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1、石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University路面施工技术石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University稳定类基层施工技术石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University一一. .稳定土的定义及组成材料稳定土的定义及组成材料 n n定定义义：在在各各种种粉粉碎碎或或原原来来松松散散的的土土、或或矿矿质质碎碎
2、（砾砾）石石、或或工工业业废废渣渣中中，掺掺入入一一定定数数量量的的无无机机结结合合料料（如如石石灰灰、水水泥泥）及及水水，经经拌拌和和得得到到的的混混合合料料，经经压压实实及及养养生生后后，具具有有一一定定的的强强度度和和稳稳定定性性，在在广广义义上上统统称称为为无无机机结结合合料料稳稳定定类类混混合合料料，或无机结合料稳定土。或无机结合料稳定土。无机结合料稳定材料又称为无机结合料稳定材料又称为“半刚性材料半刚性材料”石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University二二. . 稳定土使用范围及分类
3、稳定土使用范围及分类n n使用范围：适用于路面的基层及底基层，不适用于路面的面层。n n稳定土分类：按所用结合料可分为以下几种：1）石灰稳定土；2）水泥稳定土；3）沥青稳定土；4）石灰稳定工业废渣；5）综合稳定土等石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University二二. . 稳定土适用范围及分类稳定土适用范围及分类按结合料类型分：按结合料类型分：n n水泥稳定材料水泥稳定材料（水泥稳定碎石等）（水泥稳定碎石等）n n石灰稳定材料石灰稳定材料（石灰土等）（石灰土等）n n石灰工业废渣稳定材石灰工业废渣稳
4、定材料料（石灰粉煤灰碎石，简（石灰粉煤灰碎石，简称二灰碎石）称二灰碎石）按土的颗粒组成分：按土的颗粒组成分：n n稳定粗粒土稳定粗粒土（二灰稳定碎石等，常（二灰稳定碎石等，常用做基层）用做基层）n n稳定中粒土稳定中粒土（水泥稳定砂砾等，常（水泥稳定砂砾等，常用做基层）用做基层）n n稳定细粒土稳定细粒土（二灰稳定土等，常用（二灰稳定土等，常用做底基层）做底基层）分类：石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University无机结合料稳定混合料半刚性基层材料石灰水泥工业废渣砂砾土碎石土矿渣集料细粒土中粒土粗
5、粒土石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University 路面基层材料的类型粒料类：级配型集料、填隙碎石结合料稳定类：有机结合料沥青混和料无机结合料：石灰稳定类水泥稳定类水泥石灰稳定类石灰工业废渣稳定类 三、相关知识拓展三、相关知识拓展石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University 三、相关知识拓展三、相关知识拓展n n无机结合料稳定材料无机结合料稳定材料n n在破碎的或原来松散的在破碎的或原来松散的土（包
6、括各种粗、中、土（包括各种粗、中、细粒土）中，掺入足量细粒土）中，掺入足量的的水泥水泥、石灰或工业废石灰或工业废渣材料渣材料和水，经拌和得和水，经拌和得到的混合料，在压实和到的混合料，在压实和养生后，养生后，抗压强度抗压强度符合符合规定要求的混合料。规定要求的混合料。n n半刚性材料半刚性材料n n用水泥、石灰等无机结用水泥、石灰等无机结合料处治的土或碎（砾）合料处治的土或碎（砾）石及含有水硬性结合料石及含有水硬性结合料的工业废渣铺筑的基层，的工业废渣铺筑的基层，前期具有柔性路面的性前期具有柔性路面的性质，后期强度和刚度有质，后期强度和刚度有大幅度的增长，但仍远大幅度的增长，但仍远小于水泥混凝
7、土。小于水泥混凝土。 强度来源强度特征石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University三、相关知识拓展三、相关知识拓展沥青混合料、级配碎石无机结合料稳定材料水泥混凝土25000刚性由于无机结合料稳定材料的刚度介于柔性和刚性之间，因此也被称为“半刚性材料”。“半刚性”的由来石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University 四、四、结构定位结构定位及功能及功能大多用做沥青路面或水泥大多用做沥青路面或水泥路面的
8、基层或底基层。路面的基层或底基层。面层面层沥青混凝土沥青混凝土水泥混凝土水泥混凝土基层基层无机结合料稳定无机结合料稳定材料材料底基层底基层无机结合料稳定无机结合料稳定材料材料土基土基压实土压实土改善土改善土最适合这两个层次的工作！石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University四、四、结构定位结构定位及功能及功能承受车辆荷载的作承受车辆荷载的作用，起主要承重层用，起主要承重层的作用；的作用； 优化材料设计，尽优化材料设计，尽量减小路面的反射量减小路面的反射裂缝；裂缝；优化材料设计，增优化材料设计，增
