半柔性路面高性能灌漿料性能優(yōu)化與試驗研究一、引言1.1研究背景與意義隨著交通量的快速增長以及車輛重載化趨勢的加劇，傳統(tǒng)的瀝青路面和水泥混凝土路面在實際使用過程中暴露出了諸多問題。瀝青路面雖然具有表面平整、行車舒適、施工期短及養(yǎng)護維修簡便等優(yōu)點，然而在高溫、重載交通條件下，其抗變形能力不足，容易出現(xiàn)車轍、推移等病害，影響行車安全與舒適性，且耐久性較差，早期病害頻發(fā)。而水泥混凝土路面雖具有較高的強度和承載能力，但存在接縫多、行車舒適性差、施工周期長以及維修困難等缺點。半柔性路面作為一種新型的路面結(jié)構(gòu)形式，最早于1954年由法國提出并應(yīng)用于噴氣式飛機跑道路面結(jié)構(gòu)中。隨后，日本及歐美等國的學(xué)者相繼對其展開研究，并在路面工程和機場道面等領(lǐng)域得到大規(guī)模應(yīng)用。我國在上世紀(jì)90年代開始對半柔性路面進行深入研究。它是在大空隙（空隙率達到20%以上）的母體瀝青混合料中灌入高性能水泥基膠漿材料，形成一種“剛?cè)岵钡膹?fù)合路面。這種路面兼具了瀝青路面和水泥混凝土路面的優(yōu)點，不僅具有瀝青路面柔性好、抗裂能力強、無接縫、行車舒適性高的特點，還具備水泥混凝土路面剛性大、承載能力強、抗車轍性能好的優(yōu)勢。例如在城市道路的交叉口、公交車專用道、長大縱坡路段以及機場道面、港口碼頭、收費站等特殊路段，半柔性路面能有效抵抗車轍和推移等病害，提高路面的使用性能和壽命，具有良好的水穩(wěn)定性、耐油、耐酸、耐熱等特性，適用范圍極為廣泛。在半柔性路面的組成結(jié)構(gòu)中，高性能灌漿料起著至關(guān)重要的作用。灌漿料填充于母體瀝青混合料的空隙中，與母體瀝青混合料共同形成穩(wěn)定的路面結(jié)構(gòu)。其性能直接影響著半柔性路面的整體性能，如灌漿料的流動性決定了其能否順利灌入母體瀝青混合料的空隙中，從而影響路面的密實度；其強度和體積穩(wěn)定性則關(guān)系到半柔性路面的承載能力和抗裂性能，若灌漿料收縮性大，易導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫，影響路面的耐久性和使用安全；與瀝青混合料的粘結(jié)性能也至關(guān)重要，良好的粘結(jié)能使兩者協(xié)同工作，充分發(fā)揮半柔性路面的優(yōu)勢。因此，研發(fā)高性能灌漿料對于提升半柔性路面的性能，解決當(dāng)前路面面臨的病害問題，滿足日益增長的交通需求具有重要的現(xiàn)實意義。目前，雖然對半柔性路面的研究取得了一定成果，但在高性能灌漿料的性能優(yōu)化、材料組成與性能之間的關(guān)系以及施工工藝等方面仍存在諸多問題有待深入研究。深入開展半柔性路面用高性能灌漿料的試驗研究，對于完善半柔性路面技術(shù)體系，推動其在道路工程中的廣泛應(yīng)用，提高道路建設(shè)質(zhì)量和使用壽命，降低道路養(yǎng)護成本，具有重要的理論價值和工程實際意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國外研究現(xiàn)狀半柔性路面的研究與應(yīng)用最早可追溯到20世紀(jì)50年代。1954年，法國率先研制成功“灌水泥漿開級配瀝青混凝土路面施工法”，并在科涅雅克（Cognac）航空港噴氣式飛機跑道上進行試驗鋪裝，將其作為耐熱用道面，該方法被稱為“Salviacim”施工法，并申請了專利。這一開創(chuàng)性的實踐為半柔性路面技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。此后，英國、德國、日本、俄羅斯等國家也紛紛開展對半柔性路面的研究，并進行推廣應(yīng)用。這些國家的研究涵蓋了半柔性路面材料的力學(xué)性能以及結(jié)構(gòu)設(shè)計計算方法等多個方面，發(fā)表了眾多相關(guān)的課題報告和論文。研究成果表明，半柔性路面能夠顯著提高路面的高溫穩(wěn)定性，有效延長路面的使用壽命。在實際應(yīng)用中，日本對半柔性路面的推廣較為廣泛，許多高速公路的收費站、停車場、加油站、爬坡路段以及集裝箱碼頭和公共汽車專用線等場所，都進行了大規(guī)模的半柔性路面鋪裝。日本研究人員還對施工技術(shù)進行了深入研究，并申請了“半柔性復(fù)合路面和半柔性路面施工法”的專利。此外，他們利用彩色水泥砂漿鋪筑出不同顏色的道路，不僅增加了道路的美觀性，還通過顏色對交通進行有針對性的引導(dǎo)渠化。丹麥的Densiphalt是一種半柔性材料的專有名稱，其應(yīng)用范圍廣泛，包括停機坪、飛機庫、滑行區(qū)、維修站、除冰帶和倉庫等，并且形成了一套完善的施工系統(tǒng)，從基體混合料的鋪筑到路面的清洗與打磨都有成熟的操作流程。半柔性鋪面具有高強度，在較高壓力和靜載作用下不易產(chǎn)生車轍和壓痕，同時其致密的結(jié)構(gòu)使其對噴氣燃料和除冰劑有很好的化學(xué)抵抗能力，符合環(huán)保要求，施工后24小時（20℃）即可交付使用，且經(jīng)過打磨可達到水磨石的效果，美化了環(huán)境。國外在半柔性路面用灌漿料的研究方面，重點關(guān)注灌漿料的流動性、強度、體積穩(wěn)定性以及與瀝青混合料的粘結(jié)性能等關(guān)鍵性能指標(biāo)。在流動性方面，通過優(yōu)化灌漿料的配合比，添加合適的外加劑等手段，確保灌漿料能夠順利灌入母體瀝青混合料的大空隙中，實現(xiàn)良好的填充效果。在強度研究上，針對不同的工程應(yīng)用場景，研發(fā)出具有不同強度等級的灌漿料，以滿足半柔性路面在承載能力方面的要求。對于體積穩(wěn)定性，采用特殊的材料配方和工藝，有效控制灌漿料的收縮和膨脹，減少因體積變化而產(chǎn)生的路面裂縫等病害。在粘結(jié)性能方面，通過表面處理、添加粘結(jié)劑等方法，增強灌漿料與瀝青混合料之間的粘結(jié)力，使兩者能夠協(xié)同工作，共同承受車輛荷載和環(huán)境作用。1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國對半柔性路面的研究起步于20世紀(jì)80年代，但在初期研究進度較為緩慢。直到2010年后，隨著交通事業(yè)的快速發(fā)展以及對新型路面結(jié)構(gòu)需求的增加，國內(nèi)眾多科研院校和施工單位加大了對半柔性路面的開發(fā)研究力度，并進行了實際道路鋪筑，取得了一定的成果。目前，北京、江蘇、湖北、安徽、山東、浙江、上海、重慶、遼寧、廣東等地都已經(jīng)廣泛應(yīng)用半柔性路面技術(shù)，尤其是作為車轍處置方法在實際工程中得到了大量應(yīng)用。在半柔性路面用灌漿料的研究上，國內(nèi)學(xué)者主要圍繞灌漿料的材料組成、配合比設(shè)計、性能優(yōu)化以及施工工藝等方面展開。在材料組成方面，研究了水泥、礦物摻合料（如硅粉、粉煤灰、礦渣粉等）、外加劑（減水劑、膨脹劑、緩凝劑等）以及骨料等對灌漿料性能的影響。通過大量試驗，確定了各組成材料的合理摻量范圍，以實現(xiàn)灌漿料性能的優(yōu)化。在配合比設(shè)計上，基于不同的性能要求，建立了相應(yīng)的配合比設(shè)計方法，綜合考慮灌漿料的流動性、強度、體積穩(wěn)定性等因素，通過正交試驗、響應(yīng)面分析等方法，確定最佳配合比。在性能優(yōu)化方面，采用多種技術(shù)手段，如聚合物改性、纖維增強等，提高灌漿料的綜合性能。例如，通過添加聚合物乳液（如苯乙烯丁二烯膠乳），改善灌漿料的柔韌性和粘結(jié)性能；摻入纖維（如聚丙烯纖維、鋼纖維等），增強灌漿料的抗裂性能。在施工工藝方面，研究了灌漿料的攪拌方式、攪拌時間、灌注方法、養(yǎng)生條件等對路面質(zhì)量的影響，制定了相應(yīng)的施工技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，以確保半柔性路面的施工質(zhì)量。然而，目前國內(nèi)在半柔性路面用高性能灌漿料的研究中仍存在一些問題。一方面，灌漿料的性能指標(biāo)體系還不夠完善，缺乏統(tǒng)一的評價標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致不同研究成果之間難以進行有效對比和應(yīng)用。另一方面，在灌漿料與母體瀝青混合料的協(xié)同作用機理研究方面還不夠深入，對兩者之間的粘結(jié)性能、變形協(xié)調(diào)性能等認(rèn)識不足，影響了半柔性路面整體性能的進一步提升。此外，在施工過程中，由于灌漿料的施工工藝較為復(fù)雜，對施工設(shè)備和操作人員的要求較高，容易出現(xiàn)施工質(zhì)量不穩(wěn)定的情況。1.2.3國內(nèi)外研究差異與啟示國外對半柔性路面的研究起步早，技術(shù)相對成熟，在實際工程應(yīng)用方面積累了豐富的經(jīng)驗，尤其在施工系統(tǒng)的完善和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展方面具有優(yōu)勢。其研究重點在于進一步優(yōu)化半柔性路面的性能，提高其在特殊環(huán)境和復(fù)雜交通條件下的適應(yīng)性，以及開發(fā)更加環(huán)保、可持續(xù)的半柔性路面材料和施工技術(shù)。國內(nèi)雖然起步較晚，但近年來研究進展迅速，在灌漿料的材料組成、配合比設(shè)計和性能優(yōu)化等方面取得了一定成果。然而，與國外相比，在基礎(chǔ)理論研究的深度和廣度上還有所欠缺，在施工技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化方面也有待加強。通過對比國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，我國在今后的研究中可以借鑒國外的先進經(jīng)驗，加強對半柔性路面用高性能灌漿料基礎(chǔ)理論的研究，深入探究灌漿料與母體瀝青混合料的協(xié)同作用機理，完善性能指標(biāo)體系和評價標(biāo)準(zhǔn)。