路基路面一级建造师

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1、2019/9/26,2019/9/26,2,Engineering of Subgrade and Pavement,2019/9/26,3,第十二章 无机结合料稳定路面 (stabilized pavement of inorganic binder),第一节 概述 第二节 无机结合料稳定材料的力学特性 第三节 石灰稳定类基层（底基层） 第四节 水泥稳定类基层 第五节 工业废渣稳定基层 第六节 半刚性路面面层,2019/9/26,4,第一节 概述,无机结合料稳定路面：在粉碎的或原状松散的土中掺入一定量的无机结合料和水，经拌和得到的混合料在压实与养生后，其抗压强度符合规定要求的材料称为无机结合

2、料稳定材料，以此修筑的路面称为无机结合料稳定路面。 特点：稳定性好，抗冻性强，结构本身成板体，但耐磨性差。广泛用于修筑路面结构的基层和底基层。 半刚性基层：不同的土和无机结合料拌和得到不同的稳定材料，其刚度介于柔性路面材料和刚性路面材料之间，故以此修筑的基层或底基层称为半刚性基层。,2019/9/26,5,12-1 概述,在粉碎的或原状松散的土中掺入一定量的无机结合料(包括水泥、石灰或工业废渣等)和水，经拌和得到的混合料在压实与养生后，其抗压强度符合规定要求的材料称为无机结合料稳定材料，以此修筑的路面称为无机结合料稳定路面。 无机结合料稳定路面具有稳定性好、抗冻性能强、结构本身自成板体等特点，

3、但其耐磨性差，因此广泛用于修筑路面结构的基层和底基层。,2019/9/26,6,2019/9/26,7,粉碎的或原状松散的土按照土中单个颗粒(指碎石、砾石、砂和土颗粒)的粒径的大小和组成，将土分成细粒土、中粒土和粗粒土。不同的土与无机结合料拌和得到不同的稳定材料。例如石灰土、水泥土、水泥砂砾、石灰粉煤灰碎石等。 无机结合料稳定材料种类较多，其物理、力学性质各有特点，使用时应根据结构要求、掺加剂和原材料的供应情况及施工条件进行综合技术、经济比较后选定。 由于无机结合料稳定材料的刚度介于柔性路面材料和刚性路面材料之间，常称此为半刚性材料，以此修筑的基层或底基层亦称为半刚性基层（底基层）。,2019

4、/9/26,8,第二节 无机结合料稳定材料的力学特性,无机结合料稳定材料的材料的应力应变特性 无机结合料稳定材料的疲劳特性 无机结合料稳定材料的干缩特性和收缩特性,2019/9/26,9,12-2 无机结合料稳定材料的力学特性,无机结合料稳定材料的力学特性包括应力-应变关系、疲劳特性、收缩（温缩和干缩）特性。 1无机结合料稳定材料的应力-应变特性。 无机结合料稳定路面的重要特点之一是强度和模量随龄期的增长而不断增长，逐渐具有一定的刚性性质。一般规定水泥稳定类材料设计龄期为三个月，石灰或石灰粉煤灰（简称二灰）稳定类材料设计龄期为六个月。 半刚性材料应力-应变特性试验方法有顶面法、粘贴法、夹具法和

5、承载板法等。试件有圆柱体试件和梁式(分大、中、小梁)试件。试验内容有抗压强度、抗压回弹模量、劈裂强度和劈裂模量、抗弯拉强度和抗弯拉模量等。,2019/9/26,10,12-2 无机结合料稳定材料的力学特性,2 无机结合料稳定材料的疲劳特性 材料的抗压强度是材料组成设计的主要依据，由于无机结合料稳定材料的抗拉强度远小于其抗压强度，材料的抗拉强度是路面结构设计的控制指标。 抗拉强度试验方法有直接抗拉试验、间接抗拉试验和弯拉试验。常用的疲劳试验有弯拉疲劳试验和劈裂疲劳试验。,2019/9/26,11,12-2 无机结合料稳定材料的力学特性,3无机结合料稳定材料的干缩特性 无机结合料稳定材料经拌和压实

