齡期對(duì)石灰土路用性能影響試驗(yàn)研究

朱旭紅

(廊坊市交通運(yùn)輸局)

1 前 言

石灰土具有就地取材、造價(jià)低廉、容易施工等優(yōu)點(diǎn)，并且具有較高的強(qiáng)度、較強(qiáng)的板體性等性能，因此在我國公路建設(shè)中被廣泛應(yīng)用于路面的墊層、底基層及基層(非高等級(jí)公路)中。特別是在土基改善處理中，石灰土應(yīng)用尤其廣泛。因此，有必要對(duì)石灰土的路用性能進(jìn)行詳細(xì)的研究。

2 實(shí)驗(yàn)過程

為詳細(xì)考察石灰土的路用性能，系統(tǒng)分析不同配合比、不同齡期時(shí)石灰土的路用性能變化規(guī)律及影響因素，試驗(yàn)所用土為滄州市境內(nèi)土場的粉性黏土，經(jīng)測試，其塑限20.8%，液限33.4%，塑性指數(shù)12.6。采用河北易縣鈣質(zhì)石灰，試驗(yàn)前把烘干后的消石灰進(jìn)行過篩處理，去掉其中的雜質(zhì)，經(jīng)過篩處理后其0.15mm 的篩余量為0，其細(xì)度和活性成分完全滿足《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ034－2000)規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。選用的石灰土材料的配合比如表1 所示。具體試驗(yàn)過程參照《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG－E51－2009)進(jìn)行。

表1 石灰土材料配合比

3 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果與分析

據(jù)規(guī)范要求，制作φ50 mm×50 mm 的圓柱形試件(壓實(shí)度按95%計(jì)算)，每組試件成型六個(gè)，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)7 d、14 d、28 d，并在最后1 d 浸水養(yǎng)護(hù)，然后取出在標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)上測其抗壓強(qiáng)度。對(duì)4 種不同灰劑量的石灰土試件分別進(jìn)行了無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，不同石灰劑量的石灰土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果如表2 所示。

由表2 試驗(yàn)結(jié)果可知，石灰土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度基本上在0.7～1.6 MPa 之間。在齡期7 d 時(shí)，其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度在0.7～1.0 MPa 之間;在齡期14 d 時(shí)，其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度強(qiáng)度在0.85～1.1 MPa 之間;在齡期28 d 時(shí)，其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度基本上在1.0～1.6 MPa 之間。石灰劑量相同時(shí)，齡期越大，石灰土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度越大;同一齡期時(shí)，石灰劑量越大，石灰土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度越高。該強(qiáng)度基本上都是隨著齡期的增長而增長，隨著石灰劑量的增大而增大;且初期(7～14 d)強(qiáng)度增長相對(duì)較緩，后期(14～28 d)強(qiáng)度增長相對(duì)較快。養(yǎng)生齡期對(duì)強(qiáng)度有著重要影響。

4 間接抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果與分析

據(jù)規(guī)范要求，制作φ100 mm×100 mm 的圓柱形試件(壓實(shí)度按95%計(jì)算)，每組試件成型六個(gè)，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)7 d、14 d、28 d，并在最后1 d 浸水養(yǎng)護(hù)，然后取出在標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)上測其間接抗拉強(qiáng)度(劈裂強(qiáng)度)，試樣破壞時(shí)，劈裂面絕大多數(shù)都是沿直徑方向出現(xiàn)一條或多條裂縫。石灰土劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果如表3 所示。