同時，加大對施工技術(shù)的研發(fā)投入，提高施工設(shè)備的自動化和智能化水平，加強施工人員的培訓(xùn)，確保施工質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性，推動半柔性路面技術(shù)在我國道路工程中的更廣泛應(yīng)用和發(fā)展。1.3研究內(nèi)容與方法1.3.1研究內(nèi)容本研究聚焦于半柔性路面用高性能灌漿料，具體研究內(nèi)容涵蓋以下幾個關(guān)鍵方面：高性能灌漿料的配合比設(shè)計：深入研究水泥、礦物摻合料（如硅粉、粉煤灰、礦渣粉等）、外加劑（減水劑、膨脹劑、緩凝劑等）以及骨料等原材料的特性，通過大量試驗，采用正交試驗、響應(yīng)面分析等方法，系統(tǒng)分析各原材料的不同摻量對灌漿料性能的影響規(guī)律，確定滿足半柔性路面性能要求的高性能灌漿料的最佳配合比。例如，研究不同摻量的硅粉對灌漿料強度和流動性的影響，以及膨脹劑摻量對灌漿料體積穩(wěn)定性的影響等。高性能灌漿料的性能測試：對所制備的高性能灌漿料進行全面的性能測試，包括流動性、強度（抗壓強度、抗折強度）、體積穩(wěn)定性（收縮率、膨脹率）、粘結(jié)性能（與瀝青混合料的粘結(jié)強度）以及耐久性（抗凍性、抗?jié)B性、抗化學(xué)侵蝕性）等關(guān)鍵性能指標(biāo)的測試。通過這些性能測試，全面評估灌漿料的性能，為其在半柔性路面中的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。例如，采用流動度測試儀測定灌漿料的流動度，通過壓力試驗機測試其抗壓強度和抗折強度，利用收縮膨脹儀測量其收縮率和膨脹率等。影響高性能灌漿料性能的因素分析：從原材料的品質(zhì)和特性、配合比的設(shè)計、施工工藝（攪拌方式、攪拌時間、灌注方法、養(yǎng)生條件等）以及環(huán)境因素（溫度、濕度等）等多個角度，深入分析影響高性能灌漿料性能的因素。探討各因素之間的相互作用關(guān)系，揭示其對灌漿料性能的影響機制，為優(yōu)化灌漿料性能和改進施工工藝提供理論依據(jù)。例如，研究不同攪拌方式和攪拌時間對灌漿料均勻性和性能的影響，以及溫度和濕度對灌漿料凝結(jié)硬化和耐久性的影響等。高性能灌漿料在半柔性路面中的工程應(yīng)用研究：結(jié)合實際道路工程，開展高性能灌漿料在半柔性路面中的應(yīng)用研究。對施工過程進行全程監(jiān)控，記錄施工中出現(xiàn)的問題并提出解決方案。對鋪筑后的半柔性路面進行長期的跟蹤觀測，檢測路面的使用性能（平整度、抗滑性能、車轍深度等），評估高性能灌漿料在實際工程中的應(yīng)用效果。通過工程應(yīng)用研究，驗證高性能灌漿料的性能和可行性，為其大規(guī)模推廣應(yīng)用提供實踐經(jīng)驗。例如，在某實際道路工程中鋪筑半柔性路面試驗段，定期檢測試驗段路面的各項性能指標(biāo)，分析高性能灌漿料在實際使用中的性能變化情況。1.3.2研究方法為實現(xiàn)上述研究目標(biāo)，本研究綜合采用以下多種研究方法：試驗研究法：這是本研究的主要方法。在實驗室條件下，按照不同的配合比制備高性能灌漿料試件，模擬實際施工和使用環(huán)境，對灌漿料的各項性能進行測試和分析。通過大量的試驗數(shù)據(jù)，總結(jié)規(guī)律，優(yōu)化配合比和性能。例如，進行不同配合比灌漿料的流動性試驗，對比分析不同配合比下灌漿料的流動度變化情況，從而確定最佳配合比范圍；開展灌漿料的耐久性試驗，研究其在不同環(huán)境條件下的性能變化，為其在實際工程中的應(yīng)用提供參考。理論分析法：運用材料科學(xué)、膠體化學(xué)、力學(xué)等相關(guān)理論，深入分析高性能灌漿料的組成結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，探討其強度形成機理、體積穩(wěn)定性機理以及與瀝青混合料的粘結(jié)機理等。通過理論分析，為試驗研究提供理論指導(dǎo)，解釋試驗現(xiàn)象，預(yù)測灌漿料的性能變化。例如，基于膠體理論分析灌漿料的微觀結(jié)構(gòu)對其宏觀性能的影響，從力學(xué)角度分析灌漿料與瀝青混合料協(xié)同工作的原理等。工程案例分析法：選取具有代表性的半柔性路面工程案例，對高性能灌漿料的應(yīng)用情況進行詳細分析?？偨Y(jié)工程實踐中的經(jīng)驗教訓(xùn)，針對實際問題提出改進措施和建議。通過工程案例分析，驗證研究成果的實際應(yīng)用價值，為同類工程提供借鑒。例如，對某已建成的半柔性路面工程進行調(diào)研，分析其在使用過程中出現(xiàn)的問題，研究高性能灌漿料的性能是否滿足實際工程需求，以及施工工藝是否合理等，從而為后續(xù)工程提供參考。二、半柔性路面與高性能灌漿料概述2.1半柔性路面的結(jié)構(gòu)與特點半柔性路面作為一種新型的路面結(jié)構(gòu)形式，其獨特的結(jié)構(gòu)組成賦予了它諸多優(yōu)異的性能特點。從結(jié)構(gòu)上看，半柔性路面主要由大空隙基體瀝青混合料和高性能灌漿料組成。大空隙基體瀝青混合料的空隙率通常達到20%以上，這種骨架空隙型結(jié)構(gòu)使得集料彼此相互嵌擠，形成穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu)，為路面提供了基本的承載能力。而高性能灌漿料則填充于大空隙基體瀝青混合料的空隙之中，與基體瀝青混合料緊密結(jié)合，共同構(gòu)成了半柔性路面的整體結(jié)構(gòu)。半柔性路面的強度形成是多種因素共同作用的結(jié)果。其中，骨料之間的相互嵌擠作用是路面強度的重要基礎(chǔ)。在車輛荷載的作用下，骨料通過相互嵌擠傳遞和分散荷載，抵抗路面的變形。水泥膠漿的膠結(jié)作用也不可或缺。灌漿料中的水泥在水化過程中形成的凝膠體，將骨料牢固地粘結(jié)在一起，增強了路面結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。瀝青的粘結(jié)力同樣對路面強度有著重要影響。瀝青作為基體瀝青混合料的重要組成部分，其粘結(jié)力使得集料之間的結(jié)合更加緊密，進一步提高了路面的強度和耐久性。半柔性路面在性能方面具有顯著的優(yōu)勢。首先，其高溫抗車轍性能表現(xiàn)出色。由于水泥膠漿填充于瀝青混合料的空隙中，極大地提高了瀝青混合料在高溫下的抗推移變形能力。在高溫環(huán)境和重載交通條件下，普通瀝青路面容易出現(xiàn)車轍病害，而半柔性路面能夠有效抵抗車轍的產(chǎn)生，保持路面的平整度和行車安全性。其次，半柔性路面具有良好的水穩(wěn)定性。膠凝材料灌注率大于90%，剩余連通空隙率很小，路面結(jié)構(gòu)完全不滲水，使用特殊配方的灌漿材料之后路面吸水率極低，水完全不能進入混合料內(nèi)部，從而有效避免了水對路面結(jié)構(gòu)的損害，延長了路面的使用壽命。再者，半柔性路面還具備防油、耐酸等性能。路面表層由無機膠凝材料包裹，能夠阻擋大型車輛漏油、酸性液體等對瀝青混合料的腐蝕，保護路面結(jié)構(gòu)的完整性。此外，半柔性路面還具有一定的裝飾美化環(huán)境作用。膠凝材料可以添加著色劑，根據(jù)需求選擇不同顏色，按照不同通行要求鋪筑彩色半柔性路面，有針對性地引導(dǎo)渠化交通，與周圍環(huán)境相搭配，起到裝飾美化環(huán)境的效果。2.2高性能灌漿料的作用與性能要求在半柔性路面結(jié)構(gòu)中，高性能灌漿料發(fā)揮著舉足輕重的作用。它主要填充于大空隙母體瀝青混合料的空隙之中，就如同“粘合劑”一般，將松散的瀝青混合料骨架緊密地連接在一起，從而增強了路面結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。具體而言，高性能灌漿料的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：填充空隙：母體瀝青混合料具有較大的空隙率（通常在20%以上），高性能灌漿料能夠充分填充這些空隙，使路面結(jié)構(gòu)更加密實，有效減少了水分、空氣等外界因素對路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)的侵蝕，提高了路面的防水性和耐久性。增強強度：灌漿料硬化后具有較高的強度，與母體瀝青混合料形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，提高了路面的承載能力和抗變形能力。在車輛荷載的作用下，灌漿料能夠與瀝青混合料協(xié)同工作，共同承受荷載，有效抵抗路面的車轍、推移等病害，延長路面的使用壽命。改善穩(wěn)定性：高性能灌漿料的存在增強了半柔性路面的高溫穩(wěn)定性。在高溫環(huán)境下，普通瀝青混合料容易因軟化而產(chǎn)生較大的變形，而灌漿料的剛性能夠約束瀝青混合料的變形，提高路面在高溫下的抗車轍性能。同時，灌漿料還能改善路面的低溫抗裂性能，在低溫環(huán)境下，灌漿料與瀝青混合料的協(xié)同作用可以有效減少路面裂縫的產(chǎn)生，提高路面的穩(wěn)定性。為了充分發(fā)揮高性能灌漿料在半柔性路面中的作用，使其滿足路面的使用要求，高性能灌漿料應(yīng)具備以下優(yōu)良的性能：流動性：良好的流動性是高性能灌漿料的關(guān)鍵性能之一。在施工過程中，灌漿料需要能夠在自重或較小壓力作用下，迅速且均勻地填充到母體瀝青混合料的空隙中。這就要求灌漿料具有適宜的流動度，一般采用流動度測試儀來測定其初始流動度和30min流動度。初始流動度應(yīng)滿足能夠順利灌入空隙的要求，通常初始流動度不小于300mm，30min流動度損失不宜過大，以保證在施工過程中灌漿料始終具有良好的填充性能。