9、强抵抗水损害的能强抵抗水损害的能力。力。面层面层沥青混凝土沥青混凝土水泥混凝土水泥混凝土基层基层无机结合料稳定无机结合料稳定材料材料底基层底基层无机结合料稳定无机结合料稳定材料材料土基土基压实土压实土改善土改善土石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University四、四、结构定位结构定位及主要功能及主要功能路面裂缝基层开裂在荷载和温度的反复作用下，无机结合料基层上的裂缝逐渐向上反射，形成沥青路面的裂缝。无机结合料稳定材料基层为什么会开裂？为什么说反射裂缝不可避免？沥青路面主要病害之一：反射裂缝石家庄铁道
10、大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University四、四、结构定位结构定位及功能及功能在沥青路面上产生反射裂缝后，水沿裂缝面逐渐渗入基层顶面，在高速车载的作用下，高压水流不断冲刷无机结合料稳定材料基层上的细小颗粒，逐渐泵吸到路面，形成唧泥。路面唧泥为什么无机结合料稳定材料基层沥青路面上的水损害比较严重？采取哪些措施可以尽量避免这种破坏的发生？沥青路面主要病害之二：水损害石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University
11、石灰的技术指标石灰的技术指标(JTJ 034-2000,(JTJ 034-2000,表表4.2.2)4.2.2)类别与指标类别与指标项目项目钙质生石灰钙质生石灰镁质生石灰镁质生石灰钙质消石灰钙质消石灰镁质消石灰镁质消石灰IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII有效钙加氧化镁（有效钙加氧化镁（%） 858070807565656055605550未消解残渣（未消解残渣（5mm圆孔筛圆孔筛的筛余）（的筛余）（%） 71117101420含水量（含水量（%） 444444细度细度0.71mm方孔筛筛余方孔筛筛余（%） 0110110.125mm方孔筛累方孔筛累计筛余（计筛余（%） 13201
12、320钙镁石灰的分类界限，钙镁石灰的分类界限，MgO含量含量(%) 5 5 4 4石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University1 1、土质、土质n n对于石灰稳定土和石灰粉煤灰稳定土，用塑性指数为对于石灰稳定土和石灰粉煤灰稳定土，用塑性指数为10%20%10%20%的粘性土较适宜，不适宜用塑性指数小于的粘性土较适宜，不适宜用塑性指数小于10%10%的低塑性土及重粘土。的低塑性土及重粘土。n n对于水泥稳定土，可用各种砂砾、粉土和粘土，但级配对于水泥稳定土，可用各种砂砾、粉土和粘土，但级配良好的粗
13、、中颗粒的土比单纯粘性土较适宜。良好的粗、中颗粒的土比单纯粘性土较适宜。2 2、稳定剂品种及用量、稳定剂品种及用量n n当采用石灰稳定剂时，必须测定石灰中有效氧化钙和氧当采用石灰稳定剂时，必须测定石灰中有效氧化钙和氧化镁的含量，宜用技术等级为化镁的含量，宜用技术等级为3 3级以上的石灰。级以上的石灰。n n用水泥稳定时，硅酸盐水泥比铝酸盐水泥效果好一些，用水泥稳定时，硅酸盐水泥比铝酸盐水泥效果好一些，不宜采用快硬或早强水泥。不宜采用快硬或早强水泥。n n水泥稳定土的强度随水泥剂量增加而增加，石灰稳定土水泥稳定土的强度随水泥剂量增加而增加，石灰稳定土的强度则存在一个最佳石灰剂量值，超过或低于此值
14、，的强度则存在一个最佳石灰剂量值，超过或低于此值，石灰稳定土的强度则降低。石灰稳定土的强度则降低。 五、影响稳定土强度的因素石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University3.含水量n n存在一个最佳含水量。存在一个最佳含水量。4.密实度n n希望密实度越大越好。希望密实度越大越好。5.施工时间长短的影响n n主要针对水泥稳定土，要求其从开始加水到完主要针对水泥稳定土，要求其从开始加水到完全压实的时间尽可能短，一般不要超过全压实的时间尽可能短，一般不要超过6h6h。6.养生条件n n稳定土必须在适当
15、的温度、湿度下养护，其强稳定土必须在适当的温度、湿度下养护，其强度才会不断提高。度才会不断提高。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University六、施工工艺及控制六、施工工艺及控制n n1.基本过程n n混合料拌和（拌和机）混合料拌和（拌和机）n n混合料运输（自卸卡车）混合料运输（自卸卡车）n n混合料摊铺（摊铺机）混合料摊铺（摊铺机）n n混合料碾压（压路机）混合料碾压（压路机）n n横缝、纵缝设置横缝、纵缝设置n n质量管理及验收质量管理及验收n n养生及交通管制养生及交通管制石家庄铁道大学交
16、通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University2.2.混合料拌和混合料拌和n n（1 1）备料）备料n n贮料场地硬化贮料场地硬化n n集料分别堆放集料分别堆放n n细集料加盖雨棚细集料加盖雨棚n n（2 2）上料）上料n n按比例控制各料斗上料按比例控制各料斗上料速度速度n n控制进水速度控制进水速度n n（3 3）拌和）拌和n n及时进行拌和及时进行拌和n n检查拌和均匀性、在线检查拌和均匀性、在线配合比配合比拌和运输摊铺碾压接缝质量养生石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and
