基层、底基层材料试验检测方法解析

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1、基层、底基层材料试 验检测方法 概述 公路路面基层、底基层按材料力学行为可划分为 半刚性类、柔性类和刚性类，按材料组成可划分 为有结合料稳定类和无粘结粒料类。高等级公路 路面基层、底基层目前采用较广泛的是无机结合 料稳定类，即半刚性基层、底基层材料世界其 他国家及我国部分公路应用了柔性基层。 概述 半刚性基层、底基层的种类包含水泥稳定类、石灰 工业废渣类（石灰粉煤灰、石灰钢渣等）、石灰稳 定类及综合稳定类（水泥粉煤灰、水泥石灰稳定类 等）。柔性基层、底基层的种类可分为有机结合料 稳定类（沥青碎石、沥青贯入等）和无粘结粒料类 （级配碎石、级配砾石、填隙碎石、级配砾碎石类 等）。刚性基层类包括贫混

2、凝土基层、水泥混凝土 基层以及连续配筋水泥混凝土基层。 工程应用 半刚性材料、无粘结粒料类材料根据性能要求和 设计标准，可运用于各级公路基层和底基层，而刚 性基层一般适用于重交通（BZZ-l00kN累计标准轴 次10002000万次车道）、特重交通（BZZ- 100kN累计标准轴次大于2000万次车道）或有 特殊使用要求的路面基层。 基层、底基层材料技术要求 半刚性类基层、底基层组成材料的技术要求 1水泥稳定类基层、底基层组成材料要求 水泥稳定类材料包括水泥稳定级配碎石、级配砂 砾、未筛分碎石、石屑、土、碎石土、砂砾土等， 以及经加工、性能稳定的钢渣和矿渣等。 （l）对细粒土而言，土的均匀系数

3、应大于5，液限不应 超过40,塑性指数不应大于17。实际工作中，宜选用均 匀系数大于10，塑性指数小于12的土。塑性指数大于 17的土，宜采用石灰稳定，或用水泥和石灰综合稳定。 有机质含量超过2的土，必须先用石灰进行处理，闷 料一夜后再用水泥稳定。硫酸盐含量超过0.25%的土， 不应用水泥稳定。 1水泥稳定类基层、底基层组成材料要求 （2）集料的压碎值要求 基层： 高速公路和一级公路不大于30% 二级和二级以下公路不大于35% 底基层： 高速公路和一级公路不大于30% 二级和二级以下公路不大于40% (3)集料的级配要求 高速公路、一级公路宜将骨架密实型水泥稳定材 料用于基层或上基层，并选用相

4、应级配范围进行混 合料设计。也可通过试验按逐级填充的方法，并进 行空隙体积的检验，使细集料加水泥的压实体积等 于或接近粗集料的空隙体积。各级公路均可将悬浮 密实型水泥稳定类材料用于基层、底基层。基层材 料的集料最大粒径应不大于31.5mm，底基层最犬 粒径不大于37.5mm。集料级配范围宜符合相关级 配范围。 (4)普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅 酸盐水泥都可用于稳定土，但应选用初凝时间4h以 上和终凝时间应在6h以上的水泥。不得使用快硬水 泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥。宜采用强度 等级为32 5或425的水泥。 石灰工业废渣类材料包括石灰粉煤灰碎石（二灰碎石 ）、石灰粉煤灰砂

5、砾（二灰砂砾）、石灰粉煤灰土（二灰 土）、石灰粉煤灰（二灰）、石灰粉煤灰砂（二灰砂）、 石灰粉煤灰矿渣（二灰矿渣、石灰钢渣）等。 （1）石灰 石灰质量应符合级消石灰或m级生石灰的技术指标 ，应尽量缩短石灰的存放时间，如存放时间较长时，应采 取覆盖封存措施，妥善保管。 2 石灰工业废渣类基层、底基层组成材料的技 术要求 (2)粉煤灰 粉煤灰中SiO2、Al2O3 Fe2 O3的总含量应大于70%，烧 失量不应超过20%；其比表面积宜大于2500cm2/g(或90% 通过0.3mm筛孔， 70%通过0.075mm 筛孔）。 干粉煤灰和湿粉煤灰都可以应用。湿粉煤灰的含水量不宜 超过35%。 (3）煤

