8.1.3 耐久性

8.1.3 耐久性

8.1.3.1 抗冻性

在季节性冰冻地区,经历初冬、春融季节反复的冻融循环作用及冬季的冰冻作用,半刚性基层的冻融损伤是最常见的病害。尤其是近年来随着交通量增大、极端恶劣气候变化频繁,半刚性基层面临更加严峻的考验。依据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中“T 0858—2009”方法对水泥稳定炉渣碎石混合料进行冻融试验,抗冻性以龄期28 d的试件在经过数个冻融循环后的饱水抗压强度与冻前饱水抗压强度之比来评价。抗冻性指标按公式(8-1)计算,该指标越大,表明材料的抗冻性能越好。

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式中 BDR——经5次冻融循环后试件的残留强度比(%);

Rc——冻融前试件的无侧限抗压强度(MPa);

RDC——经5次冻融循环后试件的无侧限抗压强度(MPa)。

水稳炉渣混合料试件的抗冻性指标如表8-3所示。冻融后,水稳炉渣混合料试件的强度损失均大于对照组的强度损失,炉渣集料的加入降低了水稳炉渣混合料试件的抗冻性。这是因为炉渣集料颗粒的吸水率较大,导致混合料试件的吸水性随着炉渣集料掺量的增加而增大,从而加剧了冻融条件对混合料试件的破坏作用。

表8-3 水泥稳定炉渣碎石混合料试件的耐久性指标

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8.1.3.2 抗冲刷性能

抗冲刷性通常是指在动水压力的作用下材料抵抗水流冲击所表现的性能,是稳定类材料重要的使用性能之一。在半刚性基层沥青路面中,路表水会由面层的缝隙、边缘等部位向下渗入,若不能及时排出,水分将滞留于基层与面层的结合处。在行车荷载尤其是在重载车辆作用下,这些水分会产生相当大的水压力,对基层表面产生冲刷作用,致使稳定类材料中的细料剥落,在基层与面层之间形成细料浆。在行车荷载的重复作用下,细料浆将会不断增多,并逐渐被行车荷载由面层的裂缝中唧出。基层一旦受到冲刷,将导致面层与基层之间形成脱空状态,这将加剧路面的损坏进程,最终可能导致路面出现大面积网裂等结构性破坏。

养生龄期28 d的水稳炉渣混合料试件的冲刷试验结果,如表8-3所示。随着炉渣集料掺量的增加,水稳炉渣混合料试件冲刷质量损失率增大,这与炉渣集料的孔隙率较大、吸水率较高有关。随着炉渣集料掺量增加,混合料试件的吸水率增加,这将加剧水的浸入,增大被冲刷发生破坏的可能性。当炉渣集料掺量超过30%,混合料的冲刷质量损失将比零炉渣集料掺量混合料增加近1倍。由于水稳炉渣混合料的抗冲刷能力较水泥稳定碎石混合料弱,在进行混合料设计时,应给予足够的关注。