17、Transportation SJZ Tiedao University3.3.混合料运输混合料运输n n（1 1）备车）备车n n大吨位自卸卡车大吨位自卸卡车 n n（2 2）装车）装车n n清洗车厢清洗车厢n n不允许自由跌落不允许自由跌落 n n应前后移动装料，防应前后移动装料，防止离析止离析n n（3 3）运输）运输n n尽快运输到现场尽快运输到现场n n覆盖篷布，尽量减少覆盖篷布，尽量减少水分损失水分损失拌和运输摊铺碾压接缝质量养生石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University4.4.混
18、合料摊铺混合料摊铺n n（1 1）检查）检查n n下承层表面，并洒水湿下承层表面，并洒水湿润润n n摊铺机运转情况摊铺机运转情况n n调整好传感器臂与控制调整好传感器臂与控制线的关系（控制高程）线的关系（控制高程） n n（2 2）摊铺）摊铺n n宜连续摊铺，禁止停机宜连续摊铺，禁止停机待料待料 n n适宜速度：适宜速度：1m/min1m/min左右左右 n n列队方式：两台梯队摊列队方式：两台梯队摊铺铺n n离析处理：及时消除粗离析处理：及时消除粗集料集料“ “窝窝 ” ”n n检查：摊铺均匀性检查：摊铺均匀性拌和运输摊铺碾压接缝质量养生石家庄铁道大学交通运输学院 School of Tra
19、ffic and Transportation SJZ Tiedao University4.4.混合料碾压混合料碾压n n（1 1）碾压）碾压n n压路机紧跟摊铺机压路机紧跟摊铺机n n合适碾压长度：合适碾压长度：50m-80m50m-80mn n合适碾压顺序：静压合适碾压顺序：静压轻振轻振重振重振胶轮胶轮静压静压静压静压n n合适碾压速度：（合适碾压速度：（1.5-1.5-1.71.7）km/h km/h （1.8-2.21.8-2.2）km/h km/h n n静压要充分，振压不起浪、静压要充分，振压不起浪、不推移不推移n n碾压时应重叠碾压时应重叠1/21/2轮宽，结束轮宽，结束时应无
20、明显轮迹时应无明显轮迹 n n压路机禁止刹车压路机禁止刹车n n（2 2）检测）检测n n灌砂法检测灌砂法检测压实度压实度拌和运输摊铺碾压接缝质量养生石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University画图5.5.横缝、纵缝设置横缝、纵缝设置n n（1）横缝设置n n中断施工超过中断施工超过2h2h，应设置横缝，应设置横缝 n n纵向用三米直尺定出横缝位置纵向用三米直尺定出横缝位置n n横缝断面：竖向平面横缝断面：竖向平面n n横缝碾压：横向碾压，逐渐过渡到新铺层，横缝碾压：横向碾压，逐渐过渡到新铺层，
21、然后进行正常的碾压然后进行正常的碾压n n（2）横缝检测n n纵向平整度纵向平整度 拌和运输摊铺碾压接缝质量养生石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University5.5.横缝、纵缝设置横缝、纵缝设置n n（3）纵缝设置n n相邻车道摊铺时间相差相邻车道摊铺时间相差1h1h以上设置（尽可能以上设置（尽可能采用两台摊铺机梯队摊铺）采用两台摊铺机梯队摊铺） n n摊铺时采用钢模或平整的枕木摊铺时采用钢模或平整的枕木n n纵缝位置：相邻车道线上纵缝位置：相邻车道线上n n纵缝碾压：采用正常的纵向碾压方式纵缝碾
22、压：采用正常的纵向碾压方式n n（4）纵缝检测n n横向平整度横向平整度 拌和运输摊铺碾压接缝质量养生石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University6.6.质量检查与验收质量检查与验收检查项目检查项目质量要求质量要求检查规定检查规定备注备注要求值或容许误差要求值或容许误差质量要求质量要求最低频率最低频率方法方法压实度压实度（）（）不小于不小于98符合技术规范要求符合技术规范要求4处处/200米米/层层每处每车道测一点，每处每车道测一点，用灌砂法检查，采用灌砂法检查，采用重型击实标准用重型击实标准平
23、整度（平整度（mm）8平整、无起伏平整、无起伏2处处/200米米用三米直尺连续量用三米直尺连续量10尺，每尺取最大尺，每尺取最大间隙间隙纵横高程（纵横高程（mm）5，-10平整顺适平整顺适1断面断面/20米米每断面每断面35点用水准点用水准仪测量仪测量厚度（厚度（mm）代表值代表值-8均匀一致均匀一致1处处/200米米/车道车道每处每处3点，路中及边点，路中及边缘任选挖坑丈量缘任选挖坑丈量合格值合格值-15宽度（宽度（mm）不小于设计不小于设计边缘线整边缘线整 齐，顺适，齐，顺适，无曲折无曲折1处处/40米米用皮尺丈量用皮尺丈量横坡度（）横坡度（）0.33个断面个断面/100米米用水准仪测量用
24、水准仪测量结合料剂量结合料剂量()0.5每每2000m26个以上个以上样品样品EDTA滴定滴定及总量校核及总量校核拌和机拌和后取样拌和机拌和后取样级配级配符合规范范围符合规范范围每每2000m21次次水洗筛分水洗筛分拌和机拌和后取样拌和机拌和后取样强度（强度（MPa）3-5或或0.8-1.1符合设计要求符合设计要求2组每天组每天7天浸水抗压强度天浸水抗压强度上、下午各一组上、下午各一组含水量（）含水量（）2最佳含水量最佳含水量随时随时烘干法烘干法外观要求外观要求表面平整密实，无浮石，弹簧现象；表面平整密实，无浮石，弹簧现象；无明显压路机轮迹。无明显压路机轮迹。拌和运输摊铺碾压接缝质量养生石家庄