6、渣 煤渣的最大粒径不应大于30mm，颗粒组成宜有一定级 配，且不宜含杂质。 (4）土 宜采用塑性指数为1220的粘性土（亚粘土）；土块的最 大粒径不应大于15mm；有机质含量超过10%的土不宜选用 。 (5)集料的压碎值要求 同水泥稳定类。 (6)集料的级配要求 当高速公路、一级和二级公路将骨架密实型石灰粉煤灰稳 定集料用于上基层或基层时，集料级配符合级配范围的要求。 也可通过试验按逐级填充的方法设计，并要求检验细集料加石 灰粉煤灰的压实体积等于或接近粗集料的空隙体积。 石灰稳定类材料包括石灰稳定土（石灰土）、天然砂砾土（ 石灰砂砾土）、天然碎石土（石灰碎石土）以及用石灰土稳定级配 砂砾（砂砾

7、中无土）、级配碎石和矿渣等。 （1）土 塑性指数为1520的粘性土以及含有一定数量粘性土的中粒 土和粗粒土均适于用石灰稳定。 用石灰稳定无塑性指数的级配砂砾、级配碎石和未筛分碎石时， 应添加15%左右的粘性土。 塑性指数在15以上的粘性土更适于用石灰和水泥综合稳定。 塑性指数在10以下的亚砂土和砂土用石灰稳定时，应采取适 当的措施或采用水泥稳定。 硫酸盐含量超过0.8%和有机质含量超过10%的土，不宜用 石灰稳定。 3石灰稳定类基层、底基层组成材料的技术 要求 (2）石灰的技术要求 同石灰工业废渣稳定类。对于高速公路和一级公 路，宜采用磨细石灰粉。 (3)集料的压碎值要求 同水泥稳定类。 综合

8、稳定类包括水泥石灰综合稳定类和水泥粉煤灰综合 稳定类等。 采用水泥稳定碎石土、砾石土或含泥量大的砂、砂砾时 ，宜掺入一定剂量的石灰进行综合稳定，当水泥用量占结 合料总质量的30%以上时，应按水泥稳定类进行设计， 否则按石灰稳定类设计。 水泥稳定粒径较均匀且为不含或含细料很少的砂砾、碎 石以及不含土的砂时，宜在集料中填加20%40的粉 煤灰，或添加剂量为10%12%的石灰土进行综合稳定 。 4.综合稳定类基层、底基层组成材料的技术要 求 5半刚性类混合料强度及压实度标准 半刚性材料配合比设计，应根据重型击实标准 制件，在非冻区25条件下湿养6d,浸水1d，进行 7d龄期的无侧限抗压强度试验，其试

9、件的压实度和 7d无侧限抗压强度代表值应满足相关要求。 二、柔性类基层、底基层组成材 料的技术要求 有机结合料沥青稳定类材料包括热拌沥青混合料或乳化沥青 碎石混合料、沥青贯入碎石等。 无粘结粒料类材料包括级配碎石、级配砾石、符合级配的天 然砂砾、部分砾石经轧制掺配而成的级配砾碎石，以及泥结碎 石、泥灰结碎石、填隙碎石等。 不同的柔性基层适用于不同的公路等级和层位。沥青稳定类 材料可用于高速公路、一级和二级公路的基层或调平层。级配 碎石适用于各级公路的基层和底基层，也可用于沥青面层与半 刚性基层之间的过渡层。级配砾石、级配碎砾石以及符合级配 、塑性指数等技术要求的天然砂砾，可用于二级和二级以下公

10、 路的基层，也可用于各级公路的底基层。填隙碎石可用于二级 以下公路的底基层。 1有机结合料沥青稳定类材料的技术要求 见沥青和沥青混合料试验检测技术。 2无粘结粒料类材料的技术要求 集料中针、片状颗粒的总含量应不超过20%。 石料的压碎值要求、集料的级配范围、填隙碎石 、材料粗碎石及填隙料的颗粒组成见相应规范。 基层、底基层混合料组成设计方法 半刚性基层、底基层材料的组成设计主要是根据 强度标准，通过试验选取合适的集料或土及其他原 材料，确定必需的或最佳的结合料剂量，以及确定 混合料的最佳含水量和最大干密度。 无粘结粒料类材料强度主要来源于集料本身强度 及集料颗粒之间的嵌挤力，因此，除应保证高质

11、量 的集料外，还应使集料具有良好的级配。混合料的 组成设计主要是确定集料的级配及混合料的最佳含 水量和最大干密度。 1.一般规定 （1)各级公路用水泥稳定类材料的7d浸水抗压强度 应符合相应规定。 (2)水泥稳定类材料的组成设计应根据强度标准，通 过试验选取最宜于稳定的材料，确定必需的水泥剂量 和混合料的最佳含水量，在需要改善混合料的物理力 学性质时，还应确定掺加料的比例。 (3)综合稳定类材料的组成设计应通过试验选取最宜 于稳定的材料，确定必需的水泥和石灰剂量以及混合 料的最佳含水量。 一、水泥稳定类混合料组成设计 (4）采用综合稳定时，如水泥用量占结合料总量的 30%以上，应按本节的技术要

