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二灰(石粉、粉煤灰)稳定材料以其强度高、耐久性好、水稳性好、整体性强而越来越广泛地应用于高等级公路的路面结构层中。山西省“八五”重点建设项目运城至风陵渡一级公路路面底基层为24 cm二灰土，基层为20 cm二灰砂砾。在路面施工过程中，通过大量的室内试验、野外观测，分析了二灰土、二灰砂砾强度的形成机理，有限元分析得出了它们的强度增长规律。
粉煤灰由山西永济发电厂生产，经检验，其化学成分如表1。石灰，是运城市解州生产，经检验，达到I级石灰标准，结果见表。
对于二灰土，试件为5 cm×5 cm×5 cm的圆柱体，用千斤顶成型，反力架脱模，每组6个试件；对于二灰砂砾，试件为15 cm×15 cm×15 cm的圆柱体，用压力机成型、脱模，每组13个试件。成型时，实测混合料的灰剂量(EDTA法)、含水量，按照要求的压实度、预定干密度、实测含水量确定成型每个试件所需混合料重量见表6。
1)选择不同石灰剂量的6组试件，观测试件7 d无侧限抗压强度与灰剂量的关系。2)选择在15℃、20℃、25℃、30℃、35℃养护温度下的5组试件，观测强度发展情况。3)选择7 d、14 d、28 d、90 d养护龄期的4组试件，观测强度随龄期的增长规律。
根据不同的成型条件，按照要求的龄期，试件经24 h浸水后，在路面材料应力仪上测试其强度。加载速率：二灰土为1 mm/min；二灰砂砾为5 mm/min。无侧限抗压强度实测结果见表7、表8、表9，其中R为一组试件强度值中考虑保证率系数、变异系数后的强度代表值。
粉煤灰是一种火山灰物质，含有活性的Al2O3和SiO2，在石灰的碱性(OH、Ca2+)激发及相互作用下，发生火山灰反应，产生含水的硅铝酸钙。这些新生的胶凝物质晶体，具有较强的胶结能力和稳定性。由于粉煤灰是一种缓凝物质，表面能低，难在水中溶解，导致二灰混合料中火山灰反应缓慢，因而早期强度较低。随着养护时间的增长，含有Ca2+和OH的溶液通过粉煤灰表面水化凝胶物间缝隙向里渗透，使火山灰反应继续发生，增加了混合料中凝胶物质的量，填充了粉煤灰颗粒间的孔隙，使结构变得紧密。同时，水化粉煤灰颗粒间凝胶物相互交叉、嵌锁，增加了界面间的摩阻力，使混合料后期强度得到发展，比早期强度有很大提高。二灰砂砾中由于掺入少量水泥，水泥水化后产生一定量的硅铝酸钙，使得混合料中凝胶物质的量增加，因而提高了早期强度。
通过对二灰土、二灰砂砾的强度分析，得出以下结论：
1)石灰剂量对二灰稳定材料的强度增长有一定影响。因而存在一有效区间，一般为设计灰剂量为±2%，在此区间内，可达到设计强度。在此区间以外，强度呈下降趋势。
2)二灰稳定材料7 d强度随着养护温度变化呈幂函数变化。
3)二灰温度材料早期强度低，但随着龄期的增长，尤其到了90 d或者更长，其强度将会显著提高。90 d的强度值约为7 d的3倍，其增长规律较好地服从幂函数R=4TB的关系。
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