25、铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University7.7.养生及交通管制养生及交通管制n n（1 1）养生）养生n n碾压结束，应立即进行质量碾压结束，应立即进行质量检查，并进行养生检查，并进行养生 n n养生方法：应将麻布或透水养生方法：应将麻布或透水无纺土工布湿润，然后人工无纺土工布湿润，然后人工覆盖在碾压完成的基层顶面。覆盖在碾压完成的基层顶面。覆盖覆盖2 2小时后，再用洒水车小时后，再用洒水车洒水，或用塑料薄膜覆盖养洒水，或用塑料薄膜覆盖养生。生。 n n洒水方式：洒水车的喷头要洒水方式：洒水车的喷
26、头要用喷雾式，不得用高压式喷用喷雾式，不得用高压式喷管管 n n养生期：水泥稳定类养生期：水泥稳定类7d7d，二，二灰稳定类灰稳定类28d28dn n（2 2）交通管制）交通管制n n在养生期间应进行交通管制在养生期间应进行交通管制 拌和运输摊铺碾压接缝质量养生石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University稳定土的常见病害及防治措施稳定土的常见病害及防治措施n n1 1、石灰稳定土成型时弹簧、起皮、拥包及防治、石灰稳定土成型时弹簧、起皮、拥包及防治石灰稳定土碾压成型时常会出现局部弹簧、松散并有大面
27、积石灰稳定土碾压成型时常会出现局部弹簧、松散并有大面积起皮现象，局部含水量过大易产生弹簧现象；拌和不均或局部粗细颗起皮现象，局部含水量过大易产生弹簧现象；拌和不均或局部粗细颗粒离析现象易导致松散现象；表面过干，平地机薄层找平易造成大面粒离析现象易导致松散现象；表面过干，平地机薄层找平易造成大面积起皮；压路机碾压方式不当易产生拥包。为防止上述病害出现，在积起皮；压路机碾压方式不当易产生拥包。为防止上述病害出现，在施工过程中注意以下几点因素：施工过程中注意以下几点因素：1 1）土块要粉碎，最大尺寸不应大于）土块要粉碎，最大尺寸不应大于15mm15mm，且拌和要充分均匀。，且拌和要充分均匀。2 2）
28、控制好原材料（土、石灰）及混合料含水量，拌和好的混合料含）控制好原材料（土、石灰）及混合料含水量，拌和好的混合料含水量宜大于最佳含水量水量宜大于最佳含水量+1%+1%左右，且要拌和均匀。左右，且要拌和均匀。3 3）碾压过程，石灰稳定土表面应始终保持湿润。）碾压过程，石灰稳定土表面应始终保持湿润。4 4）严禁薄层贴补，摊铺时）严禁薄层贴补，摊铺时 宁高勿低宁高勿低 ，平地机最后整平时，平地机最后整平时 宁漏勿补宁漏勿补 。5 5）碾压时，压路机应遵从）碾压时，压路机应遵从 先轻后重先轻后重 ， 先边后中先边后中 ， 先慢后快先慢后快 原则原则连续不断地碾压至规定压实度。连续不断地碾压至规定压实度
29、。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao Universityn n2 2、石灰稳定土成型初期隆起、开裂及防治、石灰稳定土成型初期隆起、开裂及防治生石灰中常含有过火石灰。在石灰稳定土成型后，过火颗粒才逐渐消生石灰中常含有过火石灰。在石灰稳定土成型后，过火颗粒才逐渐消解，体积膨胀，引起成型后的石灰土层隆起，为消除这种病害，通常解，体积膨胀，引起成型后的石灰土层隆起，为消除这种病害，通常将生石灰提前将生石灰提前10121012天运进施工现场，并进行充分消解；对于镁质石天运进施工现场，并进行充分消解；对于镁质石灰，由
30、于难消解，则需提前灰，由于难消解，则需提前12151215天进行消解，且加水速度不已过快、天进行消解，且加水速度不已过快、过急，以便于镁质石灰能够充分得以消解。过急，以便于镁质石灰能够充分得以消解。目前，我国不少厂家开始生产袋装生石灰粉（磨洗生石灰）。生石灰目前，我国不少厂家开始生产袋装生石灰粉（磨洗生石灰）。生石灰粉使用时可不需消解，但拌入土中后，宜闷料粉使用时可不需消解，但拌入土中后，宜闷料3838小时成型效果最佳。小时成型效果最佳。因为生石灰粉在土中消解过程中会放出大量水化热，如碾压成型过早，因为生石灰粉在土中消解过程中会放出大量水化热，如碾压成型过早，会由于生成的水化热过多而使土体积膨
31、胀，产生隆起现象；成型过晚，会由于生成的水化热过多而使土体积膨胀，产生隆起现象；成型过晚，则石灰与土之间各种有利反应作用不能够充分得以利用，且难以压实。则石灰与土之间各种有利反应作用不能够充分得以利用，且难以压实。实际施工过程中，经常会发现石灰稳定土成型实际施工过程中，经常会发现石灰稳定土成型1212天出现大量裂缝现天出现大量裂缝现象，高温季节尤为明显。这主要由两方面原因造成的结果：一方面是象，高温季节尤为明显。这主要由两方面原因造成的结果：一方面是石灰稳定土自身含水量过大；另一方面是保湿养生不及时；水化反应石灰稳定土自身含水量过大；另一方面是保湿养生不及时；水化反应后，石灰稳定土含水量减少，
