烧结法赤泥–沥青粉固化剂稳定粉土的路用性能研究

作者：孙兆云; 韦金城; 王林; 李夏; 吴文娟

来源：工程科学与技术, 2021, 53(04): 101-109.

DOI：10.15961/j.jsuese.202000595

• 道路工程
• 稳定粉土
• 对比试验
• 路用性能
• 微观结构
• 烧结法赤泥–沥青粉

为解决黄河冲积平原地区粉土黏聚力低、水稳定性差等工程应用问题,以烧结法赤泥和基质沥青为主材制备粉土固化剂(RAC),对粉土进行综合稳定。按5%水泥优选掺量并附加0、2%、4%、6%、8%RAC成型稳定粉土试件,经过标准养护、浸水强度、循环加热、低温冻融、高温自愈等特定试验条件后,进行3、7和28 d龄期的抗压强度与单轴压缩弹性模量试验,对比分析不同掺量RAC稳定粉土综合路用性能的变化规律。采用扫描电镜(SEM)分别观察粉土、水泥稳定粉土和RAC稳定粉土的微观结构形貌和孔隙特征,进而探讨固化稳定机理。结合实体工程的应用实践对RAC稳定粉土的路用性能进行测试分析与验证。结果表明:与单掺水泥相比,RAC稳定粉土具有良好的力学性能和水稳定性,2%、4%、6%、8%RAC稳定粉土标准养护3 d,强度分别提高110%、146%、156%、161%,28 d龄期浸水强度损失率由大于50%降低至小于20%;5次循环加热水泥稳定粉土强度增幅不大,高于4%掺量的RAC稳定粉土强度增长超过140%;经低温冻融后,单掺水泥稳定粉土试件发生开裂损坏,而RAC稳定粉土试件完好无损,且强度损失率小于15%;高温自愈试验中,试件加载至90%极限荷载,循环加热5次后,2%、4%、6%、8%RAC稳定粉土强度变化率分别为–8.3%、–2.3%、8.0%、12.9%。SEM图像显示RAC稳定使粉土形成密实的胶结凝聚体和均匀分布的孔径小于1μm的非连通微孔结构,有利于稳定粉土水稳定性和抗冻性的提高;高温条件下沥青组分发生湿润黏结包裹粉土颗粒及水化产物,同时加速扩散填充内部孔隙和微裂缝,实现了土体的损伤修复和结构补强。实体工程采用"4%RAC+5%水泥"对粉土稳定后用于道路基层,通车后,通过现场取芯、FWD弯沉等测试分析,道路整体承载能力和使用状况良好,未出现裂缝、坑槽、松散等损坏现象。

• 单位
  山东省交通科学研究所; 高速公路养护技术交通行业重点实验室