若流動性不足，灌漿料難以填充到空隙深處，會導(dǎo)致路面密實度不夠，影響路面性能；而流動性過大，則可能導(dǎo)致灌漿料離析、泌水，同樣影響路面質(zhì)量。強度：高性能灌漿料應(yīng)具有足夠的強度，包括抗壓強度和抗折強度。抗壓強度是衡量灌漿料抵抗壓力破壞的能力，抗折強度則反映了其抵抗彎曲破壞的能力。在半柔性路面中，灌漿料需要承受車輛荷載的反復(fù)作用，因此其強度必須滿足一定的要求。一般來說，灌漿料的7d抗壓強度應(yīng)不低于30MPa，28d抗壓強度不低于50MPa；7d抗折強度不低于5MPa，28d抗折強度不低于8MPa。較高的強度可以保證半柔性路面具有良好的承載能力和抗變形能力，有效抵抗車轍、裂縫等病害的產(chǎn)生。粘結(jié)性：灌漿料與母體瀝青混合料之間的粘結(jié)性能至關(guān)重要。良好的粘結(jié)性能能夠確保兩者在使用過程中協(xié)同工作，共同承受車輛荷載和環(huán)境作用。若粘結(jié)性不足，灌漿料與瀝青混合料容易分離，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)的整體性遭到破壞，降低路面的使用壽命。通常采用拉拔試驗等方法來測試灌漿料與瀝青混合料的粘結(jié)強度，粘結(jié)強度應(yīng)不低于1.5MPa。為了提高粘結(jié)性，可以在灌漿料中添加適量的粘結(jié)劑，或者對瀝青混合料表面進行預(yù)處理，如采用界面劑處理等。收縮性：高性能灌漿料應(yīng)具有較小的收縮性，在硬化過程中盡量減少體積變化。收縮過大容易導(dǎo)致路面產(chǎn)生裂縫，影響路面的耐久性和使用性能。一般要求灌漿料的28d收縮率不超過0.05%。通過在灌漿料中添加膨脹劑等外加劑，可以有效補償灌漿料的收縮，控制其體積變化，提高路面的抗裂性能。2.3相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范在半柔性路面用高性能灌漿料的研究與應(yīng)用領(lǐng)域，一系列國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范發(fā)揮著至關(guān)重要的指導(dǎo)作用。這些標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范涵蓋了灌漿料的材料性能、配合比設(shè)計、施工工藝以及質(zhì)量檢驗等多個關(guān)鍵方面，為確保半柔性路面的工程質(zhì)量和性能提供了堅實的依據(jù)。國際上，一些發(fā)達國家針對半柔性路面灌漿料制定了較為完善的標(biāo)準(zhǔn)體系。例如，美國材料與試驗協(xié)會（ASTM）制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對灌漿料的物理性能、力學(xué)性能以及耐久性等指標(biāo)做出了明確規(guī)定。在物理性能方面，對灌漿料的密度、細度等指標(biāo)進行了規(guī)范，確保其符合工程要求。在力學(xué)性能上，明確了灌漿料的抗壓強度、抗折強度等指標(biāo)在不同齡期的標(biāo)準(zhǔn)值，為工程設(shè)計和施工提供了量化的參考依據(jù)。歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會（CEN）也發(fā)布了一系列關(guān)于灌漿料的標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)在材料的組成、性能要求以及試驗方法等方面都有詳細的規(guī)定。例如，在材料組成上，對水泥、骨料、外加劑等的種類和用量范圍進行了明確界定，以保證灌漿料的性能穩(wěn)定性。在試驗方法方面，制定了統(tǒng)一的測試標(biāo)準(zhǔn)，使得不同地區(qū)、不同實驗室的測試結(jié)果具有可比性，有利于技術(shù)交流和產(chǎn)品質(zhì)量的統(tǒng)一把控。在國內(nèi)，隨著半柔性路面技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范也日益完善。中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會發(fā)布的《城市道路灌漿式半柔性路面技術(shù)規(guī)程》（T/CECS1016-2022），對灌漿式半柔性路面的材料、設(shè)計、施工、施工質(zhì)量管理與檢查驗收等方面進行了全面規(guī)范。在材料部分，對灌漿料的技術(shù)要求進行了詳細闡述，包括灌漿料的流動度、抗壓強度、抗折強度、體積穩(wěn)定性、粘結(jié)性能等關(guān)鍵性能指標(biāo)的具體要求。例如，規(guī)定灌漿料的初始流動度應(yīng)不小于300mm，30min流動度損失不宜大于30mm，以確保其在施工過程中能夠順利填充到母體瀝青混合料的空隙中；7d抗壓強度不低于30MPa，28d抗壓強度不低于50MPa，保證半柔性路面具有足夠的承載能力。在施工過程中，對母體瀝青混合料的鋪筑、封邊、漿體制備與灌注、路面表面處理、養(yǎng)生與開放交通等各個環(huán)節(jié)都制定了嚴(yán)格的操作規(guī)范和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。例如，在漿體制備過程中，規(guī)定了攪拌設(shè)備的類型、攪拌時間和攪拌速度等參數(shù)，以保證灌漿料的均勻性和性能穩(wěn)定性；在養(yǎng)生環(huán)節(jié)，明確了養(yǎng)生的方式、時間和溫度要求，確保灌漿料能夠充分硬化，達到設(shè)計強度。這些國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范對本研究和工程應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)作用。在研究過程中，它們?yōu)楦咝阅芄酀{料的配合比設(shè)計、性能測試以及影響因素分析提供了明確的方向和方法。例如，在配合比設(shè)計時，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中對各項性能指標(biāo)的要求，通過試驗確定原材料的種類和摻量范圍，以優(yōu)化配合比，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。在性能測試方面，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗方法進行測試，確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，為研究提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持。在工程應(yīng)用中，標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范是施工質(zhì)量控制和驗收的重要依據(jù)。施工單位必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求進行施工，確保每一個施工環(huán)節(jié)都符合規(guī)范，從而保證半柔性路面的工程質(zhì)量。同時，在工程驗收時，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對路面的各項性能指標(biāo)進行檢測，只有符合標(biāo)準(zhǔn)要求的工程才能通過驗收，保障了半柔性路面在實際使用中的性能和安全性。三、高性能灌漿料試驗原材料與方法3.1試驗原材料在高性能灌漿料的試驗研究中，原材料的選擇與性能對灌漿料的最終性能起著決定性作用。本試驗選用的原材料主要包括水泥、骨料、外加劑和摻合料，各原材料的性能特點和在灌漿料中的作用如下：水泥：水泥作為灌漿料的主要膠凝材料，其品種和性能直接影響灌漿料的強度、凝結(jié)時間等關(guān)鍵性能。本試驗選用P?O42.5普通硅酸鹽水泥，該水泥具有早期強度高、水化熱適中、耐久性好等優(yōu)點。其比表面積為350m2/kg，初凝時間為180min，終凝時間為260min，28d抗壓強度達到48MPa，28d抗折強度為8MPa。在灌漿料中，水泥通過水化反應(yīng)形成水泥石，將骨料等其他材料膠結(jié)在一起，賦予灌漿料強度和整體性。水泥的水化產(chǎn)物還能填充孔隙，提高灌漿料的密實度和耐久性。骨料：骨料在灌漿料中起著骨架作用，可提高灌漿料的體積穩(wěn)定性和強度。試驗采用天然河砂作為細骨料，其細度模數(shù)為2.6，屬于中砂，含泥量小于1%，泥塊含量小于0.5%。中砂的顆粒級配良好，能在保證灌漿料流動性的同時，提供足夠的強度支撐。粗骨料選用5-10mm連續(xù)級配的碎石，壓碎指標(biāo)為10%，針片狀顆粒含量小于5%。碎石的強度高、穩(wěn)定性好，能有效增強灌漿料的抗壓強度和抗變形能力。骨料的合理選擇和級配優(yōu)化，可使灌漿料內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加密實，減少孔隙率，提高灌漿料的性能。外加劑：外加劑是改善灌漿料性能的重要組成部分，通過添加不同類型的外加劑，可實現(xiàn)對灌漿料流動性、凝結(jié)時間、體積穩(wěn)定性等性能的調(diào)控。本試驗中使用的外加劑主要有以下幾種：減水劑：選用聚羧酸高性能減水劑，其減水率可達25%以上。減水劑的主要作用是在不增加用水量的情況下，顯著提高灌漿料的流動性，使其能夠更好地填充到母體瀝青混合料的空隙中。同時，減水劑還能降低水灰比，提高灌漿料的強度和耐久性。例如，在保持灌漿料工作性能不變的前提下，使用聚羧酸高性能減水劑可使水灰比降低0.05-0.1，從而提高灌漿料的28d抗壓強度10%-20%。