32、产生干缩裂缝。为了减轻或消除这种病后，石灰稳定土含水量减少，产生干缩裂缝。为了减轻或消除这种病害，石灰稳定土宜在接近最佳含水量时成型，成型后必须采取有效措害，石灰稳定土宜在接近最佳含水量时成型，成型后必须采取有效措施保湿养生，养生期一般为施保湿养生，养生期一般为7 7天左右，养生期应封闭交通。天左右，养生期应封闭交通。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao Universityn n3 3、石灰稳定土缩裂与防治、石灰稳定土缩裂与防治石灰稳定土缩裂类型主要有以下三种：石灰稳定土缩裂类型主要有以下三种：n n第一种
33、为第一种为干缩干缩，是由于蒸发和混合料内部发生水，是由于蒸发和混合料内部发生水化作用，混合料水分不断减少导致毛细管作用，化作用，混合料水分不断减少导致毛细管作用，材料矿物晶体间水化作用和碳酸化收缩作用等引材料矿物晶体间水化作用和碳酸化收缩作用等引起材料产生体积收缩；起材料产生体积收缩；n n第二种为第二种为温缩温缩，由于不同矿物颗粒组成的固相、，由于不同矿物颗粒组成的固相、液相（水）和气相在降温过程中相互作用的结果，液相（水）和气相在降温过程中相互作用的结果，使半刚性材料产生体积收缩。使半刚性材料产生体积收缩。n n第三种为第三种为反射裂缝反射裂缝，是由于路基因某一种因素产，是由于路基因某一种
34、因素产生的裂缝反射致石灰稳定土上层而造成裂缝。石生的裂缝反射致石灰稳定土上层而造成裂缝。石灰稳定土缩裂不但会降低石灰土自身强度，破坏灰稳定土缩裂不但会降低石灰土自身强度，破坏板体结构，且会映射到基层、面层，影响工程整板体结构，且会映射到基层、面层，影响工程整体质量，从而大大降低公路工程整体使用年限。体质量，从而大大降低公路工程整体使用年限。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University 1 1）改善土质，石灰稳定土的缩裂性质与土的粘性有关，）改善土质，石灰稳定土的缩裂性质与土的粘性有关，粘性越大，
35、则缩裂越严重，最适宜用石灰稳定的土塑性指粘性越大，则缩裂越严重，最适宜用石灰稳定的土塑性指数为数为12201220。对于塑性指数大于。对于塑性指数大于2020的土适量掺入砂性土以的土适量掺入砂性土以降低塑性指数或该用其它形式稳定结合料。降低塑性指数或该用其它形式稳定结合料。2 2）尽量避免在不利季节施工，最好在第一次冰冻期来临）尽量避免在不利季节施工，最好在第一次冰冻期来临一个半月前结束施工。一个半月前结束施工。3 3）控制含水量，碾压时控制含水量宜大于最佳含水量）控制含水量，碾压时控制含水量宜大于最佳含水量+1%+1%，能够较好地改善石灰稳定土干缩性质。，能够较好地改善石灰稳定土干缩性质。4
36、 4）掺入适量粗粒料，如碎石、石屑等，不但可以减少裂）掺入适量粗粒料，如碎石、石屑等，不但可以减少裂缝，而且可以提高石灰稳定土强度，改善碾压时拥包推济缝，而且可以提高石灰稳定土强度，改善碾压时拥包推济现象。现象。5 5）施工前，对出现裂缝的路基进行返工处理，以便减少）施工前，对出现裂缝的路基进行返工处理，以便减少反射裂缝的出现。反射裂缝的出现。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University课后思考课后思考n n1.无机结合料稳定材料的抗压强度越大越好吗？如何理解无机结合料稳定材料的抗压强度标准？n
37、 n2.无机结合料稳定材料具有哪些性能？这些性能之间存在什么内在联系？n n3.无机结合料稳定材料的配合比设计步骤。n n4.无机结合料稳定材料的施工的关键步骤是什么？石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao Universityn n1 1、缩裂特性、缩裂特性n n干缩：随着无机结合料稳定土强度的不断形成，水分干缩：随着无机结合料稳定土强度的不断形成，水分逐渐消耗以及蒸发，体积发生收缩，收缩变形受到约逐渐消耗以及蒸发，体积发生收缩，收缩变形受到约束时，逐渐产生裂缝，即为干缩裂缝。束时，逐渐产生裂缝，即为干缩裂缝
38、。n n温缩：无机结合料稳定土具有热胀冷缩性质，随着气温缩：无机结合料稳定土具有热胀冷缩性质，随着气温的降低，稳定土会产生冷却收缩变形，收缩变形受温的降低，稳定土会产生冷却收缩变形，收缩变形受到约束时，逐渐形成裂缝，即为温缩裂缝。到约束时，逐渐形成裂缝，即为温缩裂缝。n n2 2、裂缝防治措施、裂缝防治措施n n（1 1）改善土质：稳定土用土越粘，则缩裂越严重。）改善土质：稳定土用土越粘，则缩裂越严重。n n（2 2）控制含水量及压实度。）控制含水量及压实度。n n（3 3）掺加粗粒料。）掺加粗粒料。稳定土材料的变形性能石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and T
39、ransportation SJZ Tiedao Universityn n（三）稳定土材料的疲劳特性n n石灰粉煤灰稳定材料的抗疲劳性能优于水泥砂石灰粉煤灰稳定材料的抗疲劳性能优于水泥砂砾，但水泥稳定土的强度因素对提高疲劳寿命砾，但水泥稳定土的强度因素对提高疲劳寿命也有利。也有利。n n（四）稳定土材料水稳定性和冰冻稳定性n n可用浸水强度试验和冻融循环试验来评价。可用浸水强度试验和冻融循环试验来评价。n n影响稳定土材料水稳定性和冰冻稳定性的因素影响稳定土材料水稳定性和冰冻稳定性的因素有：土类、稳定剂种类及剂量、密实度及龄期。有：土类、稳定剂种类及剂量、密实度及龄期。石家庄铁道大学交通运输
