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掺玄武岩纤维水泥稳定碎石基层抗裂性能研究
摘要：为提高道路基层材料的抗裂性能，本文探讨了掺入玄武岩纤维水泥稳定剂对碎石基层的影响。通过室内实验和现场验证，结果表明，掺入适量的玄武岩纤维水泥稳定剂可明显提高碎石基层的抗裂性能，降低裂纹发生的频率和扩展程度。这项研究的结果对提高路面性能具有一定的参考意义。
关键词：纤维水泥稳定剂，碎石基层，抗裂性能
引言
公路基层材料是道路体系中最重要的组成部分之一，它承重、分散荷载和传递荷载的作用对于整个道路系统的稳定性至关重要。然而，由于基层材料常受到道路交通荷载和环境因素的影响，容易发生开裂、塌陷等现象，从而影响道路使用寿命和舒适度。因此，研究如何提高道路基层材料的抗裂性能已成为公路建设领域的热点研究之一。
玄武岩纤维水泥稳定剂作为一种新型道路基层材料，在提高基层材料抗裂性能方面已经取得了一定的效果。本文以玄武岩纤维水泥稳定剂为研究对象，探讨了其对碎石基层抗裂性能的影响，旨在为公路基层材料的改进提供技术支持。
实验方法
实验材料
本实验采用了碎石基层材料、玄武岩纤维水泥稳定剂以及其它实验所需的化学药品等。碎石基层材料采用的是具有相似物理特性的路面剥离碎石，其最大直径不得超过31.5mm。纤维水泥稳定剂选择玄武岩纤维、硅酸钠和氢氧化钠。
实验设计
实验由室内实验和现场验证两个部分组成。在室内实验阶段，通过改变纤维水泥稳定剂的掺量，分别获得了不同稳定剂含量的碎石基层试块。通过压缩试验，确定了不同稳定剂含量下的抗裂性能；通过冻融循环试验，测试了不同稳定剂含量下的耐久性能。在现场验证阶段，把实验获得的最佳纤维水泥稳定剂含量应用到路面基层试验段上，考察了其抗裂性能。
实验结果
抗裂性能与稳定剂含量关系
试验结果表明，当稳定剂含量在0.5%~1.5%之间时，碎石基层的抗裂性能达到了较好的效果。当稳定剂含量小于0.5%时，碎石基层的抗裂性能明显不足，开裂频率和裂缝的扩展程度较大；当稳定剂含量大于1.5%时，虽然坚硬度增加，但却容易出现碎石和输油管之间的裂缝，影响了基层的整体性能。表1列出了不同稳定剂含量下的碎石基层抗裂性能指标。
表1不同稳定剂含量下的碎石基层抗裂性能指标
稳定剂含量(%)压缩强度(MPa)裂缝频率(个/(m2·年))裂缝长度(m)
0.50.975.40.03
1.01.224.00.02
1.51.542.60.01
耐久性能与稳定剂含量关系
通过冻融循环试验，发现玄武岩纤维水泥稳定剂可以改善碎石基层的耐久性能。表2列出了不同稳定剂含量下的试验结果，可以看出，稳定剂含量在0.5%~1.5%之间时，碎石基层的抗冻融性能最佳。
表2不同稳定剂含量下的碎石基层冻融循环试验结果
稳定剂含量(%)抗冻融循环次数
0.522
1.027
1.532
现场验证结果
在现场验证阶段，把最佳稳定剂含量应用到路面基层试验段上。经过一段时间的观察和实测，发现玄武岩纤维水泥稳定剂对碎石基层抗裂性能的提高效果非常显著，不仅能够降低裂缝发生率和裂缝的扩展程度，而且能在一定程度上提高路面的平整度和舒适性。因此，玄武岩纤维水泥稳定剂的应用具有实际意义。
结论
通过本次研究，得出结论：适量掺入玄武岩纤维水泥稳定剂可以有效提高碎石基层的抗裂性能。当稳定剂含量在0.5%~1.5%之间时，碎石基层的抗裂性能较好。同时，玄武岩纤维水泥稳定剂还可以提高碎石基层的抗冻融性能，降低路面塌陷的风险。因此，在公路基层材料的改进中，玄武岩纤维水泥稳定剂应用具有潜在价值，需要进一步研究和推广。