林生峰 吳桃英
一、前言
公路路面基層是路面結構的承重層，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，路面材料的要求也在不斷地提升，作為路面基層材料，收縮性能也是一個值得重視的指標。實際情況中，路面材料用砂量較大，而適合高等級路面的主要為河砂，為緩解目前日益緊缺的河砂資源，若能按照國家相關規范標準，利用淡化海砂替代部分河砂，將是以后公路行業的發展方向。
路面結構的穩定關系到行車安全，而路面基層材料是保證路面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，通過摻加淡化海砂后，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，只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干縮現象是由于其內部工藝水含量減少而引起整體宏觀體積收縮。因此含水量對于二灰穩定碎石混合料的干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干縮應變及干縮系數。如果在水分散發的過程中混合料將產生過大的干縮，則干縮應變過大，而此時由于路面面層、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，微裂縫應力集中并繼續發展，將對路面面層并形成反射裂縫，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干縮系數一失水量關系曲線。二灰摻加量對淡化海砂穩定碎石的干縮性影響較大，二灰摻加量的增加會使混合料干縮應變和干縮系數增大。而采用相同的二灰含量時，摻加淡化海砂的試件干縮應變曲線比較平緩，而沒有摻加淡化海砂的關系曲線較陡。
由此得出結論：摻加淡化海砂二灰穩定碎石的干縮應變比相同摻加量穩定碎石干縮應變小，原因在于淡化海砂替代了部分石粉，細集料比例減少，集料的比表面積減小。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，此時干縮系數較小，干縮特性也較穩定。
除了干縮之外，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，并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，面層開裂。在實際施工中，基層施工完成后，隨著時間的發展，到面層施工時，干縮現象基本完成。由于路面面層的密水性能較好，在整個路面結構施工之后，基層收縮裂縫以溫度裂縫為主。因此，在路面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干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，每次降溫后穩定恒溫2h;溫度變化通過儀器溫控程序自動控制，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。為了排除干縮現象的影響，試件在105℃的烘箱中烘12h后恢復的室溫情況下[3]，再貼應變片。接著將試件放人環境箱中，在55℃下恒溫2h后，開始數據采集每一溫變段的應變值以恒溫后時刻采集的數據為準，采用以下公式計算溫縮系數:
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系數是不同的。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系數p與溫度變化△t的函數關系基本成線性關系，
如圖2所示。
2結果分析
各關系直線都非常接近，摻加海砂的溫縮系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。其原因與干縮效應基
本相同，由于淡化海砂的摻加，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干縮應變比二灰穩定碎石干縮應變小，主要原因在于加入淡化海砂后，減少了集料中礦粉的比例，集料的比表面積大大減少，從而減少了膠結材料的含量，因而干縮效應減小;而另一方面，摻加淡化海砂的二灰穩定碎石的溫縮系數也比二灰穩定碎石小，其原因同樣是由于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，是路面基層的優質材料。但由于河砂資源日益減少，本文試驗采用淡化后的海砂替代河砂作為摻加料，摻加到二灰穩定碎石中，其干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，這也為減少路面面層的收縮裂縫起到重要作用。