40、学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University 相关知识拓展（收缩性能）相关知识拓展（收缩性能）n n1.两种主要收缩类型n n干缩：干缩：干燥收缩是无机结合料稳定材料因内部含水量干燥收缩是无机结合料稳定材料因内部含水量变化而引起的体积收缩现象。变化而引起的体积收缩现象。 n n温缩：温缩：由于温度的交替而引起的无机结合料稳定材料由于温度的交替而引起的无机结合料稳定材料收缩的现象。收缩的现象。n n关系：关系：通常干缩是主要的收缩类型，干缩可达到温缩通常干缩是主要的收缩类型，干缩可达到温缩的的4 41010倍以上。倍以
41、上。材料名称干缩系数（106）/%温缩系数（106）/1/2最大失水量最大失水量515石灰土二灰土水泥土石灰土粒料二灰粒料（悬浮式）二灰粒料（密实式）水泥粒料680930191043865452313.515.55.38420484841723043841041221095565418325.635.77.315.47.917.97.74.27.01263.578.729.550.631.236.416.716121016石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University2.2.收缩的测试收缩的测试n
42、 n（1 1）干缩的测试）干缩的测试n n百分表测试百分表测试n n应变片测试应变片测试n n（2 2）温缩的测试）温缩的测试n n应变片测试应变片测试小梁试件支 架百分表玻璃板在被测试件的适宜位置粘贴应变片，采用专用仪器测试应变片电阻的变化。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University3.3.收缩指标收缩指标n n（1 1）干缩指标）干缩指标n n干缩应变：干缩应变：n n失水率：失水率：n n干缩系数：干缩系数：n n平均干缩系数：平均干缩系数：n n（2 2）温缩指标）温缩指标n n温缩应
43、变：温缩应变：n n平均温缩系数：平均温缩系数：石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University4.4.干缩特性干缩特性n n4.1干缩特性n n表现形式：常为横向裂缝，间距表现形式：常为横向裂缝，间距3 310m10m；n n常用材料的干缩应变：常用材料的干缩应变：石灰土石灰土：（：（1200120015001500）1010-6 -6 （失水量（失水量2.5%2.5%）将引起基层裂缝，导致将引起基层裂缝，导致“反射裂缝的反射裂缝的产生产生”。水泥砂砾：水泥砂砾： （13131818）1010-6
44、 -6 （5050最大失水量）最大失水量）密实式二灰砂砾：密实式二灰砂砾： （25253737）1010-6 -6 （失水量（失水量2.5%2.5%）如果处理得当，将大大延缓裂缝的如果处理得当，将大大延缓裂缝的产生。产生。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University4.4.干缩特性干缩特性n n4.24.2干缩特性影响因素干缩特性影响因素n n（1 1）结合料含量）结合料含量存在最佳水泥用量，一般为5左右；二灰剂量一般为1525。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic a
45、nd Transportation SJZ Tiedao University4.4.干缩特性干缩特性n n4.2干缩特性影响因素n n（2 2）细料含量）细料含量随着粘粒含量的增加，干缩应变减少率减小，即干缩应变不断增加。在实际应用中应尽量减少粘粒含量。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University4.4.干缩特性干缩特性n n4.2干缩特性影响因素n n（3 3）含水量）含水量对二灰砂砾的干缩来说，存在最不利含水量，在施工控制中应尽量避免。27%石家庄铁道大学交通运输学院 School of
46、Traffic and Transportation SJZ Tiedao University4.4.干缩特性干缩特性n n4.2干缩特性影响因素n n（4 4）养护龄期）养护龄期龄期龄期平均干缩系数平均干缩系数灰土砂砾灰土砂砾二灰砂砾二灰砂砾水泥砂砾水泥砂砾1264.3099.077124.3249.2534.128110.3041.1329.49095.2635.7027.018090.0132.2034.5随着养护龄期的增加，二灰砂砾的干缩性逐渐减小，在施工中应尽量增加养护时间。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ
47、 Tiedao University4.4.干缩特性干缩特性n n4.3干缩机理n n干燥收缩是无机结合料稳定材料因内部含水量干燥收缩是无机结合料稳定材料因内部含水量变化而引起的体积收缩现象。变化而引起的体积收缩现象。n n干燥收缩的基本原理是由于水分蒸发而发生的干燥收缩的基本原理是由于水分蒸发而发生的“毛细管张力作用毛细管张力作用”、“吸附水及分子间力作吸附水及分子间力作用用”、“矿物晶体或胶凝体的层间水作用矿物晶体或胶凝体的层间水作用”、“碳化脱水作用碳化脱水作用”而引起的整体宏观体积的变而引起的整体宏观体积的变化。化。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and
