无机结合料稳定材料及路面.ppt

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无机结合料稳定路面无机结合料稳定路面主要内容主要内容u第一节第一节概述概述u第二节第二节无机结合料稳定材料的特性无机结合料稳定材料的特性u第三节第三节石灰稳定类基层石灰稳定类基层/底基层底基层u第四节第四节水泥稳定类基层水泥稳定类基层/底基层底基层u第五节第五节工业废渣稳定类基层工业废渣稳定类基层/底基层底基层u第六节第六节水泥稳定类基层工程应用实例（水泥稳定类基层工程应用实例（自学自学）无机结合料稳定材料定义无机结合料稳定材料定义在粉碎的或原状松散的土中掺入一定量的水泥、或石灰、在粉碎的或原状松散的土中掺入一定量的水泥、或石灰、或工业废渣等无机结合料及水，拌和得到混合料经压实和养生或工业废渣等无机结合料及水，拌和得到混合料经压实和养生后，其后，其抗压强度符合规定要求抗压强度符合规定要求的材料。

的材料。

由于无机结合料稳定材料的刚度处于柔性材料由于无机结合料稳定材料的刚度处于柔性材料（如沥青混合如沥青混合料料）和刚性材料和刚性材料（如水泥混凝土如水泥混凝土）之间，所以也称为半刚性材料，之间，所以也称为半刚性材料，由其铺筑的结构层称为半刚性层。

由其铺筑的结构层称为半刚性层。

无机结合料稳定材料的特点无机结合料稳定材料的特点板体性好，具有一定的抗拉强度；稳定性好，抗冻性强；板体性好，具有一定的抗拉强度；稳定性好，抗冻性强；强度和刚度随着龄期而增长；经济性好；干缩温缩大，耐磨性强度和刚度随着龄期而增长；经济性好；干缩温缩大，耐磨性差，抗疲劳性也稍差。

差，抗疲劳性也稍差。

11、无机结合料稳定材料及其特点、无机结合料稳定材料及其特点第一节第一节概述概述水稳碎石的摊铺与碾压水稳碎石的摊铺与碾压二灰稳定碎石的摊铺、碾压与养护二灰稳定碎石的摊铺、碾压与养护11）原材料）原材料土（广义）：

土（广义）：

细粒土、粗粒土、巨粒土细粒土、粗粒土、巨粒土无机结合料：

无机结合料：

水泥、石灰、工业废渣等水泥、石灰、工业废渣等22）无机结合料稳定材料种类：

）无机结合料稳定材料种类：

细粒土：

细粒土：

二灰土、水泥土、石灰土、水泥石灰土、三灰土二灰土、水泥土、石灰土、水泥石灰土、三灰土粗粒土：

粗粒土：

二灰碎石土、二灰稳定碎石（二灰碎石）、水泥碎石土、二灰碎石土、二灰稳定碎石（二灰碎石）、水泥碎石土、水泥稳定碎石、二灰砂、水泥砂水泥稳定碎石、二灰砂、水泥砂无土：

无土：

二灰、二渣、水泥矿渣等二灰、二渣、水泥矿渣等22、无机结合料稳定材料的种类、无机结合料稳定材料的种类11）强度和模量强度和模量随龄期增长而变化，不同种类材料的强随龄期增长而变化，不同种类材料的强度变化规律也不同；度变化规律也不同；22）有较好的）有较好的板体性板体性，具有一定的抗拉性能；，具有一定的抗拉性能；33）用用抗抗压压强强度度与与抗抗压压回回弹弹模模量量、劈劈裂裂强强度度与与劈劈裂裂回回弹弹模模量量、抗抗弯弯拉拉强强度度与与抗抗弯弯拉拉弹弹性性模模量量、干干缩缩与与温温缩缩等等来衡量材料的性能；来衡量材料的性能；44）应应力力应应变变特特性性与与原原材材料料和和结结合合料料的的性性质质与与用用量量、混合料的含水量及密实度以及龄期、温度等有关。

混合料的含水量及密实度以及龄期、温度等有关。

第二节第二节无机结合料稳定材料的特性无机结合料稳定材料的特性11、无机结合料稳定材料的应力、无机结合料稳定材料的应力应变特性应变特性无机结合料稳定材料的无机结合料稳定材料的强度与时间和温度有关强度与时间和温度有关。

所以要按。

所以要按不同龄期不同龄期（7d、28d、90d、180天等）和天等）和不同的温度不同的温度（淮河以北地区淮河以北地区20、淮河以南地区淮河以南地区25）来测定试来测定试件的强度，抗压和劈裂测定用圆柱体试件件的强度，抗压和劈裂测定用圆柱体试件。