膨脹劑：采用硫鋁酸鈣類膨脹劑，其膨脹率可控，能有效補償灌漿料在硬化過程中的收縮，防止裂縫產(chǎn)生。膨脹劑在水泥水化過程中與水泥中的某些成分反應(yīng)，生成膨脹性產(chǎn)物，使灌漿料在硬化過程中產(chǎn)生適度的膨脹，從而填充孔隙，提高灌漿料的密實度和抗裂性能。一般情況下，膨脹劑的摻量為水泥質(zhì)量的3%-5%，可使灌漿料的28d限制膨脹率達到0.02%-0.04%。緩凝劑：選用葡萄糖酸鈉作為緩凝劑，它能延緩水泥的水化速度，延長灌漿料的凝結(jié)時間。在施工過程中，尤其是在高溫環(huán)境下，緩凝劑可保證灌漿料有足夠的時間進行攪拌、運輸和灌注。葡萄糖酸鈉的摻量一般為水泥質(zhì)量的0.05%-0.1%，可使灌漿料的初凝時間延長1-3h，滿足施工工藝的要求。摻合料：摻合料的加入可改善灌漿料的性能，降低成本，同時還能提高灌漿料的環(huán)保性和可持續(xù)性。本試驗使用的摻合料主要有硅粉和粉煤灰：硅粉：硅粉是一種具有高活性的火山灰質(zhì)材料，其比表面積高達15000-20000m2/kg，平均粒徑為0.1-0.3μm。硅粉的活性很高，能與水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣發(fā)生二次反應(yīng)，生成具有膠凝性的產(chǎn)物，填充水泥石的孔隙，提高灌漿料的強度和耐久性。在灌漿料中摻入5%-10%的硅粉，可使灌漿料的28d抗壓強度提高15%-25%，抗?jié)B性提高2-3倍。粉煤灰：選用Ⅱ級粉煤灰，其需水量比不大于105%，燒失量不大于8%。粉煤灰具有形態(tài)效應(yīng)、活性效應(yīng)和微集料效應(yīng)。形態(tài)效應(yīng)可改善灌漿料的工作性能，使灌漿料更加易于攪拌和流動；活性效應(yīng)能在后期與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，提高灌漿料的后期強度；微集料效應(yīng)則可填充水泥石的孔隙，提高灌漿料的密實度。在灌漿料中摻入15%-25%的粉煤灰，可降低水泥用量，減少水化熱，提高灌漿料的抗裂性能，同時還能降低成本。3.2試驗配合比設(shè)計高性能灌漿料的配合比設(shè)計是一項復(fù)雜且關(guān)鍵的工作，需綜合考慮多個因素，以確保灌漿料具備良好的性能，滿足半柔性路面的使用要求。其設(shè)計原則主要圍繞工作性、強度、耐久性和經(jīng)濟性等方面展開，各方面相互關(guān)聯(lián)、相互制約。工作性是灌漿料在施工過程中表現(xiàn)出的性能，包括流動性、黏聚性和保水性。流動性良好的灌漿料能夠在自重或較小壓力作用下，迅速且均勻地填充到母體瀝青混合料的空隙中，確保路面結(jié)構(gòu)的密實性。黏聚性使灌漿料各組成材料之間具有一定的內(nèi)聚力，在運輸和施工過程中不致發(fā)生分層、離析現(xiàn)象。保水性則保證灌漿料在施工過程中水分不易流失，維持其工作性能的穩(wěn)定。例如，若灌漿料流動性不足，可能導(dǎo)致填充不充分，影響路面的強度和耐久性；而黏聚性和保水性差，會使灌漿料出現(xiàn)離析、泌水等問題，同樣降低路面質(zhì)量。強度是灌漿料的重要性能指標(biāo)，直接關(guān)系到半柔性路面的承載能力和使用壽命。灌漿料需要承受車輛荷載的反復(fù)作用，因此必須具備足夠的抗壓強度和抗折強度。一般來說，7d抗壓強度不低于30MPa，28d抗壓強度不低于50MPa；7d抗折強度不低于5MPa，28d抗折強度不低于8MPa。較高的強度可以有效抵抗車轍、裂縫等病害的產(chǎn)生，提高路面的穩(wěn)定性和安全性。耐久性也是配合比設(shè)計中不可忽視的因素。半柔性路面長期暴露在自然環(huán)境中，會受到溫度變化、濕度變化、雨水侵蝕、凍融循環(huán)以及化學(xué)物質(zhì)侵蝕等多種因素的影響。因此，灌漿料應(yīng)具有良好的耐久性，能夠在不同環(huán)境條件下保持性能的穩(wěn)定。例如，通過優(yōu)化配合比，添加適量的外加劑和摻合料，提高灌漿料的抗?jié)B性、抗凍性和抗化學(xué)侵蝕性，可有效延長半柔性路面的使用壽命。經(jīng)濟性在配合比設(shè)計中同樣具有重要意義。在滿足灌漿料性能要求的前提下，應(yīng)盡量降低原材料成本，提高資源利用率。合理選擇水泥、骨料、外加劑和摻合料的種類和用量，充分利用工業(yè)廢料（如粉煤灰、礦渣粉等）作為摻合料，不僅可以降低成本，還能減少環(huán)境污染，實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用。在確定各原材料比例時，采用了正交試驗設(shè)計方法。正交試驗設(shè)計是一種高效的試驗方法，能夠通過較少的試驗次數(shù)，研究多個因素對試驗指標(biāo)的影響規(guī)律。本試驗以水泥、骨料、外加劑和摻合料的摻量作為因素，每個因素設(shè)置多個水平，制定正交試驗方案。例如，水泥的摻量設(shè)置為40%、45%、50%三個水平，骨料的摻量設(shè)置為30%、35%、40%三個水平，外加劑的摻量根據(jù)不同種類分別設(shè)置相應(yīng)的水平，摻合料的摻量也設(shè)置不同的水平。通過對不同配合比的灌漿料進行性能測試，得到各因素不同水平下的試驗結(jié)果。以流動性試驗為例，將按照不同配合比配制的灌漿料倒入截錐圓模內(nèi)，與圓模頂部齊平，提拉截錐圓模，讓灌漿料在平板玻璃上自由流淌，測量其最大直徑及垂直方向直徑的平均值，即為漿料的流動度。記錄不同配合比灌漿料的流動度數(shù)據(jù)，分析水泥、骨料、外加劑和摻合料摻量對流動度的影響。通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，隨著減水劑摻量的增加，灌漿料的流動度顯著提高；而水泥摻量過多，會使灌漿料的流動性降低。在強度試驗中，將灌漿料制成40mm×40mm×160mm的試塊，按照標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件養(yǎng)護至規(guī)定齡期，然后在壓力試驗機上進行抗壓強度和抗折強度測試。根據(jù)試驗結(jié)果分析各因素對強度的影響。結(jié)果表明，硅粉的摻入可以顯著提高灌漿料的抗壓強度和抗折強度，因為硅粉具有高活性，能與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生二次反應(yīng)，生成具有膠凝性的產(chǎn)物，填充水泥石的孔隙，增強灌漿料的結(jié)構(gòu)強度；而骨料的級配和用量對強度也有重要影響，合理的骨料級配可以使灌漿料內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加密實，提高強度。通過對正交試驗結(jié)果的直觀分析和方差分析，確定了各因素對灌漿料性能的影響主次順序，并找出了最佳的原材料比例組合。結(jié)果顯示，對于流動性，外加劑的摻量影響最為顯著，其次是水泥和摻合料的摻量；對于強度，水泥和摻合料的摻量影響較大，骨料和外加劑的摻量也有一定影響。最終確定的最佳配合比為：水泥45%，骨料35%，外加劑（減水劑0.8%、膨脹劑4%、緩凝劑0.08%），摻合料（硅粉8%、粉煤灰12%）。不同配合比對灌漿料性能有著顯著的影響。當(dāng)水泥摻量增加時，灌漿料的強度會提高，但流動性會降低，同時水泥用量過多還可能導(dǎo)致水化熱過大，增加灌漿料開裂的風(fēng)險。骨料的級配和用量直接影響灌漿料的骨架結(jié)構(gòu)和密實度，進而影響其強度和體積穩(wěn)定性。合理的骨料級配可以使灌漿料內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊密，提高強度和抗變形能力。外加劑的種類和摻量對灌漿料的性能調(diào)控起著關(guān)鍵作用。減水劑能提高流動性，膨脹劑可補償收縮，緩凝劑能調(diào)節(jié)凝結(jié)時間。摻合料的加入不僅可以降低成本，還能改善灌漿料的性能。如硅粉能提高強度和耐久性，粉煤灰能改善工作性能和抗裂性能。在實際工程應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體的工程需求和施工條件，對配合比進行適當(dāng)調(diào)整，以確保灌漿料性能的最優(yōu)化。3.3試驗方法與設(shè)備為全面、準(zhǔn)確地評估高性能灌漿料的性能，本試驗采用了一系列科學(xué)、規(guī)范的試驗方法，并選用了與之相匹配的先進設(shè)備。3.3.1流動度測試流動度是衡量高性能灌漿料在施工過程中能否順利填充母體瀝青混合料空隙的關(guān)鍵指標(biāo)。本試驗依據(jù)《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB50119-2013）附錄A中關(guān)于流動度試驗的相關(guān)規(guī)定進行操作。具體試驗步驟如下：首先，精確稱取2000g灌漿料樣品，精確至5g；按照預(yù)先設(shè)計好的配合比，準(zhǔn)確稱量相應(yīng)的拌合用水，精確至1g。將攪拌鍋和攪拌葉用濕布濕潤，但確保無明水殘留。隨后，將稱取的灌漿料倒入攪拌鍋中，開啟符合標(biāo)準(zhǔn)要求的水泥膠砂攪拌機，同時在10s內(nèi)迅速加入拌合水。按照水泥膠砂攪拌機的設(shè)定程序，攪拌240s，以保證灌漿料充分混合均勻。在一塊450mm×450mm×5mm的玻璃板上進行流動度測試，用濕布仔細擦拭玻璃板和截錐圓模內(nèi)壁，確保其表面濕潤且無明水，將截錐圓模放置在玻璃板的正中間位置。將攪拌好的灌漿料漿體緩緩倒入截錐圓模內(nèi)，直至漿體與截錐圓模上口平齊。然后，以緩慢、勻速的方式徐徐提起截錐圓模，讓漿體在無任何外界擾動的條件下自由流動，直至漿體停止流動。使用量程為500mm的直尺，測量漿體在流動過程中形成的最大擴散直徑及與其垂直方向的直徑，精確到1mm，計算這兩個直徑的平均值，該平均值即為灌漿料的流動度初始值。