6、后，由于水分挥发和混合料内部的水化作用，混合料的水分会不断减少。由此发生的毛细管作用、吸附作用、分子间力的作用、材料矿物晶体或凝胶体间层间水的作用和碳化收缩作用等会引起无机结合料稳定材料体积收缩。 描述材料干缩特性的指标主要有干缩应变、干缩系数、干缩量、失水量、失水率和平均干缩系数。,2019/9/26,12,12-2 无机结合料稳定材料的力学特性,4半刚性材料的温度收缩特性 半刚性材料是由固相(组成其空间骨架的原材料的颗粒和其间的胶结物)、液相(存在于固相表面与空隙中的水和水溶液)和气相(存在于空隙中的气体)组成。所以，半刚性材料的外观胀缩性是三相的不同的温度收缩性的综合效应的结果。一般气相

7、大部分与大气贯通，在综合效应中影响较小，可以忽略，原材料中砂粒以上颗粒的温度收缩系数较小，粉粒以下的颗粒温度收缩性较大。 半刚性材料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。,2019/9/26,13,12-3 石灰稳定类基层（底基层）,在粉碎的土和原状松散的土(包括各种粗、中、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，其抗压强度符合规定要求的路面基层称为石灰稳定类基层。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基层（底基层）。 石灰剂量是石灰质量占全部土颗粒的干质量的百分率，即石灰剂量石灰质量干

8、土质量。 石灰稳定类材料适用于各级公路路面的底基层，可用作二级和二级以下公路的基层，但石灰土不应用作高等级公路的基层。,2019/9/26,14,12-3 石灰稳定类基层（底基层）,1石灰稳定土强度形成原理 在土中掺入适量的石灰，并在最佳含水量下拌匀压实，使石灰与土发生一系列的物理、化学作用，从而使土的性质发生根本的变化。一般分四个方面，第一是离子交换作用，第二是结晶硬化作用，第三是火山灰作用，第四是碳酸化作用,2019/9/26,15,12-3 石灰稳定类基层（底基层）,2影响强度的因素 1)土质 各种成因的土都可以用石灰来稳定，但生产实践说明，粘性土较好，其稳定的效果显著，强度也高。当采用

9、高液限粘土时施工不易粉碎；采用粉性土的石灰土早期强度较低，但后期强度也可满足行车要求；采用低液限土质时易拌和，但难以碾压成型，稳定的效果不显著。采用的土质，既要考虑其强度，还要考虑到施工时易于粉碎便于碾压成型。一般采用塑性指数1218(100g平衡锥测液限，搓条法测塑限)的粘性土为好。塑性指数偏大的粘性土，要加强粉碎，粉碎后，土中1525mm的土块不宜超过5%。经验证明塑性指数小于12的土不宜用石灰稳定。对于硫酸盐类含量超过0.8%或腐殖质含量超过10%的土，对强度有显著影响，不宜直接采用。,2019/9/26,16,12-3 石灰稳定类基层（底基层）,2)灰质 石灰应是消石灰粉或生石灰粉，对

10、高速公路或一级公路宜用磨细生石灰粉。 石灰质量应符合III级以上的技术指标，并要尽量缩短石灰的存放时间。在同等石灰剂量下，质量好的石灰，稳定效果好。如采用质量差的石灰，为了满足石灰土的技术要求，就得适当增加石灰剂量。,2019/9/26,17,12-3 石灰稳定类基层（底基层）,3)石灰剂量 石灰剂量对石灰土强度影响显著，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。剂量的确定应根据结构层

11、技术要求进行混合料组成设计。,2019/9/26,18,12-3 石灰稳定类基层（底基层）,4)含水量 水是石灰土的重要组成部分。它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。不同土质的石灰土有不同的最佳含水量。需通过标准击实试验确定，并用以控制施工中的实际加水量，所用水应是干净可供饮用的水。,2019/9/26,19,12-3 石灰稳定类基层（底基层）,5)密实度 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。,2019/9/26,20,12-3 石灰稳定类基

