無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料及路面

無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料及路面主要內(nèi)容第一節(jié)概述第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性第三節(jié)石灰穩(wěn)定類基層/底基層第四節(jié)水泥穩(wěn)定類基層/底基層第五節(jié)工業(yè)廢渣穩(wěn)定類基層/底基層第六節(jié)水泥穩(wěn)定類基層工程應(yīng)用實(shí)例（自學(xué)）第2頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月

無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料定義

在粉碎的或原狀松散的土中摻入一定量的水泥、或石灰、或工業(yè)廢渣等無機(jī)結(jié)合料及水，拌和得到混合料經(jīng)壓實(shí)和養(yǎng)生后，其抗壓強(qiáng)度符合規(guī)定要求的材料。由于無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的剛度處于柔性材料(如瀝青混合料)和剛性材料(如水泥混凝土)之間，所以也稱為半剛性材料，由其鋪筑的結(jié)構(gòu)層稱為半剛性層。無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特點(diǎn)板體性好，具有一定的抗拉強(qiáng)度；穩(wěn)定性好，抗凍性強(qiáng)；強(qiáng)度和剛度隨著齡期而增長(zhǎng)；經(jīng)濟(jì)性好；干縮溫縮大，耐磨性差，抗疲勞性也稍差?！?、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料及其特點(diǎn)第一節(jié)概述

第3頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月第一節(jié)概述二灰碎石的攤鋪與碾壓水泥穩(wěn)定碎石的攤鋪、碾壓與養(yǎng)護(hù)第4頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月

1）原材料

①土（廣義）：細(xì)粒土、粗粒土、巨粒土

②無機(jī)結(jié)合料：水泥、石灰、工業(yè)廢渣等

2）無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定種類：

細(xì)粒土：二灰土、水泥土、石灰土、水泥石灰土、三灰土

粗粒土：二灰碎石土、二灰穩(wěn)定碎石（二灰碎石）、水泥碎石土、水泥穩(wěn)定碎石、二灰砂、水泥砂

無土：二灰、二渣、水泥礦渣等

第一節(jié)概述◆2、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的種類第5頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月

1）強(qiáng)度和模量隨齡期增長(zhǎng)而變化，不同種類材料的強(qiáng)度變化規(guī)律也不同；

2）有較好的板體性，具有一定的抗拉性能；

3）用抗壓強(qiáng)度與抗壓回彈模量、劈裂強(qiáng)度與劈裂回彈模量、抗彎拉強(qiáng)度與抗彎拉彈性模量、干縮與溫縮等來衡量材料的性能；

4）應(yīng)力—應(yīng)變特性與原材料和結(jié)合料的性質(zhì)與用量、混合料的含水量及密實(shí)度以及齡期、溫度等有關(guān)。

第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性◆1、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的應(yīng)力—應(yīng)變特性第6頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的強(qiáng)度與時(shí)間和溫度有關(guān)。所以要按不同齡期（7d、28d、90d、180天等）和不同的溫度(淮河以北地區(qū)

20℃、淮河以南地區(qū)

25℃)來測(cè)定試件的強(qiáng)度，抗壓和劈裂測(cè)定用圓柱體試件。第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性第7頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月間接拉伸（劈裂）試驗(yàn)示意圖無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)示意圖彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)示意圖第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性第8頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月設(shè)計(jì)齡期：不同無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的強(qiáng)度和模量隨齡期增長(zhǎng)的速度不同，因此，在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的參數(shù)設(shè)計(jì)齡期，對(duì)于水泥穩(wěn)定類材料的劈裂及模量的齡期為90天，對(duì)于石灰或者二灰穩(wěn)定類的齡期為180天，水泥粉煤灰穩(wěn)定類為120天，材料組成設(shè)計(jì)7天的抗壓強(qiáng)度。設(shè)計(jì)指標(biāo)：由于半剛性基層材料的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于其抗壓強(qiáng)度，因此抗拉強(qiáng)度（劈裂強(qiáng)度）是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)，抗壓強(qiáng)度是材料組成設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)。第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性◆2、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的設(shè)計(jì)齡期第9頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月所謂疲勞是指在荷載反復(fù)作用下，材料的極限強(qiáng)度會(huì)隨著作用次數(shù)的增加而降低的現(xiàn)象；一般有劈裂疲勞和小梁疲勞試驗(yàn)。我國(guó)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的疲勞一般采用劈裂疲勞；無機(jī)結(jié)合料的疲勞壽命一般取決于重復(fù)應(yīng)力與重復(fù)荷載作用前的一次性極限應(yīng)力的比值，試驗(yàn)證明，用雙對(duì)數(shù)方程或單對(duì)數(shù)方程表示較合理，為：或第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性雙對(duì)數(shù)單對(duì)數(shù)◆3、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的疲勞特性第10頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性圖中所示為小梁彎拉疲勞試驗(yàn)，半剛性材料可以進(jìn)行小梁彎拉疲勞試驗(yàn)，但是一般認(rèn)為其變異性較大。UTM試驗(yàn)機(jī)室內(nèi)小梁彎拉疲勞試驗(yàn)設(shè)備照片

