无机结合料稳定路面

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十二章 无机结合料稳定路面,复习,一 路面结构层次,一、路面的作用,供车辆行驶，保护路基,二、路面横断面,路缘石,面层,硬路肩,土路肩,拦水带,基层,垫层,纵向排水渗沟,路缘带,槽式,全铺式,三、路拱横坡度,路 面 类 型,路拱平均坡度（）,沥青混凝土、水泥混凝土,12,厂拌沥青碎石、路拌沥青碎（砾）石、沥青贯入碎（砾）石、沥青表面处治、整齐石块,1.52.5,半整齐石块、不整齐石块,23,碎石、砾石等粒料类,2.53.5,炉渣土、砾石土、砂砾土等,34,路拱形式：圆弧、抛物线、直线,三、路面结构层,1. 面层的作用：,2. 面层的种类：,3. 面层的构成：,4.面层的结构,承受行车荷载,保证行车通畅,保证行车平稳舒适,沥青类,水泥类,砂石类,块料类,多层沥青混合料,双层水泥混凝土,复合式结构,带有磨耗层或保护层的砂石结构,横坡,超高,路肩,（一）面层,（二） 基层,1.基层的作用:,承受面层传下的行车垂直荷载，向垫层和土基扩散荷载,2. 对基层的要求,足够的刚度和强度，足够的抗水性，与面层相同的横坡， 比面层宽,3. 基层种类,稳定类、粒料类,（三） 垫层,1. 垫层的作用,排水、隔水、防冻、防基层污染、扩散应力,2. 垫层材料,颗粒材料、结合料稳定土,二 路面分类和分级,一 、分类,路面等级,面层类型,适用的公路等级,高级,水泥混凝土、沥青混凝土、厂拌沥青碎石、整齐石块或条石,高速、一级、二级,次高级,沥青贯入碎(砾)石、路拌沥青碎(砾)石、沥青表面处治、半整齐石块,二级、三级,中级,泥结或级配碎(砾)石、水结碎石、不整齐石块、其他粒料,三级、四级,低级,各种改善土，如炉渣土、砾石土和砂砾土,四级,二、分级,按照力学特性分类刚性路面、柔性路面、半刚性路面,按照面层材料分类沥青路面、水泥路面、块料路面、砂石路面,第二节 无机结合料稳定类结构层,一、无机结合料稳定类材料的力学特性,（一）应力应变特性,力学参数（MPa),28天,90天,180天,28天180天,90天180天,R,4.49,5.57,6.33,0.71,0.88,E,p,2093,3097,3872,0.54,0.80,sp,0.413,0.634,0.813,0.51,0.78,E,sp,533,926,1287,0.41,0.72,水泥稳定碎石的力学特性指标与龄期的关系,石灰粉煤灰稳定碎石的力学特性指标与龄期关系,力学参数（MPa),28天,90天,180天,28天180天,90天180天,R,3.10,5.75,8.36,0.37,0.69,E,p,1086,1993,2859,0.38,0.70,sp,0.219,0.536,0.913,0.41,0.59,E,sp,359,960,1720,0.37,0.56,结合料稳定材料的应力-应变特性与原材料的性质、结合料的性质和剂量及密实度、含水量、龄期、温度等有关。,（二）疲劳特性,二灰砂砾(小梁)应力强度比疲劳寿命曲线,散点概率分布曲线,回归的对数疲劳曲线,在一定的应力条件下，整体性材料的疲劳寿命取决于材料的强度和刚度。强度愈大刚度愈小，其疲劳寿命就愈长。,（三）干缩特性,无机结合料稳定材料的干缩特性(最大干缩应变和平均干缩系数)的大小与,结合料的类型、剂量、被稳定材料的类别、粒料含量、小于0.5mm的细颗粒的含量、试件含水量和龄期等有关,。,（四）温缩特性,温度收缩的大小与,结合料类型和剂量、被稳定材料的类别、粒料含量、龄期等有关,。,第三节 石灰稳定类基层（底基层）,（一）石灰稳定土强度形成原理,1.离子交换作用,2.结晶作用,3.火山灰作用,4.碳酸化作用,（二）影响强度的因素,1.土质,2.灰质,塑性指数717的粘性土稳定效果最好；,塑性指数过大的重粘土不宜破碎和拌合，效果变差；,塑性植树小于4的土不宜用石灰稳定；,有机质含量大于10和硫酸盐类含量大于0.8的土不宜用石灰稳定。,石灰细度石灰应是消石灰粉或磨细生石灰粉；,石灰有效活性成分尽量缩短石灰的存放时间，满足有效钙美含量要求,3.石灰剂量,石灰剂量较低(小于34)时，石灰主要起稳定作用，土的塑性、膨胀、吸水量减小，使土的密实度、强度得到改善。随着剂量的增加，强度和稳定性均提高，但剂量超过一定范围时，强度反而降低。生产实践中常用的最佳剂量范围，对于粘性土及粉性土为814；对砂性土则为916。,4.含水量,5.密实度,6.石灰土的龄期,7.养生条件,水促使石灰土发生物理化学变化，形成强度；便于土的粉碎、拌和与压实，并且有利于养生。加入石灰后，土的最佳含水量增加。,石灰土的强度随密实度的增加而增长。实践证明，石灰土的密实度每增减1%，强度约增减4%左右。