间接拉伸（劈裂）试验示意图间接拉伸（劈裂）试验示意图无侧限抗压强度试验示意图无侧限抗压强度试验示意图弯拉强度试验示意图弯拉强度试验示意图F设计龄期：

设计龄期：

不同无机结合料稳定材料的强度和模量随龄期增长不同无机结合料稳定材料的强度和模量随龄期增长的速度不同，因此，在路面结构设计时的参数设计龄期，对于水的速度不同，因此，在路面结构设计时的参数设计龄期，对于水泥稳定类材料的劈裂及模量的龄期为泥稳定类材料的劈裂及模量的龄期为90天天，对于石灰或者二灰稳，对于石灰或者二灰稳定类定类的的龄期为龄期为180天天，水泥粉煤灰稳定类为，水泥粉煤灰稳定类为120天天，材料组成设计材料组成设计7天天的抗压强度。

的抗压强度。

F设计指标：

设计指标：

由于半刚性基层材料的抗拉强度远小于其抗压强度，由于半刚性基层材料的抗拉强度远小于其抗压强度，因此抗拉强度（劈裂强度）是因此抗拉强度（劈裂强度）是路面结构设计路面结构设计的主要指标，抗压强的主要指标，抗压强度是度是材料组成设计材料组成设计的主要指标。

的主要指标。

22、无机结合料稳定材料的设计龄期、无机结合料稳定材料的设计龄期所谓所谓疲劳疲劳是指在荷载反复作用下，材料的极限强度会随着作用是指在荷载反复作用下，材料的极限强度会随着作用次数的增加而降低的现象次数的增加而降低的现象；一般有；一般有劈裂疲劳劈裂疲劳和和小梁疲劳试验小梁疲劳试验。

我国无机结合料稳定材料的疲劳一般采用我国无机结合料稳定材料的疲劳一般采用劈裂疲劳劈裂疲劳；无机结合料的疲劳寿命一般取决于重复应力与重复荷载作用前无机结合料的疲劳寿命一般取决于重复应力与重复荷载作用前的一次性极限应力的比值，试验证明，用的一次性极限应力的比值，试验证明，用双对数方程或单对数双对数方程或单对数方程方程表示较合理，为：

表示较合理，为：

或或双对数双对数单对数单对数33、无机结合料稳定材料的疲劳特性、无机结合料稳定材料的疲劳特性图中所示为小梁弯拉疲劳试验，半刚性材料可以进行图中所示为小梁弯拉疲劳试验，半刚性材料可以进行小梁弯拉小梁弯拉疲劳试验，但是一般认为其疲劳试验，但是一般认为其变异性较大。

变异性较大。

UTM试验机试验机室内小梁弯拉疲劳试验设备照片室内小梁弯拉疲劳试验设备照片（三分点加载）（三分点加载）劈裂试验示意图劈裂试验示意图同时由于同时由于劈裂试验劈裂试验更能反映材料在路更能反映材料在路面结构中的面结构中的受力状受力状态态，因此实际常采，因此实际常采用劈裂疲劳试验。

用劈裂疲劳试验。

1）通过不同应力比）通过不同应力比（应变水平应变水平）疲劳试验可测绘出疲劳试验可测绘出疲劳曲线疲劳曲线；2）在一定的应力）在一定的应力（应变水平应变水平）水平条件下，材料的疲劳寿命水平条件下，材料的疲劳寿命取决于材料的取决于材料的强度和刚度强度和刚度，强度愈大刚度愈小，疲劳寿命就，强度愈大刚度愈小，疲劳寿命就愈长；跟愈长；跟试验温度试验温度的变化关系不大的变化关系不大。

3）f/s水泥稳定类水泥稳定类石灰粉煤灰稳定类石灰粉煤灰稳定类对于对于稳定细粒土稳定细粒土，三类半刚性材料的，三类半刚性材料的收缩性收缩性的大小排列为：

的大小排列为：

石灰土石灰土水水泥土和水泥石灰土泥土和水泥石灰土石灰粉煤灰土石灰粉煤灰土4）干缩的发生与预防）干缩的发生与预防选择稳定剂种类与用量；选择稳定剂种类与用量；控制材料成型时的含水量及成型时机；控制材料成型时的含水量及成型时机；保湿养生。

保湿养生。

温度收缩温度收缩1）收缩原理）收缩原理：

由由固固相相、液液相相和和气气相相组组成成。

半半刚刚性性材材料料的的外外观观胀胀缩缩性性是是三三相相的的不不同同温温度度收缩性的综合效应表现。

收缩性的综合效应表现。

一一般般气气相相大大部部分分与与大大气气贯贯通通，在在综综合合效效应应中中影影响响较较小小，可可以以忽忽略略，原原材材料中砂粒以上颗粒的温度收缩系数较小，料中砂粒以上颗粒的温度收缩系数较小，粉粒以下粉粒以下的颗粒温度收缩较大。

