石灰)粉煤灰碎石混合料半刚性路面基层设计参数研究［J］.中国公路学报，1996，9(3):43－46.

［4］刘淑娟.水泥粉煤灰碎石基层材料路用性能的研究［J］.北方交通，2008，(4):42－43.