48、 Transportation SJZ Tiedao University4.4.干缩特性干缩特性n n4.34.3干缩机理干缩机理n n（1 1）毛细管张力作用）毛细管张力作用当水分蒸发时，毛细管水分下降，弯液面的曲率半径当水分蒸发时，毛细管水分下降，弯液面的曲率半径变小，致使毛细管压力增大，从而产生收缩。变小，致使毛细管压力增大，从而产生收缩。n n（2 2）吸附水及分子间力作用）吸附水及分子间力作用 毛细水蒸发完结后，随着相对湿度的继续变小，无机毛细水蒸发完结后，随着相对湿度的继续变小，无机结合料稳定材料中的吸附水开始蒸发，使颗粒表面水结合料稳定材料中的吸附水开始蒸发，使颗粒表面水膜变薄
49、，颗粒间距变小，分子力增大，导致其宏观体膜变薄，颗粒间距变小，分子力增大，导致其宏观体积进一步收缩。这一阶段的收缩量比毛细管作用的量积进一步收缩。这一阶段的收缩量比毛细管作用的量大得多。大得多。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University4.4.干缩特性干缩特性n n4.3干缩机理n n（3 3）矿物晶体或胶凝体的层间水作用）矿物晶体或胶凝体的层间水作用 随着相对湿度的继续变小，无机结合料稳定材随着相对湿度的继续变小，无机结合料稳定材料中的层间水开始蒸发，使晶格间距变小，导料中的层间水开始蒸发，
50、使晶格间距变小，导致其宏观体积进一步收缩。致其宏观体积进一步收缩。 n n（4 4）碳化脱水作用）碳化脱水作用 碳化脱水作用是碳化脱水作用是Ca(OH)Ca(OH)2 2和和COCO2 2反应生成反应生成CaCOCaCO3 3中析出水而引起体积收缩。中析出水而引起体积收缩。 石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University5.5.温缩特性温缩特性n n5.1温缩特性n n表现形式：常为横向裂缝，间距表现形式：常为横向裂缝，间距3 315m15m；缝宽；缝宽3 330mm30mm（冬季），小于（冬季）
51、，小于1mm1mm（夏季）。（夏季）。n n常用材料的温缩应变：常用材料的温缩应变：石灰土石灰土：（：（30308080）1010-6 -6 如处理不当将引起基层裂缝。如处理不当将引起基层裂缝。水泥砂砾：水泥砂砾： （5 51010）1010-6 -6 密实式二灰砂砾：密实式二灰砂砾： （6 61515）1010-6 -6 如果处理得当，将大大延缓裂缝的产生。如果处理得当，将大大延缓裂缝的产生。pause5石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University5.5.温缩特性温缩特性n n5.25.2两种
52、温缩试验方法两种温缩试验方法n n封闭状态下的温缩试验封闭状态下的温缩试验n n（1 1）在饱水状态下，温度收缩系数在高温区）在饱水状态下，温度收缩系数在高温区（T10T10）变化不大；而在低温区，在其相应的冰）变化不大；而在低温区，在其相应的冰点附近出现负收缩（膨胀）现象，除水泥砂砾出现点附近出现负收缩（膨胀）现象，除水泥砂砾出现在在0 0附近外，其余材料均发生在附近外，其余材料均发生在-10-10附近；附近；n n（2 2）含水量含水量对温度收缩系数影响极大，对温度收缩系数影响极大，饱水、风干饱水、风干状态最小状态最小；约在最佳含水量与半风干区间，温度收；约在最佳含水量与半风干区间，温度收
53、缩系数在温度缩系数在温度T=0T=01010区间最大；当含水量低于区间最大；当含水量低于风干含水量时，一般在风干含水量时，一般在T=0T=0-10-10温度区间有极小温度区间有极小值，随后又有不同程度的回升。值，随后又有不同程度的回升。 n n自由状态下的温缩试验自由状态下的温缩试验石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University5.5.温缩特性温缩特性n n5.3温缩特性影响因素水泥剂量在5时，水泥砂砾的温缩系数较小；在常用掺量范围内，二灰含量对二灰砂砾的温缩系数影响不大。石家庄铁道大学交通运输学
54、院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University5.5.温缩特性温缩特性n n5.4温缩机理n n（1 1）固相外观胀缩性）固相外观胀缩性就组成矿物的颗粒就组成矿物的颗粒而言，而言，原生矿物原生矿物一般有较小一般有较小的热胀缩性，其中粘土矿物的热胀缩性，其中粘土矿物的热胀缩性较大，粉煤灰的的热胀缩性较大，粉煤灰的热胀缩性最小；而热胀缩性最小；而新生成胶新生成胶结物（次生矿物）结物（次生矿物）的热胀缩的热胀缩性较大。性较大。 晶体势能曲线石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transpor
55、tation SJZ Tiedao University5.5.温缩特性温缩特性n n5.4温缩机理n n（2 2）水的影响）水的影响无机结合料稳定材料内部广泛分布有空无机结合料稳定材料内部广泛分布有空隙，包括大空隙、毛细孔和胶凝孔。隙，包括大空隙、毛细孔和胶凝孔。重力水重力水存存在于大空隙中，在于大空隙中，毛细水毛细水存在于毛细孔和胶凝孔存在于毛细孔和胶凝孔中；中；表面结合水表面结合水存在于一切固体表面；存在于一切固体表面；层间水层间水存在于晶胞和凝胶物层间；存在于晶胞和凝胶物层间；结构水和结晶水结构水和结晶水存存在于矿物晶体结构内部。在于矿物晶体结构内部。石家庄铁道大学交通运输学院 Sch