而密实的石灰土，其抗冻性、水稳定性也好，缩裂现象也少 。,石灰土强度具有随龄期增长的特点。一般石灰土初期强度低，前期(12个月)增长速率较后期为快。1个月抗压强度达到30 ，3个月达到60，设计龄期为6个月。,温度温度高时，物理化学反应、硬化、强度增长快，反之强度增长慢 ；,湿度一定潮湿条件下养生强度的形成比在一般空气中养生要好 。,（三）石灰土的应用,1.低剂量（34 %）用于地基处理，高剂量用于二级以下公路基层或底基层.,2.稳定细粒土不宜直接用作沥青路面的基层;,3.冰冻地区的潮湿路段或其他地区的过湿路段，不宜采用石灰土做基层；,4.不宜用作水泥路面的基层。,（四）石灰土的配合比,结构层位,土类,塑性指数12,塑性指数12,砂砾土、碎石土,基层,513,1016,37,底基层,511,814,石灰土的最佳含水量以击实试验确定，最低的石灰剂量通过7d无侧限抗压强度试验确定,（五）石灰土的施工工艺,1生石灰应在使用前710天进行充分消解成熟石灰粉，熟石灰粉应尽快使用；,2.路拌法或厂拌法拌合，细粒土拌合后闷料12小时，拌压时间不超过2d；,3.现场配合比比实验室配合比提高石灰剂量和含水量1；,4.覆盖保湿养生不少于7d。,各种土类的合理石灰剂量,三、水泥稳定类,（一）强度形成原理,1.水泥的水化作用；,2. 离子交换作用；,3.化学激发作用；,4.碳酸化作用 。,（二）影响强度的因素,1.土质,1）稳定,级配,良好的碎(砾)石和砂砾，效果最好，不但强度高，而且水泥用量少；,2）其次是砂性土，再次之是粉性土和粘性土；,3）重粘土难于粉碎和拌和，不宜单独用水泥来稳定，一般要求土的塑性指数不大于17,2.水泥的成分和剂量,1）硅酸盐水泥的稳定效果好，而铝酸盐水泥较差；,2）不宜用快硬水泥、早强水泥、禁用受潮变质的水泥，不需要使用高标号水泥；,3）高剂量成本高、干缩大，48较为合理；,4）稳定粒料的水泥剂量低于稳定细粒土的剂量。,3.含水量,水泥正常水化所需的水量约为水泥重的20%，对于砂性土，完全水化达到最高强度的含水量较最佳密度的含水量为小；而对于粘性土则相反。,4.施工工艺过程,1）水泥土从开始加水拌和到完成压实的延迟时间要尽可能最短，一般要在6h以内；,2）尽量使用低标号水泥，有时可以使用缓凝剂；,3）需湿法养生 ；,4）养生温度愈高，强度增长的愈快。,（三）水泥稳定类材料的应用,1.水泥稳定砂砾或级配碎石用于各级公路路面基层，尤其适用于水泥路面；,2.水泥稳定细粒土不宜用于二级以上公路的基层。,（四）水泥稳定类的配合比,结构层位,土类,中、粗粒土,塑性指数12,其他细粒土,基层,37,511,816,底基层,26,48,612,配合比设计方法与石灰稳定类相同，水泥稳定粒料的级配应满足相应规范的要求。,（五）水泥稳定类的施工工艺,1.水泥稳定粒料应采用中心拌和厂拌和 ，平地机或混合料摊铺机摊铺；,2. 碾压要在拌合后34h内完成，拌碾时间不应超过6h ；,3.现场配合比比实验室配合比提高水泥剂量和含水量0.51,4.洒水覆盖养生至少3d，养生期结束、应立即浇洒透层油 。,四、工业废渣稳定类,（二）石灰粉+煤灰稳定碎石的配合比,（一）不同工业废渣稳定材料分类及强度形成原理,1.石灰粉+煤灰稳定粒料/细粒土类；,2.石灰+水淬高炉矿渣/钢渣/电石渣稳定粒料类；,3.石灰稳定煤渣类；,4.水泥稳定破碎矿渣类；,5.石灰/水泥稳定媒矸石类。,1.材料,1）使用消石灰，石灰的质量宜符合III级以上技术指标；,2）粉煤灰的烧失量要小于20%，活性成分(SiO,2,、Al,2,O,3,)总含量一般要求超过70% ；,3）颗粒最大粒径高速、一级公路不大于31.5mm，二级以下公路不大于40mm ；,4）石灰工业废渣混合料中粒料重量宜占80%以上，并有良好的级配 。,2.配合比设计,1）混合料的设计方法和步骤参照石灰稳定土进行；,2）混合料的设计强度与石灰土相近；,3）为提高早期强度可掺加少于石灰剂量30的水泥；,4）石灰与粉煤灰的比为1：21：4，石灰粉煤灰与粒料的比为20：8015：85,（三）施工工艺,1）生石灰应在使用前710天进行充分消解成熟石灰粉，熟石灰粉应尽快使用；,2）应采用中心拌和厂拌和 ，平地机或混合料摊铺机摊铺；,3）现场配合比比实验室配合比提高石灰剂量和含水量1；,4）采用振动碾压工艺，提高含水量和加大振动功率可以实现混合料的液化，提高压实效果；,4）覆盖保湿养生不少于7d，养生期结束、应立即浇洒透层油。,五、无机结合料稳定类基层缩裂防治措施,（一）满足强度的情况下，限制结合料用量；,（二）提高混合料中粒料的含量；,（三）严格控制压实标准；,（四）严格控制压实含水量（不宜过高）；,（五）注意初期潮湿养生，尽量在高温季节施工；,（六）及时铺筑上层覆盖；,（七）设置隔离层或格栅。,