（三分點(diǎn)加載）◆3、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的疲勞特性第11頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性◆3、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的疲勞特性劈裂試驗(yàn)示意圖同時(shí)由于劈裂試驗(yàn)更能反映材料在路面結(jié)構(gòu)中的受力狀態(tài)，因此實(shí)際常采用劈裂疲勞試驗(yàn)。第12頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月1）通過不同應(yīng)力比(應(yīng)變水平)疲勞試驗(yàn)可測(cè)繪出疲勞曲線；

2）在一定的應(yīng)力（應(yīng)變水平）水平條件下，材料的疲勞壽命取決于材料的強(qiáng)度和剛度，強(qiáng)度愈大剛度愈小，疲勞壽命就愈長(zhǎng)；跟試驗(yàn)溫度的變化關(guān)系不大。

3）

f/

s<50%時(shí)，原則上可至無窮加荷次數(shù)，但材料本身變異性大，實(shí)際試驗(yàn)中因材料的不均勻性，疲勞壽命要小得多。

第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性◆3、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的疲勞特性第13頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月二灰砂礫（小梁）應(yīng)力強(qiáng)度比疲勞壽命曲線第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性第14頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月水泥砂礫（小梁）應(yīng)力與強(qiáng)度比疲勞壽命曲線第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性第15頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料拌和壓實(shí)后，由于水分揮發(fā)及其內(nèi)部的水化作用引起干燥收縮，以及混合料受降溫影響引起的溫度收縮等。由此引起其體積收縮變化，表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)的收縮應(yīng)力及開裂破壞。一般衡量材料的體積變化相對(duì)較難，因此，實(shí)際中往往采取一維單向變化測(cè)定來反映材料的收縮性能，通過收縮應(yīng)變及收縮系數(shù)來表征材料的收縮性能大小。第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性◆4、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的干縮和溫縮第16頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月5）干縮試驗(yàn)試件：100mm×100mm×400mm梁式試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)7天；條件：溫度為25℃，濕度50％左右；檢測(cè)：第1天為6小時(shí)一次，第2～5天為12小時(shí)一次，之后24小時(shí)一次，直到含水量基本不變?yōu)橹?；第二?jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性第17頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月6）溫縮試驗(yàn)試件：100mm×100mm×400mm梁式試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件養(yǎng)護(hù)28天；溫度范圍：+55℃～-25℃，每10℃為一個(gè)溫度區(qū)段時(shí)間設(shè)定：降溫時(shí)間10min（即1℃/min），恒溫120min；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)WGD高低溫交變環(huán)境箱第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性第18頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月

①干燥收縮

濕度在材料使用過程中總有變化，但一般更多考慮的是材料在成型之初的濕度降低影響。

1）收縮機(jī)理(原因)

毛細(xì)管作用

吸附作用

分子間力作用

礦物晶體或凝膠體層間水作用

碳化收縮作用第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性◆7、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的收縮特性第19頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月2）干縮影響因素：

無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的干縮特性(最大干縮應(yīng)變和平均干縮系數(shù))的大小與結(jié)合料的類型、劑量、被穩(wěn)定材料的類別、粒料含量、小于0.6mm細(xì)顆粒含量、試件含水量和齡期等有關(guān)。

3）幾種材料的干縮比較

對(duì)穩(wěn)定粒料類，三類半剛性材料的干縮特性的大小次序?yàn)椋菏曳€(wěn)定類>水泥穩(wěn)定類>石灰粉煤灰穩(wěn)定類對(duì)于穩(wěn)定細(xì)粒土，三類半剛性材料的收縮性的大小排列為：石灰土>水泥土和水泥石灰土>石灰粉煤灰土

4）干縮的發(fā)生與預(yù)防①選擇穩(wěn)定劑種類與用量；②控制材料成型時(shí)的含水量及成型時(shí)機(jī)；③保濕養(yǎng)生。

第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性◆7、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的收縮特性第20頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月②溫度收縮

1）收縮原理：由固相、液相和氣相組成。半剛性材料的外觀脹縮性是三相的不同溫度收縮性的綜合效應(yīng)表現(xiàn)。一般氣相大部分與大氣貫通，在綜合效應(yīng)中影響較小，可以忽略，原材料中砂粒以上顆粒的溫度收縮系數(shù)較小，粉粒以下的顆粒溫度收縮較大。

2）無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的溫縮影響因素?zé)o機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料溫度收縮的大小與結(jié)合料類型和劑量、被穩(wěn)定材料的類別、粒料含量、齡期等有關(guān)第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性◆7、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的收縮特性第21頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月3）不同材料的溫縮比較石灰土砂礫（16.7×10-6）>懸浮二灰粒料（15.3×10-6）>密實(shí)式二灰粒料（11.4×10-6）和水泥砂礫（5～7％水泥劑量為10～15×10-6）