的颗粒温度收缩较大。

2）无机结合料稳定材料的温缩影响因素）无机结合料稳定材料的温缩影响因素无无机机结结合合料料稳稳定定材材料料温温度度收收缩缩的的大大小小与与结结合合料料类类型型和和剂剂量量、被被稳稳定定材材料料的类别、粒料含量、龄期的类别、粒料含量、龄期等有关等有关3）不同材料的温缩比较）不同材料的温缩比较石石灰灰土土砂砂砾砾（16.710-6）悬悬浮浮二二灰灰粒粒料料（15.310-6）密密实实式式二二灰灰粒粒料料（11.410-6）和水泥砂砾（）和水泥砂砾（57水泥剂量为水泥剂量为101510-6）4）温缩的发生时节及控制）温缩的发生时节及控制时节：

冬季低温时节：

冬季低温控制：

选择材料种类与配比控制：

选择材料种类与配比经过一定龄期的养生，半刚性材料经过一定龄期的养生，半刚性材料的变形以温度收缩为主。

的变形以温度收缩为主。

半刚性基层修建初期，半刚性材料同时半刚性基层修建初期，半刚性材料同时受到干燥收缩和温度收缩的综合作用。

受到干燥收缩和温度收缩的综合作用。

稳定细粒土的干缩和温缩性均较稳定粗粒土的干缩和温缩性大很多，稳定细粒土的干缩和温缩性均较稳定粗粒土的干缩和温缩性大很多，因此因此稳定细粒土基层稳定细粒土基层可能会产生相对可能会产生相对更加严重的更加严重的收缩裂缝，并反射到沥青收缩裂缝，并反射到沥青面层上形成反射裂缝；面层上形成反射裂缝；裂缝产生后，裂缝产生后，雨水雨水的浸入会加剧沥青路面的病害；的浸入会加剧沥青路面的病害；稳定细粒土基层对施工环境和工序的要求更加严格，会导致施工污稳定细粒土基层对施工环境和工序的要求更加严格，会导致施工污染或者施工质量差等不利情况。

染或者施工质量差等不利情况。

（11）注意无机结合料稳定材料类型选择；）注意无机结合料稳定材料类型选择；稳定细粒土如石灰土、水泥土、石灰水泥土及二灰土不宜稳定细粒土如石灰土、水泥土、石灰水泥土及二灰土不宜用作高等级道路沥青路面的基层，原因在于：

用作高等级道路沥青路面的基层，原因在于：

66、施工注意事项、施工注意事项（22）注意施工季节；）注意施工季节；（33）注意材料组成设计；）注意材料组成设计；（44）注意施工含水量、压实度、强度等控制在规定的范围；）注意施工含水量、压实度、强度等控制在规定的范围；（55）注意养生与保湿；）注意养生与保湿；（66）注意减少施工车辆的养生期间的作用。

）注意减少施工车辆的养生期间的作用。

在粉碎的土或原状松散的土（包括各种粗、细粒土）中，掺入适量的石灰在粉碎的土或原状松散的土（包括各种粗、细粒土）中，掺入适量的石灰和水，按照一定技术要求，经拌和，在最佳含水量下摊铺、压实及养生，和水，按照一定技术要求，经拌和，在最佳含水量下摊铺、压实及养生，其其抗压强度符合规定要求抗压强度符合规定要求的路面（底）基层称为石灰稳定类的路面（底）基层称为石灰稳定类（底）（底）基基层。

用石灰稳定细粒土得到的混合料简称石灰土，所做成的基层称石灰土层。

用石灰稳定细粒土得到的混合料简称石灰土，所做成的基层称石灰土基层（底基层）。

基层（底基层）。

石灰稳定不但具有较高的抗压强度，而且也具一定的抗弯强度，且强度随石灰稳定不但具有较高的抗压强度，而且也具一定的抗弯强度，且强度随龄期逐渐增加。

因此，龄期逐渐增加。

因此，一般可用于低等级公路的基层或底基层一般可用于低等级公路的基层或底基层。

石灰稳定土因其水稳定性较差，石灰稳定土因其水稳定性较差，不应做高速公路或一级公路的基层不应做高速公路或一级公路的基层，必要，必要时可以用作底基层。

在冰冻地区的潮湿路段以及其他地区的过分潮湿路段，时可以用作底基层。

在冰冻地区的潮湿路段以及其他地区的过分潮湿路段，也不宜采用石灰土做基层也不宜采用石灰土做基层11、石灰稳定（底）基层、石灰稳定（底）基层第三节第三节石灰稳定类基层石灰稳定类基层/底基层底基层1）离子交换作用）离子交换作用土具有胶体性质，表面带负电荷，并吸附钠离子、钾离子和氢离子，石灰土具有胶体性质，表面带负电荷，并吸附钠离子、钾离子和氢离子，石灰中的中的钙离子钙离子会与其发生离子交换作用，形成钙土，减小了土颗粒表面水膜厚度，会与其发生离子交换作用，形成钙土，减小了土颗粒表面水膜厚度，分