12、层（底基层）,6)石灰土的龄期 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。石灰土强度与龄期关系可表示为： Rt=Rit （12-2） 式中：Ri一个月龄期抗压强度 Rtt个月龄期抗压强度 系数，约为0.10.5。,2019/9/26,21,12-3 石灰稳定类基层（底基层）,7)养生条件 养生条件主要指温度与湿度。养生条件不同，其强度也有差异。当温度高时，物理化学反应、硬化、强度增长快，反之强度增长慢，在负温条件下甚至不增长，因此，要求施工期的最低温度应在5以上，并在第一次重冰冻(-35)到来之前1个月1个半月完成。 多年的施工经验证明，热季施工

13、的灰土强度高，质量可以保证，一般在使用中很少损坏。 养生的湿度条件对石灰土的强度也有很大影响。实践证明：在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。,2019/9/26,22,12-3 石灰稳定类基层（底基层）,3石灰土基层的应用 石灰稳定土不但具有较高的抗压强度，而且也具有一定的抗弯强度，且强度随龄期逐渐增加。因此，石灰稳定土一般可以用于各类路面的基层或底基层。但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，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，也不宜采用石灰土做基层。,2019/9/26,23,12-3 石灰稳定类基层（底基层）,4石灰

14、稳定土基层缩裂防治 石灰稳定土基层防治缩裂的措施有： 1)控制压实含水量：石灰稳定土因含水量过多产生的干缩裂缝显著，因而压实时含水量一定不要大于最佳含水量，其含水量应略小于最佳含水量。 2)严格控制压实标准，实践证明，压实度小时产生的干缩要比压实度大时严重，因此，应尽可能达到最大压实度。 3)温缩的最不利季节是材料处于最佳含水量附近，而且温度在0-10时。因此施工要在当地气温进入0前一个月结束，以防在不利季节产生严重温缩。 4)干缩的最不利情况是石灰稳定土成型初期，因此，要重视初期养护。保证石灰土表面处于潮湿状况，禁防干晒。,2019/9/26,24,12-3 石灰稳定类基层（底基层）,5)石

15、灰稳定土施工结束后要及早铺筑面层，使石灰土基层含水量不发生大变化，可减轻干缩裂隙。 6)在石灰稳定土中掺加集料(砂砾、碎石等)，使其集料含量为6070%，使混合料满足最佳组成要求，不但提高强度和稳定性，而且具有较好的抗裂性。 7)基层的缩裂会反射到面层，为了防止基层裂缝的反射，国内外常采取以下措施： (1)设置联结层。设置沥青碎石或沥青贯入式联结层，是防止反射裂缝的有效措施。 (2)铺筑碎石隔离过渡层。在石灰土与沥青面层间铺筑厚1020cm的碎石层或玻璃纤维网格，可减轻反射裂缝出现。,2019/9/26,25,12-4 水泥稳定类基层,1概述 在粉碎的或原状松散的土(包括各种粗、中、细粒土)中

16、，掺入适当水泥和水，按照技术要求，经拌和摊铺，在最佳含水量时压实及养护成型，其抗压强度符合规定要求，以此修建的路面基层称水泥稳定类基层。当用水泥稳定细粒土(砂性土、粉性土或粘性土)时，简称水泥土。,2019/9/26,26,12-4 水泥稳定类基层,水泥是水硬性结合料，绝大多数的土类(高塑性粘土和有机质较多的土除外)都可以用水泥来稳定，改善其物理力学性质，适应各种不同的气候条件与水文地质条件。水泥稳定类基层具有良好的整体性、足够的力学强度、抗水性和耐冻性。其初期强度较高，且随龄期增长而增长，所以应用范围很广。近年来，在我国一些路面工程中，水泥稳定土可用于路面结构的基层和底基层，在保证路面使用品质上取得了满意的效果。但水泥土禁止作为高速公路或一级公路路面的基层，只能用做底基层。在高等级公路的水泥混凝土路面板下，水泥土也不应做基层。,2019/9/26,27,12-4 水泥稳定类基层,2强度形成原理 在利用水泥来稳定土的过程中，水泥、土和水之间发生了多种非常