4）溫縮的發(fā)生時(shí)節(jié)及控制時(shí)節(jié)：冬季低溫控制：選擇材料種類與配比第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性◆7、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的收縮特性第22頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月經(jīng)過一定齡期的養(yǎng)生，半剛性材料的變形以溫度收縮為主。

半剛性基層修建初期，半剛性材料同時(shí)受到干燥收縮和溫度收縮的綜合作用。第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性◆7、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的收縮特性第23頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性7、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的收縮特性第24頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月①穩(wěn)定細(xì)粒土的干縮和溫縮性均較穩(wěn)定粗粒土的干縮和溫縮性大很多，因此穩(wěn)定細(xì)粒土基層可能會(huì)產(chǎn)生相對(duì)更加嚴(yán)重的收縮裂縫，并反射到瀝青面層上形成反射裂縫；②裂縫產(chǎn)生后，雨水的浸入會(huì)加劇瀝青路面的病害；③穩(wěn)定細(xì)粒土基層對(duì)施工環(huán)境和工序的要求更加嚴(yán)格，會(huì)導(dǎo)致施工污染或者施工質(zhì)量差等不利情況。

（1）注意無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料類型選擇；穩(wěn)定細(xì)粒土如石灰土、水泥土、石灰水泥土及二灰土不宜用作高等級(jí)道路瀝青路面的基層，原因在于：第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性◆8、施工注意事項(xiàng)第25頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性8、施工注意事項(xiàng)（2）注意施工季節(jié)；（3）注意材料組成設(shè)計(jì)；（4）注意施工含水量、壓實(shí)度、強(qiáng)度等控制在規(guī)定的范圍；（5）注意養(yǎng)生與保濕；（6）注意減少施工車輛的養(yǎng)生期間的作用。第26頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性第27頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的特性第28頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月

在粉碎的土或原狀松散的土（包括各種粗、細(xì)粒土）中，摻入適量的石灰和水，按照一定技術(shù)要求，經(jīng)拌和，在最佳含水量下攤鋪、壓實(shí)及養(yǎng)生，其抗壓強(qiáng)度符合規(guī)定要求的路面（底）基層稱為石灰穩(wěn)定類（底）基層。用石灰穩(wěn)定細(xì)粒土得到的混合料簡(jiǎn)稱石灰土，所做成的基層稱石灰土基層（底基層）。石灰穩(wěn)定不但具有較高的抗壓強(qiáng)度，而且也具一定的抗彎強(qiáng)度，且強(qiáng)度隨齡期逐漸增加。因此，一般可用于低等級(jí)公路的基層或底基層。石灰穩(wěn)定土因其水穩(wěn)定性較差，不應(yīng)做高速公路或一級(jí)公路的基層，必要時(shí)可以用作底基層。在冰凍地區(qū)的潮濕路段以及其他地區(qū)的過分潮濕路段，也不宜采用石灰土做基層◆1、石灰穩(wěn)定（底）基層第三節(jié)石灰穩(wěn)定類基層/底基層第29頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月1）離子交換作用土具有膠體性質(zhì)，表面帶負(fù)電荷，并吸附鈉離子、鉀離子和氫離子，石灰中的鈣離子會(huì)與其發(fā)生離子交換作用，形成鈣土，減小了土顆粒表面水膜厚度，分子引力增加。2）碳酸化作用

生成的碳酸鈣是堅(jiān)硬的晶體，具有較高的強(qiáng)度和水穩(wěn)性，它對(duì)土的膠結(jié)作用使土得到了加固。石灰土表面鈣化后，形成硬殼層，進(jìn)一步阻礙了二氧化碳的進(jìn)入，碳化過程十分緩慢，是形成石灰土后期強(qiáng)度的主要原因。第三節(jié)石灰穩(wěn)定類基層/底基層◆2、石灰穩(wěn)定材料的強(qiáng)度形成機(jī)理第30頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月4）火山灰作用3）結(jié)晶作用經(jīng)過結(jié)晶作用，消石灰逐漸由膠體轉(zhuǎn)化為晶體，晶體間能夠相互結(jié)合，與土形成共晶體，從而使得土粒膠結(jié)成整體。土中充分的硅、鈣離子是火山灰作用的前提，同時(shí)必須增加土的堿性；火山灰作用生成物具有水硬性性質(zhì)，是構(gòu)成石灰土早期強(qiáng)度的主要原因。第三節(jié)石灰穩(wěn)定類基層/底基層◆2、石灰穩(wěn)定材料的強(qiáng)度形成機(jī)理第31頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月四種作用中，主要是離子交換作用與火山灰作用，是構(gòu)成石灰土早期強(qiáng)度的主要因素，后期強(qiáng)度則更多源于碳酸化作用和結(jié)晶作用。由于石灰與土發(fā)生了一系列的相互作用，從而使土的性質(zhì)發(fā)生根本的改變。在初期，主要表現(xiàn)為土的結(jié)團(tuán)、塑性降低、最佳含水量增加和最大密實(shí)度減小等。后期主要表現(xiàn)為結(jié)晶結(jié)構(gòu)的形成，從而提高其板體性、強(qiáng)度和穩(wěn)定性。第三節(jié)石灰穩(wěn)定類基層/底基層◆2、石灰穩(wěn)定材料的強(qiáng)度形成機(jī)理第32頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月1）土質(zhì)：各種成因土都可用石灰穩(wěn)定，但塑性指數(shù)低于10以下的低塑性土（這與水泥穩(wěn)定土剛好相反）不適宜穩(wěn)定，更適宜于穩(wěn)定粘性土，尤其是塑性指數(shù)在12～20的粘性土。