整個攪拌和測量過程需在6min內(nèi)完成，以確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。為了進一步考察灌漿料的流動性能在一定時間內(nèi)的保持情況，還需測定其30min流動度保留值。將玻璃板上完成初始流動度測試的漿體小心裝入攪拌鍋內(nèi)，并采取有效的防止?jié){體水分蒸發(fā)的措施，如在攪拌鍋上覆蓋濕布或保鮮膜等。自加水拌合起30min時，再次將攪拌鍋內(nèi)的漿體按照上述C-F步驟進行試驗，測定此時的流動度，該結(jié)果即為流動度30min保留值。本試驗中用于流動度測試的主要設(shè)備包括水泥膠砂攪拌機、450mm×450mm×5mm的玻璃板、截錐圓模（高度（60±0.5）mm，上口內(nèi)徑（70±0.5）mm，下口外徑120mm）以及量程為500mm的直尺。水泥膠砂攪拌機應(yīng)具備穩(wěn)定的攪拌速度和攪拌力度，能夠確保灌漿料充分均勻地混合；玻璃板應(yīng)平整、光滑，以保證漿體在其上自由流動不受阻礙；截錐圓模的尺寸精度需嚴(yán)格符合標(biāo)準(zhǔn)要求，以保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性；直尺用于準(zhǔn)確測量漿體的擴散直徑。3.3.2強度測試強度是高性能灌漿料的重要性能指標(biāo)之一，直接關(guān)系到半柔性路面的承載能力和使用壽命。本試驗對灌漿料的抗壓強度和抗折強度進行了測試，抗壓強度試驗依據(jù)《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》（GB/T17671-1999）進行，抗折強度試驗則按照該標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于抗折強度測試的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。在進行強度測試之前，需要制備標(biāo)準(zhǔn)試件。將攪拌均勻的灌漿料漿體倒入尺寸為40mm×40mm×160mm的三聯(lián)試模中，分兩次倒入，每次倒入后用抹刀輕輕插搗，以排除漿體中的氣泡，確保試件內(nèi)部密實。第二次倒入漿體后，將其表面抹平，使?jié){體與試模上口平齊。試件成型后，將其放入標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕養(yǎng)護箱內(nèi)進行養(yǎng)護，養(yǎng)護條件為溫度（20±1）℃，相對濕度大于90%。在規(guī)定的齡期（3d、7d、28d）到達時，將試件從養(yǎng)護箱中取出，進行抗壓強度和抗折強度測試?？箟簭姸葴y試使用抗壓試驗機，將試件放置在抗壓試驗機的下壓板中心位置，調(diào)整試驗機，使上壓板與試件均勻接觸，并以規(guī)定的加載速率（0.5MPa/s-0.8MPa/s）連續(xù)而均勻地加載，直至試件破壞，記錄破壞荷載?？箟簭姸劝聪率接嬎悖篺_{cu}=\frac{F}{A}式中：f_{cu}為抗壓強度（MPa）；F為破壞荷載（N）；A為試件受壓面積（mm^2）。抗折強度測試使用抗折試驗機，將試件放在抗折試驗機的兩個支撐圓柱上，試件的成型側(cè)面朝上，調(diào)整試驗機，使加荷圓柱與試件接觸均勻，并以規(guī)定的加載速率（0.05MPa/s-0.08MPa/s）連續(xù)而均勻地加載，直至試件折斷，記錄破壞荷載。抗折強度按下式計算：f_{f}=\frac{1.5FL}{b^3}式中：f_{f}為抗折強度（MPa）；F為破壞荷載（N）；L為支撐圓柱之間的距離（mm），本試驗中L=100mm；b為試件正方形截面的邊長（mm），本試驗中b=40mm。本試驗中用于強度測試的主要設(shè)備包括40mm×40mm×160mm的三聯(lián)試模、標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕養(yǎng)護箱、抗壓試驗機和抗折試驗機。三聯(lián)試模應(yīng)具有足夠的強度和精度，以保證試件的成型質(zhì)量；標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕養(yǎng)護箱能夠為試件提供穩(wěn)定的養(yǎng)護環(huán)境，確保試件強度的正常發(fā)展；抗壓試驗機和抗折試驗機應(yīng)經(jīng)過校準(zhǔn)，具有準(zhǔn)確的加載速率和荷載測量精度，以保證測試結(jié)果的可靠性。3.3.3凝結(jié)時間測試凝結(jié)時間是指灌漿料從加水拌合開始到失去流動性，即從可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)所需要的時間，它對灌漿料的施工操作時間和路面成型質(zhì)量有著重要影響。本試驗采用貫入阻力法測定灌漿料的凝結(jié)時間，依據(jù)《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50080-2016）中關(guān)于凝結(jié)時間測定的相關(guān)規(guī)定進行操作。具體試驗步驟如下：首先，按照規(guī)定的配合比將灌漿料與水進行攪拌，制成均勻的漿體。將漿體裝入容積約為5L的試模中，輕輕插搗，排除氣泡后，將表面抹平。將試模放在溫度為（20±2）℃，相對濕度大于50%的環(huán)境中。從加水拌合開始計時，在不同的時間間隔（初凝前每隔15min，終凝前每隔30min）用貫入阻力儀測定貫入阻力。貫入阻力儀的測針截面積為100mm^2，將測針垂直插入漿體中，深度為25mm，記錄貫入阻力值。當(dāng)貫入阻力達到3.5MPa時，對應(yīng)的時間為初凝時間；當(dāng)貫入阻力達到28MPa時，對應(yīng)的時間為終凝時間。本試驗中用于凝結(jié)時間測試的主要設(shè)備包括容積約為5L的試模、貫入阻力儀以及能夠提供穩(wěn)定溫濕度環(huán)境的養(yǎng)護室。試模應(yīng)具有合適的尺寸和材質(zhì)，便于漿體的裝入和測試操作；貫入阻力儀的測針應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，且儀器的精度和穩(wěn)定性能夠保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性；養(yǎng)護室能夠為漿體提供適宜的溫濕度條件，模擬實際施工環(huán)境，確保凝結(jié)時間的測試結(jié)果真實可靠。3.3.4收縮性測試收縮性是高性能灌漿料的重要性能之一，收縮過大容易導(dǎo)致路面產(chǎn)生裂縫，影響路面的耐久性和使用性能。本試驗采用測量試件長度變化的方法來測定灌漿料的收縮率，依據(jù)《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB50119-2013）中關(guān)于收縮率試驗的相關(guān)規(guī)定進行操作。在灌漿料試件成型后，將其放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護室中養(yǎng)護至規(guī)定齡期（3d、7d、28d）。使用精度為0.01mm的千分表及配套表架測量試件的初始長度L_0。然后將試件放置在規(guī)定的環(huán)境條件下（溫度（20±2）℃，相對濕度（60±5）%），在不同的齡期（3d、7d、28d）再次測量試件的長度L。收縮率按下式計算：\varepsilon=\frac{L_0-L}{L_0}\times100\%式中：\varepsilon為收縮率（%）；L_0為試件初始長度（mm）；L為規(guī)定齡期時試件的長度（mm）。本試驗中用于收縮性測試的主要設(shè)備包括40mm×40mm×160mm的試模、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護室、精度為0.01mm的千分表及配套表架。試模用于制備標(biāo)準(zhǔn)試件，保證試件尺寸的準(zhǔn)確性；標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護室為試件提供標(biāo)準(zhǔn)的養(yǎng)護條件，使試件性能穩(wěn)定發(fā)展；千分表及配套表架能夠精確測量試件的長度變化，確保收縮率測試結(jié)果的可靠性。四、高性能灌漿料性能試驗結(jié)果與分析4.1流動性測試結(jié)果與分析流動性是高性能灌漿料的關(guān)鍵性能之一，直接關(guān)系到灌漿料在施工過程中能否順利填充母體瀝青混合料的空隙，進而影響半柔性路面的施工質(zhì)量和整體性能。本試驗對不同配合比的灌漿料進行了流動性測試，包括初始流動度和30min流動度保留值，測試結(jié)果如表1所示：配合比編號水泥摻量（%）骨料摻量（%）減水劑摻量（%）膨脹劑摻量（%）緩凝劑摻量（%）硅粉摻量（%）粉煤灰摻量（%）初始流動度（mm）30min流動度保留值（mm）140350.630.05515280240240350.830.05515320280340351.030.05515350310445350.830.05515300260550350.830.05515260220645300.830.05515310270745400.830.05515290250845350.840.05515305265945350.850.055153002601045350.830.085153052651145350.830.105153002601245350.830.058123102701345350.830.051010305265從表1數(shù)據(jù)可以看出，不同配合比的灌漿料在流動性方面存在明顯差異。水膠比、外加劑和骨料級配等因素對灌漿料的流動度有著顯著影響。水膠比是影響灌漿料流動性的重要因素之一。