12、求进行组成设计。水 泥和石灰的比例宜取60:40,50:50和40:600 (5)水泥稳定类材料的各项试验应按公路工程无 机结合料稳定材料试验规程（JTJ 057-94）进行 。 (1)在水泥稳定土层施工前，应取所定料场中有代 表性的土样按公路土工试验规程（JTJ051-93 ）进行试验，包括颗粒分析、液限和塑性指数、相 对密度、击实试验、碎石或砾石的压碎值、有机质 含量（必要时做）、硫酸盐含量（必要时做）。 (2)对级配不良的碎石、碎石土、砂砾、砂砾土、 砂等，宜改善其级配。 (3)应检验水泥的标号和终凝时间。 2原材料的试验 （1)分别配制5种水泥剂量同一种土样、不同水泥剂量的混 合料。

13、(2)确定各种混合料的最佳含水量和最大干密度，至少应做 3个不同水泥剂量混合料的击实试验，即最小剂量、中间剂 量和最大剂量。其他2个剂量混合料的最佳含水量和最大干 密度用内插法确定。 (3)按规定压实度分别计算不同水泥剂量的试件应有的干密 度。 3混合料的设计步骤 (4)按最佳含水量和计算得到的干密度制备试件。进行强度 试验时，作为平行试验的最少试件数量应不少于规定的数量 。如试验结果的偏差系数大于表中规定的值，则应重做试验 ，并找出原因，加以解决。如不能降低偏差系数，则应增加 试件数量。 (5)试件在规定温度下保湿养生温度6d,浸水2flh后，按 公路工程无机结合料稳定材料试验规程（JTJ

14、057-94） 进行无侧限抗压强度试验。 (6)计算试验结果的平均值和偏差系数。 (7)根据强度标准，选定合适的水泥剂量，此剂量试件室 内试验结果的平均抗压强度履应符合规定的要求。 (8)工地实际采用的水泥剂量应比室内试验确定的剂量多 0.3%1.0%。采用集中厂拌法施工时可只增加0 .3 0.5；采用路拌法施工时，宜增加1。 (9)水泥的最小剂量应符合规定。 （10）水泥改善土的塑性指数应不大于6，承载比应不小于 240。综合稳定类材料的组成设计与上述步骤相同。 1.一般规定 （1)石灰工业废渣稳定类材料的7d浸水抗压强度应符合规 定。 (2)石灰工业废渣稳定类材料组成设计应根据强度标准，通

15、 过试验选取最宜于稳定的材料，确定石灰与粉煤灰或石灰与煤 渣的比例，确定石灰粉煤灰或石灰煤渣与土的质量比例，确定 混合料的最佳含水量。 (3)对于CaO含量为2%6%的硅铝粉煤灰，采用石灰粉 煤灰作基层或底基层时，石灰与粉煤灰的比例可以是1:2 1:9。 二、石灰工业废渣类混合料组成设计 (4)采用二灰土作基层或底基层时，石灰与粉煤灰的比例可 为1:21:4(对于粉土，以1：2为宜），石灰粉煤灰与细粒 土的比例可以是30:7090:100采用此比例时，石灰 与粉灰之比宜为1:21:3。 (5)采用二灰级配集料作基层时，石灰与粉煤灰的比例可 为1:21:4,石灰粉煤灰与集料的比例应是20:801

16、5:85 。 (6)采用石灰煤渣作基层或底基层时，石灰与煤渣 的比例可为20:8015:85。 (7)采用石灰煤渣土作基层或底基层时，石灰与煤渣的比例 可为1：11:4,石灰煤渣与细粒土的比例可以是1：11:4。 混合料中石灰不应少于10%，或通过试验选取强度较高的配合 比。 (8)采用石灰煤渣集料作基层或底基层时，石灰：煤渣：集 料可为(79)：(2633）：（6758)。 (9)为提高石灰工业废渣的早期强度，可外加12%的水 泥。 （10）各种混合料的各项试验应按公路工程无机结合料稳 定材料试验规程（JTJ 057-94）进行。 2原材料的试验 在石灰工业废渣稳定土施工前，应取有代表性的样品进 行下列试验： 土的颗粒分析；液限和塑性指数；石料的压碎值试验； 有机质含量（必要时做）；石灰的有效钙和氧化镁含量；收 集或试验粉煤灰的化学成分、细度和烧失量。 3混合料的设计步骤 (1)制备不同比例的石灰粉煤灰混合料（如10：90,15： 85,20：80,25：75,30：70,35