原因：粘性顆粒的活性強(qiáng)、比表面積大、表面能大，摻入石灰穩(wěn)定材料后，形成的四種作用比較活躍，因此石灰土強(qiáng)度隨土塑性指數(shù)的增加而增大。重粘土雖然粘土顆粒含量高，但是不易粉碎和拌和，穩(wěn)定效果反而不好。第三節(jié)石灰穩(wěn)定類基層/底基層◆3、石灰穩(wěn)定材料的強(qiáng)度影響因素第33頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月2）灰質(zhì)：石灰應(yīng)采用消石灰粉或生石灰粉，對(duì)高速公路或一級(jí)公路宜用磨細(xì)的生石灰粉。石灰質(zhì)量應(yīng)符合III級(jí)以上的技術(shù)指標(biāo)，并要盡量縮短石灰的存放時(shí)間。第三節(jié)石灰穩(wěn)定類基層/底基層第34頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月

石灰劑量是石灰質(zhì)量占全部土顆粒的干質(zhì)量的百分率，即：

石灰劑量＝石灰質(zhì)量／干土質(zhì)量。

石灰劑量對(duì)石灰穩(wěn)定土的強(qiáng)度影響非常顯著。在石灰劑量較低時(shí)（小于3～4％），起穩(wěn)定作用，土的塑性、膨脹、吸水量減小，使土的密實(shí)度、強(qiáng)度、和易性等得到改善；隨著劑量的增加，強(qiáng)度和穩(wěn)定性均提高，但劑量超過一定范圍后，強(qiáng)度反而降低。常用最佳劑量范圍：對(duì)于粘性土及粉性土為8～14％；對(duì)砂性土則為9～16％。最終根據(jù)結(jié)構(gòu)層技術(shù)要求進(jìn)行混合料組成設(shè)計(jì)。第三節(jié)石灰穩(wěn)定類基層/底基層3）石灰劑量0.1mol/L乙二胺四乙酸二鈉EDTA滴定法第35頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月4）含水量：

最佳含水量及略小于最佳含水量時(shí)最易壓實(shí)達(dá)到較高的壓實(shí)度。石灰穩(wěn)定類材料的最佳含水量需要通過標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)進(jìn)行確定，經(jīng)驗(yàn)公式為：石灰土的最佳含水量＝素土的最佳含水量＋拌和過程中的蒸發(fā)量（約在1.5%左右）＋石灰反應(yīng)所需的水（0.2×石灰劑量）。5）密實(shí)度：

石灰穩(wěn)定土的強(qiáng)度隨密實(shí)度的增加而增長(zhǎng)。實(shí)踐證明，石灰穩(wěn)定土的密實(shí)度每增減1%，強(qiáng)度約增減4%左右。而密實(shí)的石灰穩(wěn)定土，其抗凍性、水穩(wěn)定性好，縮裂現(xiàn)象也少。第三節(jié)石灰穩(wěn)定類基層/底基層第36頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月6）齡期：

石灰穩(wěn)定土的強(qiáng)度隨齡期增長(zhǎng)，一般初期強(qiáng)度較低，前期(1～2個(gè)月)的增長(zhǎng)速率較后期快。其強(qiáng)度與齡期的關(guān)系可表示為：

