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水泥稳定碎石的抗裂性差以及二灰稳定碎石的早期强度低、施工工艺复杂等问题已经严重影响到我国公路建设的质量。水泥粉煤灰稳定碎石是一种新近提出的路面基层材料,其具备了水泥稳定类和二灰稳定类材料的优点,并摒弃了两者的缺点,具有很好的技术性能。但目前对于该种材料的研究还不够充分、系统,缺乏有针对性的技术标准与规范,因此严重制约了该种材料的推广与应用。本文试图通过对材料强度的影响因素、力学性能、配合比设计方法等方面的研究,为水泥粉煤灰稳定碎石材料的进一步推广与应用提供可靠的理论依据。 本文系统研究了粉煤灰掺量与品质、水泥剂量、集料级配等因素对材料强度的影响。研究认为粉煤灰掺量为10%时,材料的早强存在一个峰值。且材料的强度与粉煤灰活度指标具有很好的相关性。粉煤灰处于最佳掺量时,通过粉煤灰的填充、活性等作用,使材料在达到相同强度等级,水泥剂量降低0.5～1%;并且对集料级配具有更好的适应性能且能使集料4.75mm以下通过率降低至30%左右;而且能有效提高材料的强度增长率,90d强度增长率高达385%左右;同时,降低回弹模量16%左右,对材料的抗裂性能有显著的改善作用。 同时,本文还通过试验研究了体积设计方法,并确定采用集料的捣实密度作为设计参数,对水泥粉煤灰稳定碎石材料进行了配合比设计并进行了强度验证。认为体积法完全可以进行包括水泥粉煤灰稳定碎石在内的半刚性路面基层材料的配合比设计。 此外,本文还通过研究不同SO3含量的水泥对胶砂试块、水泥粉煤灰结合料以及水泥粉煤灰稳定碎石材料的强度性能的影响,探讨SO3在不同材料体系中的作用。认为在水泥粉煤灰稳定碎石材料中,不使材料结构破坏和性能变坏的最大SO3含量可以达到5%,并通过胶凝性以及孔结构的改善予以解释。 通过对三种典型基层材料的LCA对比分析以及工程应用研究,对该种材料的环保性能、施工工艺、应用效果以及经济效益进行了研究。表明,该种材料是一种性能良好、经济效益明显且易于推广的环保型路面基层材料。