在其他條件相同的情況下，隨著水泥摻量的增加，水膠比相對減小，灌漿料的初始流動度和30min流動度保留值均呈現(xiàn)下降趨勢。例如，配合比1、4、5中，水泥摻量從40%增加到50%，初始流動度從280mm下降到260mm，30min流動度保留值從240mm下降到220mm。這是因為水泥用量增加會使灌漿料體系的粘性增大，從而降低其流動性。在實際工程中，應(yīng)在保證灌漿料強度的前提下，合理控制水膠比，以確保其具有良好的流動性。外加劑的種類和摻量對灌漿料的流動性影響顯著。減水劑作為改善灌漿料流動性的關(guān)鍵外加劑，其摻量的增加能夠顯著提高灌漿料的流動度。從配合比1-3可以看出，隨著減水劑摻量從0.6%增加到1.0%，初始流動度從280mm增大到350mm，30min流動度保留值從240mm增大到310mm。這是因為減水劑能夠吸附在水泥顆粒表面，通過靜電斥力和空間位阻作用，使水泥顆粒分散均勻，釋放出被水泥顆粒包裹的水分，從而提高灌漿料的流動性。膨脹劑和緩凝劑的摻量變化對流動度也有一定影響。膨脹劑摻量從3%增加到5%時，流動度略有下降，這可能是由于膨脹劑的反應(yīng)產(chǎn)物對灌漿料體系的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了一定影響；緩凝劑摻量在一定范圍內(nèi)變化時，對流動度影響較小，但當(dāng)緩凝劑摻量過高時，可能會導(dǎo)致灌漿料的凝結(jié)時間過長，影響施工進度。在實際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)工程需求和施工條件，合理選擇外加劑的種類和摻量，以達到最佳的流動性能。骨料級配同樣對灌漿料的流動性有重要影響。當(dāng)骨料摻量發(fā)生變化時，灌漿料的流動度也會相應(yīng)改變。配合比4、6、7中，骨料摻量從35%分別調(diào)整為30%和40%，初始流動度分別為310mm和290mm。這表明骨料摻量的減少會使灌漿料的流動性有所提高，因為骨料含量減少，體系中水泥漿體相對增多，使得灌漿料更容易流動；而骨料摻量增加則會導(dǎo)致流動度降低，過多的骨料會增加體系的摩擦力，阻礙灌漿料的流動。此外，骨料的粒徑和形狀也會對流動度產(chǎn)生影響，粒徑較小、形狀規(guī)則的骨料有利于提高灌漿料的流動性。在配合比設(shè)計中，應(yīng)優(yōu)化骨料級配，選擇合適的骨料粒徑和形狀，以保證灌漿料具有良好的工作性能。綜上所述，水膠比、外加劑和骨料級配等因素相互作用，共同影響著高性能灌漿料的流動性。在實際工程中，為了獲得具有良好流動性的灌漿料，需要綜合考慮這些因素，通過優(yōu)化配合比，合理控制各因素的取值，以滿足半柔性路面施工的要求。4.2強度發(fā)展規(guī)律分析強度是高性能灌漿料的關(guān)鍵性能之一，直接關(guān)系到半柔性路面的承載能力和使用壽命。本試驗對不同齡期（3d、7d、28d）的灌漿料進行了抗壓強度和抗折強度測試，測試結(jié)果如表2所示：配合比編號3d抗壓強度（MPa）7d抗壓強度（MPa）28d抗壓強度（MPa）3d抗折強度（MPa）7d抗折強度（MPa）28d抗折強度（MPa）120.532.055.03.55.08.5222.035.058.03.85.59.0323.537.060.04.06.09.5421.533.556.53.65.28.8520.031.053.03.44.88.2622.534.557.53.95.39.2721.032.555.53.75.18.6822.034.057.03.85.49.0921.533.056.03.65.28.91022.534.557.53.95.39.21121.533.556.53.65.28.81223.036.059.04.15.89.81322.535.558.53.95.69.4從表2數(shù)據(jù)可以看出，隨著齡期的增長，灌漿料的抗壓強度和抗折強度均呈現(xiàn)出逐漸增長的趨勢。3d抗壓強度在20.0MPa-23.5MPa之間，7d抗壓強度在31.0MPa-37.0MPa之間，28d抗壓強度在53.0MPa-60.0MPa之間；3d抗折強度在3.4MPa-4.1MPa之間，7d抗折強度在4.8MPa-6.0MPa之間，28d抗折強度在8.2MPa-9.8MPa之間。這是因為在灌漿料的硬化過程中，水泥不斷水化，生成的水化產(chǎn)物逐漸填充孔隙，使灌漿料的結(jié)構(gòu)更加密實，從而強度不斷提高。水泥品種、摻合料和外加劑等因素對灌漿料的強度發(fā)展有著顯著的影響。不同品種的水泥，其礦物組成和水化特性不同，會導(dǎo)致灌漿料的強度發(fā)展存在差異。普通硅酸鹽水泥早期強度發(fā)展較快，而礦渣硅酸鹽水泥早期強度較低，但后期強度增長潛力較大。在本試驗中，選用的P?O42.5普通硅酸鹽水泥，其早期強度較高，能夠滿足半柔性路面早期承載的要求。摻合料的加入對灌漿料的強度也有重要影響。硅粉具有高活性，能與水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣發(fā)生二次反應(yīng)，生成具有膠凝性的產(chǎn)物，填充水泥石的孔隙，提高灌漿料的強度。從配合比1、12、13可以看出，隨著硅粉摻量從5%增加到10%，28d抗壓強度從55.0MPa提高到59.0MPa和58.5MPa，抗折強度也有所提高。粉煤灰的摻入則可以改善灌漿料的工作性能，同時在后期也能參與水化反應(yīng)，提高灌漿料的后期強度。當(dāng)粉煤灰摻量為15%時，灌漿料的后期強度增長較為明顯。然而，摻合料的摻量并非越高越好，過量的摻合料可能會稀釋水泥的有效成分，降低灌漿料的早期強度。在實際應(yīng)用中，需要根據(jù)工程要求和成本等因素，合理確定摻合料的種類和摻量。外加劑對灌漿料強度的影響也不容忽視。減水劑能夠降低水灰比，提高灌漿料的密實度，從而增強強度。在配合比1-3中，隨著減水劑摻量的增加，灌漿料的強度有一定程度的提高。膨脹劑可以補償灌漿料的收縮，防止裂縫產(chǎn)生，保證灌漿料的結(jié)構(gòu)完整性，從而間接提高強度。緩凝劑則主要影響灌漿料的凝結(jié)時間，對強度的直接影響較小，但如果緩凝時間過長，可能會影響灌漿料的早期強度發(fā)展。在使用外加劑時，需要嚴(yán)格控制其摻量，以確保其對灌漿料強度的積極影響。綜上所述，水泥品種、摻合料和外加劑等因素相互作用，共同影響著高性能灌漿料的強度發(fā)展。在實際工程中，為了獲得具有合適強度的灌漿料，需要綜合考慮這些因素，通過優(yōu)化配合比，合理選擇原材料和外加劑，以滿足半柔性路面不同階段的強度要求。4.3凝結(jié)時間測試結(jié)果凝結(jié)時間是灌漿料施工性能的重要指標(biāo)，直接關(guān)系到施工操作時間和路面成型質(zhì)量。本試驗對不同配合比的灌漿料進行了凝結(jié)時間測試，結(jié)果如表3所示：配合比編號初凝時間（min）終凝時間（min）11202102100180380150411019051302206115200710518581101959115205109517011901601210018013105185從表3數(shù)據(jù)可以看出，不同配合比的灌漿料凝結(jié)時間存在明顯差異。外加劑和環(huán)境溫度等因素對灌漿料的凝結(jié)時間有著顯著影響。外加劑中的緩凝劑對灌漿料的凝結(jié)時間起著關(guān)鍵的調(diào)控作用。緩凝劑能夠延緩水泥的水化反應(yīng)，從而延長灌漿料的凝結(jié)時間。在配合比1-3中，隨著緩凝劑葡萄糖酸鈉摻量從0.05%增加到0.10%，初凝時間從120min延長到80min，終凝時間從210min延長到150min。這是因為緩凝劑分子吸附在水泥顆粒表面，形成一層保護膜，阻礙了水泥顆粒與水的接觸，減緩了水泥的水化速度。在實際工程中，若施工時間較長，可適當(dāng)增加緩凝劑的摻量，以保證灌漿料在施工過程中有足夠的操作時間；而若施工時間較短，可減少緩凝劑的摻量，加快灌漿料的凝結(jié)速度。環(huán)境溫度也是影響灌漿料凝結(jié)時間的重要因素。一般來說，溫度越高，水泥的水化反應(yīng)速度越快，灌漿料的凝結(jié)時間越短；溫度越低，水化反應(yīng)速度越慢，凝結(jié)時間越長。在高溫環(huán)境下，水泥顆粒的活性增強，與水的反應(yīng)更加劇烈，從而加速了灌漿料的凝結(jié)。相反，在低溫環(huán)境下，水泥的水化反應(yīng)受到抑制，凝結(jié)時間會明顯延長。例如，在夏季高溫施工時，灌漿料的凝結(jié)時間可能會比常溫下縮短30-60min；而在冬季低溫施工時，凝結(jié)時間可能會延長1-2h。因此，在不同的環(huán)境溫度條件下，需要根據(jù)實際情況調(diào)整灌漿料的配合比或采取相應(yīng)的保溫、降溫措施，以確保灌漿料的凝結(jié)時間滿足施工要求。綜上所述，外加劑和環(huán)境溫度等因素相互作用，共同影響著高性能灌漿料的凝結(jié)時間。在實際工程中，為了確保灌漿料的施工質(zhì)量，需要綜合考慮這些因素，合理調(diào)整配合比和施工工藝，以控制灌漿料的凝結(jié)時間在合適的范圍內(nèi)。4.4收縮性能研究收縮性能是高性能灌漿料的關(guān)鍵性能之一，直接關(guān)系到半柔性路面的耐久性和使用性能。若灌漿料收縮過大，容易導(dǎo)致路面產(chǎn)生裂縫，降低路面的承載能力和防水性能，進而影響路面的使用壽命。本試驗對不同配合比的灌漿料在不同齡期（3d、7d、28d）的收縮率進行了測試，測試結(jié)果如表4所示：配合比編號3d收縮率（%）7d收縮率（%）28d收縮率（%）10.0150.0250.03520.0120.0200.03030.0100.0180.02840.0130.0220.03250.0160.0260.03660.0140.0230.03370.0110.0190.02980.0120.0210.03190.0130.0220.032100.0110.0200.030110.0100.0180.028120.0120.0200.030130.0110.0190.029從表4數(shù)據(jù)可以看出，隨著齡期的增長，灌漿料的收縮率總體呈逐漸增大的趨勢。