R1—一個(gè)月齡期的抗壓強(qiáng)度；

Rt—t個(gè)月齡期的抗壓強(qiáng)度；

β—系數(shù)，約0.1～0.5。7）養(yǎng)生條件（溫度與濕度）：

溫度高，物理化學(xué)反應(yīng)快，強(qiáng)度增長(zhǎng)快；反之強(qiáng)度增長(zhǎng)慢，在負(fù)溫條件下甚至不增長(zhǎng)。因此，要求施工期的最低溫度應(yīng)在5℃以上，并在第一次重冰凍(-3～－5℃)到來之前1個(gè)月～1個(gè)半月完成。在一定潮濕條件下養(yǎng)生強(qiáng)度的形成比在一般空氣中養(yǎng)生要好。第三節(jié)石灰穩(wěn)定類基層/底基層第37頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月1）嚴(yán)格控制壓實(shí)含水量：石灰穩(wěn)定土含水量過多產(chǎn)生的干縮裂縫顯著，壓實(shí)時(shí)含水量應(yīng)略小于最佳含水量。2）嚴(yán)格控制壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)：壓實(shí)度小時(shí)產(chǎn)生的干縮比壓實(shí)度大時(shí)嚴(yán)重，應(yīng)盡可能達(dá)到最大壓實(shí)度。3）嚴(yán)格養(yǎng)生條件：干縮發(fā)生在成型初期，要重視初期的保濕養(yǎng)護(hù)，保證石灰穩(wěn)定土表面處于潮濕狀況。4）禁防干曬：石灰穩(wěn)定土施工結(jié)束后可及早鋪筑面層，使石灰穩(wěn)定土基層含水量不發(fā)生大的變化，從而減輕干縮裂縫?！?、石灰穩(wěn)定類材料的縮裂防治第三節(jié)石灰穩(wěn)定類基層/底基層第38頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月5）施工季節(jié)：溫縮的最不利季節(jié)是材料處于最佳含水量附近，而且溫度在0～-10℃時(shí)，因此施工要在當(dāng)?shù)貧鉁剡M(jìn)入0℃前一個(gè)月結(jié)束，以防在不利季節(jié)產(chǎn)生嚴(yán)重溫縮。6）控制劑量：在滿足強(qiáng)度要求情況下，盡可能選擇較低劑量的無機(jī)結(jié)合料；在石灰穩(wěn)定土中摻加60～70%的集料也可提高其強(qiáng)度、穩(wěn)定性和抗裂性。7）反射裂縫的防治：（1）設(shè)置聯(lián)結(jié)層；（2）鋪筑碎石隔離過渡層；（3）提高瀝青下面層抗裂性能第三節(jié)石灰穩(wěn)定類基層/底基層◆4、石灰穩(wěn)定類材料的縮裂防治第39頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月◆5、石灰穩(wěn)定類材料的混合料設(shè)計(jì)1）混合料的設(shè)計(jì)步驟

根據(jù)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，通過試驗(yàn)選取合適的土，確定最佳的石灰劑量和混合料的最佳含水量。第三節(jié)石灰穩(wěn)定類基層/底基層第40頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月

在規(guī)定溫度(北方冰凍地區(qū)為20±2℃，南方非冰凍地區(qū)為25土2℃)下保濕養(yǎng)生6d（濕度為95%）浸水1d，進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。試件的尺寸為：5cm×5cm(高×直徑)的圓柱體。要求試驗(yàn)測(cè)定的強(qiáng)度符合：工地實(shí)際采取的石灰劑量應(yīng)較實(shí)驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)確定的劑量多0.5％~1.0％。2）石灰穩(wěn)定土的強(qiáng)度及壓實(shí)要求第三節(jié)石灰穩(wěn)定類基層/底基層第41頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月第三節(jié)石灰穩(wěn)定類基層/底基層3）石灰穩(wěn)定土的施工第42頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月第三節(jié)石灰穩(wěn)定類基層/底基層3）石灰穩(wěn)定土的施工石灰土凍壞第43頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月在粉碎或原狀松散土中，摻入適量水泥和水，按技術(shù)要求進(jìn)行拌和、攤鋪，在最佳含水量時(shí)進(jìn)行壓實(shí)和養(yǎng)護(hù)成型，其抗壓強(qiáng)度符合要求，該類基層稱為水泥穩(wěn)定類基層。

水泥可用來穩(wěn)定絕大多數(shù)的土類

（高塑性粘土和有機(jī)質(zhì)較多的土除外），改善其物理力學(xué)性質(zhì)。水泥穩(wěn)定類一般可用于路面結(jié)構(gòu)的基層和底基層，但水泥土禁止作為高速公路或一級(jí)公路路面的基層，只能用做底基層?！?、水泥穩(wěn)定類材料的定義第四節(jié)水泥穩(wěn)定類基層/底基層

第44頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月水泥穩(wěn)定類基層具有良好的整體性、足夠的力學(xué)強(qiáng)度、抗水性和耐凍性。其初期強(qiáng)度較高，且隨齡期增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，應(yīng)用范圍很廣。水泥穩(wěn)定土包括水泥穩(wěn)定碎石、砂礫、土等多種材料，是水泥穩(wěn)定類基層的總稱，水泥土是水泥穩(wěn)定細(xì)粒土（粘土、粉土、黃土等）的總稱。第四節(jié)水泥穩(wěn)定類基層/底基層◆2、水泥穩(wěn)定類材料的特點(diǎn)和種類第45頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月水泥穩(wěn)定過程中，水泥、土和水之間發(fā)生了多種非常復(fù)雜的作用：化學(xué)作用：水泥顆粒的水化、硬化作用；有機(jī)物的聚合作用；水泥水化產(chǎn)物與粘土礦物之間的化學(xué)作用等。物理－化學(xué)作用：粘土顆粒與水泥及水泥水化產(chǎn)物之間的吸附作用；微粒的凝聚作用；水及水化產(chǎn)物的擴(kuò)散、滲透作用；水化產(chǎn)物的溶解、結(jié)晶作用等。物理作用：如土塊的機(jī)械粉碎作用，混合料的拌和、壓實(shí)作用等。①水泥的水化作用：第四節(jié)水泥穩(wěn)定類基層/底基層◆3、水泥穩(wěn)定類材料的強(qiáng)度形成第46頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月②離子交換作用：③化學(xué)激發(fā)作用：