表2 石灰土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

表3 石灰土劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

由表3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，石灰土的劈裂強(qiáng)度基本上在0.05～0.12 MPa之間。在齡期7 d 時(shí)，其劈裂強(qiáng)度在0.05～0.07 MPa 之間;在齡期14 d 時(shí)，其劈裂強(qiáng)度在0.06～0.09 MPa 之間;在齡期28 d 時(shí)，其劈裂強(qiáng)度基本上在0.09～0.12 MPa之間。與其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度增長規(guī)律基本相似，同一石灰劑量時(shí)，劈裂強(qiáng)度基本上都是隨齡期而增長。同一石灰劑量時(shí)，齡期越大，石灰土的劈裂強(qiáng)度越大;同一齡期時(shí)，石灰劑量越大，石灰土的劈裂強(qiáng)度越高。石灰土14 d齡期的劈裂強(qiáng)度與其7 d 齡期的劈裂強(qiáng)度增長率為20%左右。石灰土28 d 齡期的劈裂強(qiáng)度與其14 d 齡期的劈裂強(qiáng)度相比，其強(qiáng)度增長率為43.7%。說明石灰土前期強(qiáng)度增長較慢，后期強(qiáng)度增長快，養(yǎng)生齡期對(duì)劈裂強(qiáng)度有著重要影響。

5 室內(nèi)抗壓回彈模量試驗(yàn)結(jié)果與分析

制作φ100 mm×100 mm 的圓柱形試件(壓實(shí)度按95%計(jì)算)，每組試件成型六個(gè)，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)7 d、14 d、28 d，在最后1 d 浸水養(yǎng)護(hù)，然后取出測其間室內(nèi)抗壓回彈模量，石灰土抗壓回彈模量試驗(yàn)結(jié)果見表4。

由表4 試驗(yàn)結(jié)果可知，石灰土的抗壓回彈模量基本上在180～520 MPa 之間。在齡期7 d 時(shí)，其抗壓回彈模量值在180～300 MPa 之間;在齡期14 d 時(shí)，其抗壓回彈模量值在320～370 MPa 之間;在齡期28 d 時(shí)，其抗壓回彈模量值在420～520 MPa 之間。

表4 石灰土室內(nèi)抗壓回彈模量試驗(yàn)結(jié)果

續(xù)表4

不同石灰劑量的石灰土抗壓回彈模量均隨著齡期的增長而增強(qiáng)。石灰劑量較小(8%和10%)時(shí)石灰穩(wěn)定土的抗壓回彈模量早期的增長速率遠(yuǎn)大于后期增長速率，石灰劑量較大(12%和14%)時(shí)石灰穩(wěn)定土的抗壓回彈模量隨齡期增長的速率基本不變。而且當(dāng)石灰劑量較大時(shí)，不同灰劑量的石灰穩(wěn)定土在各個(gè)齡期的抗壓回彈模量值基本相等，即抗壓回彈模量幾乎不受石灰劑量的影響。在對(duì)石灰穩(wěn)定土基層的養(yǎng)生時(shí)要嚴(yán)格控制齡期，已期達(dá)到設(shè)計(jì)所需要的抗壓模量值。

6 結(jié) 語

(1)石灰劑量相同時(shí)，齡期越大，石灰土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度越大;同一齡期時(shí)，石灰劑量越大，石灰土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度越高。該強(qiáng)度初期(7～14 d)增長相對(duì)較緩，后期(14～28 d)強(qiáng)度增長相對(duì)較快。

(2)同一石灰劑量時(shí)，劈裂強(qiáng)度基本上都是隨齡期而增長。同一石灰劑量時(shí)，齡期越大，石灰土的劈裂強(qiáng)度越大;同一齡期時(shí)，石灰劑量越大，石灰土的劈裂強(qiáng)度越高。而且石灰土前期劈裂強(qiáng)度增長較慢，后期強(qiáng)度增長快。

(3)不同石灰劑量的石灰土抗壓回彈模量均隨著齡期的增長而增強(qiáng)。石灰劑量較小(8%和10%)時(shí)抗壓回彈模量早期的增長速率遠(yuǎn)大于后期增長速率，石灰劑量較大(12%和14%)時(shí)抗壓回彈模量隨齡期增長的速率基本不變。而且當(dāng)石灰劑量較大時(shí)，抗壓回彈模量幾乎不受石灰劑量的影響。

［1］鄧學(xué)鈞.路基路面工程［M］.北京:人民交通出版社，2008.

［2］中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程(JTG－E51－2009)［S］.北京:人民交通出版社，2009.

［3］趙壽剛，常向前，楊小平.石灰土的工程特性試驗(yàn)研究［J］.工程勘察，2007，(2):10－13.