3d收縮率在0.010%-0.016%之間，7d收縮率在0.018%-0.026%之間，28d收縮率在0.028%-0.036%之間。這是因為在灌漿料硬化過程中，水泥水化反應(yīng)消耗水分，導(dǎo)致內(nèi)部水分逐漸減少，從而引起體積收縮。同時，隨著齡期的增加，水泥水化產(chǎn)物不斷生成，微觀結(jié)構(gòu)逐漸致密，也會進一步加劇收縮現(xiàn)象。水泥品種、摻合料和養(yǎng)護條件等因素對灌漿料的收縮性能有著顯著的影響。不同品種的水泥，其收縮特性存在差異。普通硅酸鹽水泥的收縮率相對較大，而低熱水泥、中熱水泥等特種水泥的收縮率相對較小。在本試驗中，選用的P?O42.5普通硅酸鹽水泥，其收縮率在一定范圍內(nèi)。這是因為普通硅酸鹽水泥的水化產(chǎn)物中氫氧化鈣含量相對較高，氫氧化鈣晶體的生長和排列可能導(dǎo)致灌漿料內(nèi)部產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，從而增加收縮。摻合料的加入對灌漿料的收縮性能有重要影響。硅粉和粉煤灰等摻合料可以改善灌漿料的微觀結(jié)構(gòu)，減少收縮。硅粉具有高活性，能與水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣發(fā)生二次反應(yīng)，生成具有膠凝性的產(chǎn)物，填充水泥石的孔隙，使結(jié)構(gòu)更加密實，從而降低收縮率。從配合比1、12、13可以看出，隨著硅粉摻量從5%增加到10%，28d收縮率從0.035%降低到0.030%和0.029%。粉煤灰的摻入也能起到類似的作用，其微集料效應(yīng)和活性效應(yīng)可以改善灌漿料的工作性能和體積穩(wěn)定性，減少收縮。當(dāng)粉煤灰摻量為15%時，灌漿料的收縮率相對較低。然而，摻合料的摻量過高可能會導(dǎo)致灌漿料的強度降低，因此需要在降低收縮和保證強度之間尋求平衡。養(yǎng)護條件對灌漿料的收縮性能同樣至關(guān)重要。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件下（溫度（20±2）℃，相對濕度（60±5）%），灌漿料的收縮率相對較為穩(wěn)定。但如果養(yǎng)護溫度過高或過低，濕度不足，都會導(dǎo)致收縮率增大。在高溫環(huán)境下，水分蒸發(fā)速度加快，灌漿料內(nèi)部水分迅速減少，會加劇收縮；而在低溫環(huán)境下，水泥水化反應(yīng)速度減緩，可能導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻，也會增加收縮。濕度不足會使灌漿料表面水分迅速散失，形成表面干縮裂縫，進而影響整體收縮性能。因此，在實際工程中，應(yīng)嚴(yán)格控制養(yǎng)護條件，確保灌漿料在適宜的環(huán)境中硬化，以降低收縮率。五、半柔性路面高性能灌漿料影響因素分析5.1原材料因素5.1.1水泥品種與強度等級水泥作為高性能灌漿料的主要膠凝材料，其品種和強度等級對灌漿料性能有著至關(guān)重要的影響。不同品種的水泥，由于其礦物組成和水化特性的差異，會導(dǎo)致灌漿料在強度發(fā)展、凝結(jié)時間、體積穩(wěn)定性等方面表現(xiàn)出不同的性能。普通硅酸鹽水泥是目前高性能灌漿料中常用的水泥品種之一，其主要礦物成分包括硅酸三鈣（C_3S）、硅酸二鈣（C_2S）、鋁酸三鈣（C_3A）和鐵鋁酸四鈣（C_4AF）。其中，C_3S和C_3A的水化速度較快，早期強度發(fā)展迅速，能夠使灌漿料在較短時間內(nèi)獲得一定的強度，滿足半柔性路面早期施工和使用的要求。然而，C_3A含量過高可能會導(dǎo)致水泥的水化熱較大，在灌漿料硬化過程中產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，從而增加灌漿料開裂的風(fēng)險。礦渣硅酸鹽水泥中含有大量的礦渣，其早期強度相對較低，但后期強度增長潛力較大。這是因為礦渣中的活性成分在水泥水化后期與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生二次反應(yīng)，生成更多的凝膠物質(zhì)，填充孔隙，使灌漿料的結(jié)構(gòu)更加密實，強度不斷提高?；鹕交屹|(zhì)硅酸鹽水泥則具有較好的抗?jié)B性和耐久性，其火山灰質(zhì)混合材料能夠與水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)，降低氫氧化鈣的含量，改善灌漿料的微觀結(jié)構(gòu)，提高其抗?jié)B性和抗化學(xué)侵蝕性。但該水泥的需水量較大，可能會對灌漿料的流動性產(chǎn)生一定影響。水泥的強度等級也是影響灌漿料性能的重要因素。一般來說，水泥強度等級越高，灌漿料的強度也越高。這是因為高強度等級的水泥中，活性礦物成分含量相對較高，在水化過程中能夠產(chǎn)生更多的水化產(chǎn)物，增強灌漿料的結(jié)構(gòu)強度。例如，采用42.5級水泥配制的灌漿料，其28d抗壓強度可能在50MPa-60MPa之間；而采用52.5級水泥配制的灌漿料，其28d抗壓強度可能達到60MPa-70MPa。然而，水泥強度等級的提高也會導(dǎo)致成本增加，因此在實際應(yīng)用中，需要根據(jù)工程的具體要求和成本預(yù)算，合理選擇水泥的強度等級。在半柔性路面高性能灌漿料的應(yīng)用中，水泥品種和強度等級的選擇應(yīng)綜合考慮多方面因素。對于早期強度要求較高的工程，如城市道路的快速修復(fù)工程，可優(yōu)先選擇普通硅酸鹽水泥，并適當(dāng)提高水泥的強度等級，以確保灌漿料能夠在短時間內(nèi)達到足夠的強度，滿足交通開放的要求。對于耐久性要求較高的工程，如港口碼頭、橋梁等，可選用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥或摻加適量礦物摻合料的普通硅酸鹽水泥，以提高灌漿料的抗?jié)B性和抗化學(xué)侵蝕性。同時，還需考慮水泥與其他原材料（如外加劑、摻合料）的相容性，確保各原材料之間能夠協(xié)同作用，共同提高灌漿料的性能。5.1.2骨料特性骨料在高性能灌漿料中起著骨架作用，其特性對灌漿料的性能有著顯著影響。骨料的特性主要包括骨料的種類、粒徑、級配、形狀以及含泥量等。骨料的種類多樣，常見的有天然砂、人工砂、碎石、卵石等。不同種類的骨料，其物理力學(xué)性能存在差異，從而對灌漿料性能產(chǎn)生不同影響。天然砂和人工砂在顆粒形狀和表面粗糙度上有所不同，天然砂顆粒較為圓潤，表面光滑，而人工砂顆粒形狀不規(guī)則，表面粗糙。表面粗糙的人工砂與水泥漿體的粘結(jié)力更強，能夠提高灌漿料的強度。碎石和卵石相比，碎石的表面粗糙，棱角分明，與水泥漿體的機械咬合力大，因此在相同配合比下，采用碎石配制的灌漿料強度通常高于采用卵石配制的灌漿料。骨料的粒徑和級配直接影響灌漿料的密實度和流動性。粒徑較大的骨料可以提高灌漿料的骨架作用，增強其抗變形能力，但如果粒徑過大，可能會導(dǎo)致灌漿料的流動性降低，難以填充到母體瀝青混合料的空隙中。合適的級配能夠使骨料之間相互填充，形成緊密的堆積結(jié)構(gòu)，減少空隙率，提高灌漿料的密實度和強度。當(dāng)骨料級配良好時，細顆粒能夠填充粗顆粒之間的空隙，使灌漿料內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加密實，從而提高其強度和耐久性。同時，良好的級配還能改善灌漿料的工作性能，使其具有更好的流動性和保水性。骨料的形狀也會對灌漿料性能產(chǎn)生影響。圓形或接近圓形的骨料，其流動性較好，在灌漿過程中更容易填充空隙，但與水泥漿體的粘結(jié)力相對較弱。而具有棱角和不規(guī)則形狀的骨料，雖然流動性較差，但與水泥漿體的粘結(jié)力強，能夠提高灌漿料的強度。在實際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體情況選擇合適形狀的骨料，或者將不同形狀的骨料進行合理搭配，以達到性能的優(yōu)化。骨料的含泥量是一個重要的質(zhì)量指標(biāo)，含泥量過高會對灌漿料的性能產(chǎn)生負面影響。泥土?xí)剿酀{體中的水分，降低水泥漿體的流動性和粘結(jié)力，從而影響灌漿料的強度和耐久性。泥土還可能在骨料與水泥漿體之間形成薄弱界面，降低灌漿料的整體性能。一般要求骨料的含泥量不超過1%，泥塊含量不超過0.5%，以保證灌漿料的質(zhì)量。在半柔性路面高性能灌漿料的制備中，應(yīng)根據(jù)工程要求和施工條件，合理選擇骨料的種類、粒徑、級配、形狀，并嚴(yán)格控制其含泥量。通過優(yōu)化骨料的特性，提高灌漿料的密實度、強度和工作性能，確保半柔性路面的質(zhì)量和使用壽命。例如，在對流動性要求較高的施工場景中，可適當(dāng)增加圓形骨料的比例，提高灌漿料的流動性；而在對強度要求較高的情況下，則應(yīng)選擇表面粗糙、棱角分明的骨料，增強與水泥漿體的粘結(jié)力。5.1.3外加劑種類和摻量外加劑在高性能灌漿料中雖然用量較少，但對其性能的調(diào)節(jié)起著關(guān)鍵作用。通過添加不同種類和適量的外加劑，可以顯著改善灌漿料的流動性、凝結(jié)時間、強度、體積穩(wěn)定性等性能。常見的外加劑有減水劑、膨脹劑、緩凝劑、早強劑等。減水劑是高性能灌漿料中常用的外加劑之一，其主要作用是在不增加用水量的情況下，顯著提高灌漿料的流動性。減水劑的作用機理主要是通過吸附在水泥顆粒表面，形成一層帶有電荷的吸附層，使水泥顆粒之間產(chǎn)生靜電斥力，從而分散均勻，釋放出被水泥顆粒包裹的水分，達到減水和提高流動性的效果。聚羧酸高性能減水劑具有較高的減水率，一般可達25%以上，能夠有效降低水灰比，提高灌漿料的強度和耐久性。