當(dāng)粘土顆粒周圍介質(zhì)的pH值增加到一定程度時(shí)，粘土礦物中的部分Si02和A1203的活性將被激發(fā)出來，與溶液中的Ca2＋進(jìn)行反應(yīng)，生成新的礦物，這些礦物主要是硅酸鈣和鋁酸鈣系列，這些礦物具有膠凝能力。生成的這些膠結(jié)物質(zhì)包裹著粘土顆粒表面，與水泥的水化產(chǎn)物一起，將粘土顆粒凝結(jié)成一個(gè)整體。④碳酸化作用：第四節(jié)水泥穩(wěn)定類基層/底基層◆3、水泥穩(wěn)定類材料的強(qiáng)度形成第47頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月

各類砂礫土、砂土、粉土和粘土均可用水泥穩(wěn)定。用水泥穩(wěn)定級(jí)配良好的碎(礫)石和砂礫的效果最好，強(qiáng)度高、水泥用量少；其次是砂性土；再次之是粉性土和粘性土。一般要求土的塑性指數(shù)不大于17。1）土質(zhì)

通常情況下，硅酸鹽水泥的穩(wěn)定效果好，而鋁酸鹽水泥較差；水泥分散度增加，其活性程度和硬化能力也有所增大。水泥土的強(qiáng)度隨水泥劑量的增加而增長(zhǎng)，水泥用量過多，經(jīng)濟(jì)上不合理，且容易開裂。試驗(yàn)和研究證明，水泥劑量為3～5％較為合理。2）水泥的成分和劑量

第四節(jié)水泥穩(wěn)定類基層/底基層◆4、影響水泥穩(wěn)定土強(qiáng)度的因素第48頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月

從開始加水拌和到碾壓完成一般控制在6小時(shí)之內(nèi)，最好在3小時(shí)之內(nèi)。水泥穩(wěn)定土需濕法養(yǎng)生，保證水泥充分水化形成強(qiáng)度；養(yǎng)生溫度愈高，強(qiáng)度增長(zhǎng)的愈快。4）施工工藝及養(yǎng)生3）含水量

水泥正常水化所需水量約為水泥重的20%。對(duì)砂性土，完全水化達(dá)最高強(qiáng)度的含水量較最佳密度含水量??；而粘性土則相反。第四節(jié)水泥穩(wěn)定類基層/底基層第49頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月5、水泥穩(wěn)定類材料的混合料設(shè)計(jì)

根據(jù)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，通過試驗(yàn)選取合適的土，確定最佳的水泥劑量和混合料的最佳含水量。無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)：在規(guī)定溫度(北方冰凍地區(qū)為20±2℃，南方非冰凍地區(qū)為25土2℃)下保濕養(yǎng)生6d（濕度為95％），浸水1d，進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。試件尺寸為：Φ150mm×150mm的圓柱體。工地實(shí)際采取的水泥劑量應(yīng)較實(shí)驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)確定的劑量多0.5％～1.0％。制備相同土樣、不同水泥劑量的混合料確定最佳含水量和最大干壓實(shí)密度按最佳含水量與最大干壓實(shí)密度制備試件無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),選定合適的水泥劑量第四節(jié)水泥穩(wěn)定類基層/底基層第50頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月第四節(jié)水泥穩(wěn)定類基層/底基層5、水泥穩(wěn)定類材料的混合料設(shè)計(jì)第51頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月第四節(jié)水泥穩(wěn)定類基層/底基層水泥穩(wěn)定碎石拌合樓6、水泥穩(wěn)定土的施工第52頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月第四節(jié)水泥穩(wěn)定類基層/底基層6、水泥穩(wěn)定土的施工第53頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月第四節(jié)水泥穩(wěn)定類基層/底基層6、水泥穩(wěn)定土的施工第54頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月第四節(jié)水泥穩(wěn)定類基層/底基層6、水泥穩(wěn)定土的施工第55頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月第四節(jié)水泥穩(wěn)定類基層/底基層6、水泥穩(wěn)定土的施工第56頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月水泥穩(wěn)定碎石攤鋪第四節(jié)水泥穩(wěn)定類基層/底基層6、水泥穩(wěn)定土的施工第57頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月控制攤鋪厚度第四節(jié)水泥穩(wěn)定類基層/底基層6、水泥穩(wěn)定土的施工第58頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月第四節(jié)水泥穩(wěn)定類基層/底基層6、水泥穩(wěn)定土的施工第59頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月第四節(jié)水泥穩(wěn)定類基層/底基層6、水泥穩(wěn)定土的施工第60頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月水泥穩(wěn)定碎石基層壓實(shí)第四節(jié)水泥穩(wěn)定類基層/底基層6、水泥穩(wěn)定土的施工第61頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月水泥穩(wěn)定碎石基層養(yǎng)生第四節(jié)水泥穩(wěn)定類基層/底基層6、水泥穩(wěn)定土的施工第62頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月撒布透層油第四節(jié)水泥穩(wěn)定類基層/底基層6、水泥穩(wěn)定土的施工第63頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月道路工程中應(yīng)用的工業(yè)廢渣主要是指工業(yè)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的具有一定水硬性特點(diǎn)的無機(jī)工業(yè)廢料，如：粉煤灰（flyash

）、煤渣、鋼渣、高爐渣、銅礦渣及各種下腳料。工業(yè)廢渣一般可在有水的條件下與石灰等堿性材料共同作用，產(chǎn)生火山灰反應(yīng)，穩(wěn)定各種粒徑不同的土。工程應(yīng)用中一般采用石灰穩(wěn)定工業(yè)廢渣或與工業(yè)廢渣共同穩(wěn)定土，其中最常用的工業(yè)廢渣為粉煤灰，形成石灰粉煤灰穩(wěn)定路面基層，簡(jiǎn)稱為二灰穩(wěn)定類基層。◆1、工業(yè)廢渣材料第五節(jié)工業(yè)廢渣穩(wěn)定類基層/底基層

第64頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月石灰穩(wěn)定工業(yè)廢渣基層具有水硬性、緩凝性、高強(qiáng)度、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，能形成板體且強(qiáng)度隨齡期不斷增加，抗水、抗凍、抗裂性能好，且收縮性小，能夠適應(yīng)各種氣候環(huán)境和水文地質(zhì)條件。石灰穩(wěn)定工業(yè)廢渣常用作高級(jí)或者次高級(jí)路面的基層或底基層。其火山灰作用的反應(yīng)原理如下：第五節(jié)工業(yè)廢渣穩(wěn)定類基層/底基層◆2、工業(yè)廢渣材料及其特點(diǎn)與應(yīng)用第65頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月用銅礦石下腳料鋪筑的（底）基層第五節(jié)工業(yè)廢渣穩(wěn)定類基層/底基層第66頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月石灰粉煤灰(簡(jiǎn)稱二灰)基層是用石灰和粉煤灰按一定配比，加水拌和、攤鋪、碾壓及養(yǎng)生而形成的基層。在二灰中摻入一定量的土，經(jīng)加水拌和、攤鋪、碾壓及養(yǎng)生成型的基層，稱二灰穩(wěn)定土基層。其抗壓強(qiáng)度也應(yīng)符合規(guī)定要求。二灰穩(wěn)定土的配比：石灰與粉煤灰的比，常用1：2～1：4；石灰粉煤灰與細(xì)粒土的比為30：70～50：50；石灰粉煤灰與粒料的比常采用20：80～15：85。為了防止裂縫，采用石灰與粉煤灰的比為1：3～1：4，集料含量為80～85%左右為最佳，既可抗干縮又可抗溫縮。二灰穩(wěn)定土的特點(diǎn)：收縮性能好；早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度比較高（施工時(shí)，應(yīng)盡量安排在溫暖高溫季節(jié)，以利于形成早期強(qiáng)度而成型）；易造成施工污染。◆3、二灰穩(wěn)定路面基層第五節(jié)工業(yè)廢渣穩(wěn)定類基層/底基層第67頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月1）灰質(zhì) 質(zhì)量應(yīng)符合Ⅲ級(jí)以上質(zhì)量指標(biāo)。2）粉煤灰成分 粉煤灰的活性成分（二氧化硅＋三氧化二鋁）含量大于70％，燒失量小于20％（控制其中有機(jī)質(zhì)含量）。有害物質(zhì)如硫酸鈣等含量不宜過大。S的含量3）粒料 石灰工業(yè)廢渣混合料中粒料重量宜占80%以上，并有良好的級(jí)配；高速公路和一級(jí)公路集料的壓碎值應(yīng)≯30%，二級(jí)公路和二級(jí)以下公路集料的壓碎值應(yīng)≯35%。顆粒最大粒徑高速公路和一級(jí)公路不大于31.5mm(方孔篩)，二級(jí)公路和二級(jí)以下公路不大于40mm(圓孔篩)。第五節(jié)工業(yè)廢渣穩(wěn)定類基層/底基層◆4、二灰穩(wěn)定路面基層的材料要求第68頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月使用合格粉煤灰和高硫酸鈣含量粉煤灰的二灰碎石強(qiáng)度對(duì)比第五節(jié)工業(yè)廢渣穩(wěn)定類基層/底基層◆4、二灰穩(wěn)定路面基層的材料要求第69頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月第五節(jié)工業(yè)廢渣穩(wěn)定類基層/底基層◆4、二灰穩(wěn)定路面基層的材料要求第70頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月第五節(jié)工業(yè)廢渣穩(wěn)定類基層/底基層◆4、二灰穩(wěn)定路面基層的材料要求第71頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月5、二灰穩(wěn)定類材料的混合料組成設(shè)計(jì)