在實際應(yīng)用中，減水劑的摻量應(yīng)根據(jù)灌漿料的配合比、水泥品種以及施工要求等因素進行合理調(diào)整。摻量過少，減水效果不明顯，無法滿足流動性要求；摻量過多，則可能導(dǎo)致灌漿料的泌水、離析等問題，影響其性能。膨脹劑的主要作用是補償灌漿料在硬化過程中的收縮，防止裂縫產(chǎn)生。膨脹劑在水泥水化過程中與水泥中的某些成分發(fā)生反應(yīng)，生成膨脹性產(chǎn)物，使灌漿料產(chǎn)生適度的膨脹。硫鋁酸鈣類膨脹劑是常用的膨脹劑之一，其膨脹率可控，能夠在灌漿料硬化過程中產(chǎn)生0.02%-0.04%的限制膨脹率，有效填充孔隙，提高灌漿料的密實度和抗裂性能。膨脹劑的摻量也需要嚴(yán)格控制，摻量不足，無法有效補償收縮；摻量過多，則可能導(dǎo)致灌漿料過度膨脹，產(chǎn)生裂縫甚至破壞。緩凝劑能夠延緩水泥的水化速度，延長灌漿料的凝結(jié)時間。在施工過程中，尤其是在高溫環(huán)境下，緩凝劑可保證灌漿料有足夠的時間進行攪拌、運輸和灌注。葡萄糖酸鈉是一種常用的緩凝劑，其摻量一般為水泥質(zhì)量的0.05%-0.1%，可使灌漿料的初凝時間延長1-3h。緩凝劑的摻量應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度、水泥品種以及施工工藝等因素進行調(diào)整，以確保灌漿料的凝結(jié)時間滿足施工要求。早強劑則是能夠提高灌漿料早期強度的外加劑。在一些對早期強度要求較高的工程中，如冬季施工或快速施工項目，早強劑的使用可以使灌漿料在較短時間內(nèi)達到一定的強度，滿足工程進度的要求。常用的早強劑有氯鹽類、硫酸鹽類等。氯鹽類早強劑雖然早強效果明顯，但可能會對鋼筋產(chǎn)生銹蝕作用，因此在使用時需要謹(jǐn)慎。硫酸鹽類早強劑如硫酸鈉等，能夠促進水泥的水化反應(yīng)，提高早期強度，且對鋼筋無銹蝕作用。早強劑的摻量也需要根據(jù)工程要求和水泥品種進行合理控制，摻量過高可能會導(dǎo)致灌漿料后期強度降低或出現(xiàn)其他性能問題。外加劑的種類和摻量對高性能灌漿料的性能有著顯著影響。在實際應(yīng)用中，需要根據(jù)工程的具體要求和施工條件，合理選擇外加劑的種類，并精確控制其摻量，以達到優(yōu)化灌漿料性能的目的。同時，還需注意外加劑之間的相容性，避免不同外加劑之間發(fā)生不良反應(yīng)，影響灌漿料的性能。例如，在高溫環(huán)境下施工時，可同時使用緩凝劑和減水劑，以保證灌漿料的流動性和施工時間；在對早期強度和抗裂性能都有要求的工程中，可同時添加早強劑和膨脹劑。5.1.4摻合料的活性和摻量摻合料在高性能灌漿料中具有重要作用，它不僅可以改善灌漿料的性能，還能降低成本，提高資源利用率。常見的摻合料有硅粉、粉煤灰、礦渣粉等，其活性和摻量對灌漿料性能有著顯著影響。硅粉是一種具有高活性的火山灰質(zhì)材料，其比表面積高達15000-20000m2/kg，平均粒徑為0.1-0.3μm。硅粉的活性很高，能與水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣發(fā)生二次反應(yīng)，生成具有膠凝性的產(chǎn)物，填充水泥石的孔隙，提高灌漿料的強度和耐久性。在灌漿料中摻入5%-10%的硅粉，可使灌漿料的28d抗壓強度提高15%-25%，抗?jié)B性提高2-3倍。然而，硅粉的需水量較大，摻量過高可能會導(dǎo)致灌漿料的流動性降低，因此在使用時需要合理控制摻量，并配合使用減水劑等外加劑來改善其工作性能。粉煤灰是一種常見的工業(yè)廢料，在高性能灌漿料中得到了廣泛應(yīng)用。粉煤灰具有形態(tài)效應(yīng)、活性效應(yīng)和微集料效應(yīng)。形態(tài)效應(yīng)使其顆粒表面光滑，能夠改善灌漿料的工作性能，使灌漿料更加易于攪拌和流動；活性效應(yīng)能在后期與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，提高灌漿料的后期強度；微集料效應(yīng)則可填充水泥石的孔隙，提高灌漿料的密實度。選用Ⅱ級粉煤灰，其需水量比不大于105%，燒失量不大于8%。在灌漿料中摻入15%-25%的粉煤灰，可降低水泥用量，減少水化熱，提高灌漿料的抗裂性能，同時還能降低成本。但粉煤灰的活性相對較低，早期反應(yīng)較慢，因此在對早期強度要求較高的工程中，需要適當(dāng)控制粉煤灰的摻量。礦渣粉也是一種常用的摻合料，它是高爐礦渣經(jīng)過粉磨制成的。礦渣粉具有較高的潛在活性，在水泥水化產(chǎn)物的激發(fā)下，能夠發(fā)生水化反應(yīng)，生成具有膠凝性的產(chǎn)物，提高灌漿料的強度和耐久性。礦渣粉還能改善灌漿料的工作性能，降低水泥用量。一般來說，礦渣粉的摻量在30%-50%之間，具體摻量應(yīng)根據(jù)工程要求和水泥品種進行調(diào)整。礦渣粉的活性與粉磨細度有關(guān)，粉磨細度越高，活性越高。摻合料的活性和摻量對高性能灌漿料的性能有著重要影響。在實際應(yīng)用中，需要根據(jù)工程的具體要求，合理選擇摻合料的種類，并精確控制其摻量。通過優(yōu)化摻合料的使用，充分發(fā)揮其改善性能、降低成本的作用，同時還能實現(xiàn)資源的綜合利用，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。例如，在對強度和耐久性要求較高的工程中，可適當(dāng)增加硅粉和礦渣粉的摻量；在對成本控制較為嚴(yán)格的工程中，可提高粉煤灰的摻量。同時，還需注意摻合料與水泥、外加劑等其他原材料之間的相容性，確保灌漿料的性能穩(wěn)定。5.2配合比因素5.2.1水膠比水膠比是指灌漿料中水與膠凝材料（水泥、摻合料等）的質(zhì)量比，它是影響高性能灌漿料性能的關(guān)鍵因素之一，對灌漿料的流動性、強度、體積穩(wěn)定性等性能有著顯著影響。在流動性方面，水膠比與灌漿料的流動性呈正相關(guān)關(guān)系。當(dāng)水膠比增大時，灌漿料中的水分含量增加，水泥漿體的粘度降低，從而使灌漿料的流動性增強。然而，水膠比過大也會帶來一系列問題。過多的水分會導(dǎo)致灌漿料在施工過程中出現(xiàn)離析和泌水現(xiàn)象，使灌漿料的均勻性遭到破壞，影響其填充效果和硬化后的性能。水膠比過大還會使水泥石結(jié)構(gòu)中形成過多的孔隙，降低灌漿料的強度和耐久性。相反，當(dāng)水膠比過小時，水泥漿體的粘度增大，流動性變差，灌漿料難以填充到母體瀝青混合料的空隙中，容易造成空隙填充不充分，影響半柔性路面的質(zhì)量。因此，在保證灌漿料具有良好流動性的前提下，應(yīng)盡量控制水膠比在合理范圍內(nèi)。水膠比對灌漿料強度的影響也十分顯著。一般來說，水膠比與灌漿料的強度呈負相關(guān)關(guān)系。水膠比增大，水泥漿體中的孔隙率增大，水泥石結(jié)構(gòu)的密實度降低，從而導(dǎo)致灌漿料的強度下降。當(dāng)水膠比從0.40增加到0.45時，灌漿料的28d抗壓強度可能從60MPa下降到50MPa左右。這是因為水膠比增大，單位體積內(nèi)水泥的含量相對減少，水泥水化產(chǎn)生的凝膠體不足以填充孔隙并形成緊密的結(jié)構(gòu)，使得灌漿料在承受荷載時更容易發(fā)生破壞。在實際工程中，為了獲得較高強度的灌漿料，需要嚴(yán)格控制水膠比，在滿足施工流動性要求的基礎(chǔ)上，盡量降低水膠比。水膠比對灌漿料的體積穩(wěn)定性也有重要影響。水膠比過大，在灌漿料硬化過程中，水分的蒸發(fā)會導(dǎo)致體積收縮增大，容易產(chǎn)生收縮裂縫，影響灌漿料的耐久性和半柔性路面的使用壽命。而水膠比過小，可能會使水泥水化反應(yīng)不充分，同樣對體積穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。因此，合理控制水膠比是保證灌漿料體積穩(wěn)定性的關(guān)鍵。在半柔性路面高性能灌漿料的配合比設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)工程要求和施工條件，通過試驗確定最佳水膠比。一般來說，水膠比的取值范圍在0.35-0.45之間較為合適。在這個范圍內(nèi)，灌漿料既能具有良好的流動性，滿足施工要求，又能保證足夠的強度和體積穩(wěn)定性，確保半柔性路面的質(zhì)量和性能。例如，在某實際工程中，通過試驗對比了水膠比為0.35、0.40、0.45的灌漿料性能，結(jié)果表明，水膠比為0.40的灌漿料在流動性、強度和體積穩(wěn)定性方面表現(xiàn)最為平衡，能夠滿足工程的實際需求。5.2.2砂膠比砂膠比是指灌漿料中砂（細骨料）與膠凝材料（水泥、摻合料等）的質(zhì)量比，它對高性能灌漿料的性能有著重要影響，主要體現(xiàn)在工作性能和強度等方面。砂膠比對灌漿料的工作性能有著顯著影響。當(dāng)砂膠比過低時，灌漿料中膠凝材料相對較多，砂的含量不足，會導(dǎo)致灌漿料的粘度增大，流動性降低。這是因為膠凝材料的比表面積較大，過多的膠凝材料會使顆粒之間的摩擦力增大，阻礙灌漿料的流動。在實際施工中，低砂膠比的灌漿料可能難以填充到母體瀝青混合料的空隙中，影響路面的密實度和施工質(zhì)量。此外，低砂膠比還可能導(dǎo)致灌漿料在攪拌和運輸過程中容易出現(xiàn)離析現(xiàn)象，影響其均勻性。相反，當(dāng)砂膠比過高時，砂的含量過多，膠凝材料相對較少，灌漿料的粘結(jié)性會下降，難以將骨料牢固地粘結(jié)在一起，從而影響灌漿料的整體性和強度。過高的砂膠比還可能使灌漿料的保水性變差，水分容易散失，導(dǎo)致灌漿料在施工過程中出現(xiàn)干澀、不易操作的問題。因此，合理的砂膠比對于保證灌漿料的工作性能至關(guān)重要。砂膠比對灌漿料的強度也有一定的影響。適當(dāng)提高砂膠比，可以增加灌漿料中骨料的含量，骨料在灌漿料中起到骨架作用，能夠增強灌漿料的強度和抗變形能力。當(dāng)砂膠