根據(jù)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，通過試驗(yàn)選取合適的二灰和集料，確定最佳的配合比和混合料的最佳含水量。無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)：在規(guī)定溫度(北方冰凍地區(qū)為20±2℃，南方非冰凍地區(qū)為25土2℃)下保濕養(yǎng)生6d（濕度為95％），浸水1d，進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。試件尺寸為：Φ150mm×150mm的圓柱體。制備相同集料、不同二灰劑量的混合料確定最佳含水量和最大干壓實(shí)密度按最佳含水量與最大干壓實(shí)密度制備試件無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),選定合適的配合比劑量第五節(jié)工業(yè)廢渣穩(wěn)定類基層/底基層第72頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月第五節(jié)工業(yè)廢渣穩(wěn)定類基層/底基層6、二灰及水泥粉煤灰穩(wěn)定類材料的強(qiáng)度要求第73頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月硫酸鈣含量過高引起的

二灰碎石基層病害第五節(jié)工業(yè)廢渣穩(wěn)定類基層/底基層第74頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月優(yōu)良二灰碎石基層表面第五節(jié)工業(yè)廢渣穩(wěn)定類基層/底基層第75頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月1、何謂半剛性路面或基層？請(qǐng)從力學(xué)特性來解釋“半剛性”的含義。具有半剛性的結(jié)構(gòu)層為何只宜作基層或墊層？此類基層的主要缺點(diǎn)是什么？在路面結(jié)構(gòu)組合中又如何克服這些缺點(diǎn)？2、半剛性材料有哪些種類？各自的性能有何優(yōu)缺點(diǎn)？3、名詞解釋：石灰劑量；石灰土的設(shè)計(jì)齡期；石灰土的凍前齡期；石灰土中的合理石灰劑量4、為何在高速公路中不能使用石灰土底基層？5、在石灰穩(wěn)定工業(yè)廢渣中摻入粗骨料的目的何在？6、作為冰凍地區(qū)的路面結(jié)構(gòu)層材料，石灰土與石灰粉煤灰土兩者之間你認(rèn)為應(yīng)該選用哪一種？為什么？7、什么是無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的設(shè)計(jì)齡期？

8、如何進(jìn)行水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石的組成設(shè)計(jì)？9、簡(jiǎn)要分析石灰土的強(qiáng)度影響因素。復(fù)習(xí)思考題第76頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月復(fù)習(xí)思考題(可選做)10．無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料可以分幾類?各類的路用性能有何特點(diǎn)?11．試分析比較石灰穩(wěn)定土和水泥穩(wěn)定土強(qiáng)度形成機(jī)理。它們對(duì)土的類別及性質(zhì)的要求有何不同?石灰與水泥劑量如何確定?施工工藝有何異同?12．石灰（水泥）穩(wěn)定類基層收縮裂縫對(duì)瀝青面層有何影響?有哪些防治措施?13．無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類半剛性基層材料抗拉強(qiáng)度有哪幾種測(cè)試方法?我國(guó)現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的抗拉強(qiáng)度指標(biāo)是什么?14.試分析比較水泥穩(wěn)定類基層與石灰粉煤灰穩(wěn)定類基層的強(qiáng)度特性與收縮性能，評(píng)述它們作為高等級(jí)瀝青路面基層的優(yōu)劣。第77頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月課外任務(wù)二：

請(qǐng)從路面結(jié)構(gòu)受力作用特點(diǎn)角度討論道路工程中應(yīng)用半剛性基層材料的優(yōu)缺點(diǎn)，并從結(jié)構(gòu)與材料角度提出改進(jìn)的途徑!

課外任務(wù)第78頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月水穩(wěn)碎石基層具有強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好，抗沖刷能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于我國(guó)公路的基層與底基層存在問題

水穩(wěn)碎石的干縮和溫縮易導(dǎo)致收縮裂縫收縮裂縫反射到瀝青面層形成大量反射裂縫規(guī)范規(guī)定水穩(wěn)基層7天強(qiáng)度較高，而模量取值偏低目前水穩(wěn)碎石基層裂縫解決方法效果欠佳第六節(jié)水穩(wěn)基層工程應(yīng)用實(shí)例本自學(xué)第79頁(yè)