56、ool of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University5.5.温缩特性温缩特性n n5.45.4温缩机理温缩机理n n（2 2）水的影响）水的影响扩张作用扩张作用：水有相当大的热胀缩系数（常温下达：水有相当大的热胀缩系数（常温下达70*1070*10- -6 6/ /），比固相部分的热胀缩系数大），比固相部分的热胀缩系数大4 47 7倍。倍。毛细管张力毛细管张力：毛细管张力只有当含水量在一定范围内：毛细管张力只有当含水量在一定范围内时才存在，当材料过干或过湿时，毛细管张力消失，时才存在，当材料过干或过湿时，毛细管张力消失，因此，在干燥和饱
57、和状态下，材料的温缩系数较小。因此，在干燥和饱和状态下，材料的温缩系数较小。冰冻作用冰冻作用：各空隙中的水在其冰点温度以下冻结时，：各空隙中的水在其冰点温度以下冻结时，体积增大体积增大9%9%，从而引起膨胀。，从而引起膨胀。 石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University6.6.小节小节n n（1 1）两种主要的收缩类型）两种主要的收缩类型n n干缩是主要的收缩类型，干缩可达到温缩的干缩是主要的收缩类型，干缩可达到温缩的4 41010倍以倍以上。上。n n（2 2）收缩性能的测试）收缩性能的测试n
58、 n常采用百分表和应变片进行干缩和温缩的测试。常采用百分表和应变片进行干缩和温缩的测试。n n（3 3）收缩指标）收缩指标n n干缩：干缩应变、失水率、干缩系数和平均干缩系数干缩：干缩应变、失水率、干缩系数和平均干缩系数n n温缩：温缩应变和平均温缩系数温缩：温缩应变和平均温缩系数石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University6.6.小节小节n n（4 4）干缩的主要影响因素）干缩的主要影响因素n n结合料含量、细料含量、含水量和养护龄期结合料含量、细料含量、含水量和养护龄期n n（5 5）干缩机
59、理）干缩机理n n“毛细管张力作用毛细管张力作用”、“吸附水及分子间力作吸附水及分子间力作用用”、“矿物晶体或胶凝体的层间水作用矿物晶体或胶凝体的层间水作用”和和“碳化脱水作用碳化脱水作用”n n（6 6）温缩机理）温缩机理n n固体外观胀缩性和水的作用固体外观胀缩性和水的作用石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University四、水稳定性四、水稳定性n n1水稳定性研究的目的n n增强无机结合料稳定材料抵抗水损害的能力，增强无机结合料稳定材料抵抗水损害的能力，减少唧泥现象。减少唧泥现象。n n2水稳定
60、性的分类n n抗冲刷性抗冲刷性测试：冲刷试验测试：冲刷试验指标：冲刷率（常为指标：冲刷率（常为5min5min内的冲刷速率）内的冲刷速率）n n抗冻性抗冻性测试：冻融试验测试：冻融试验指标：耐冻系数指标：耐冻系数石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University3.3.抗冲刷性抗冲刷性n n3.1抗冲刷性的测试设备n n旋转刷旋转刷n n振动台振动台n nMTSMTS试验装置试验装置n n高压冲洗法高压冲洗法评价：均能反映无机结合料稳定材料抵抗水侵蚀的能力，但均无法完美模拟现场有压水冲刷的现象，且冲刷
61、机理不一。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University3.3.抗冲刷性抗冲刷性n n3.2水泥、二灰稳定材料抗冲刷性对比主要结论：二灰稳定材料28d以内的抗冲刷性远小于水泥稳定材料；90d以后两者的抗冲刷性能相差不大。在实际使用中应优先采用水泥稳定材料。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University4.4.抗冻性抗冻性材料材料配合比配合比抗压强度（抗压强度（MPa）冻融抗压强度冻融抗压强度（MPa）
62、耐冻系数耐冻系数28d90d28d90d28d90d水泥砂水泥砂砾砾3：972.623.821.782.330.680.615：953.484.251.922.550.550.60二灰碎二灰碎石石5：15：801.863.720.571.970.310.538：32：602.794.830.331.940.120.40注：注：1。耐冻系数冻融强度。耐冻系数冻融强度/抗压强度；抗压强度；2。试件尺寸。试件尺寸515cm，平行试验个数，平行试验个数为为9个。个。主要结论：水泥稳定材料的抗冻性要优于二灰稳定材料；材料的抗冻性与其抗压强度之间不存在绝对的对应关系。石家庄铁道大学交通运输学院 Schoo
63、l of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University5.5.提高水稳定性的措施提高水稳定性的措施n n加强路面结构排水，采取“排防结合”的设计原则，减少降雨和地下水的不利影响；n n加强无机结合料稳定材料的配合比设计，尽量减少细集料用量；n n在可能的情况下，尽可能采用水泥稳定类材料，提高抗冲刷能力；n n及时进行路面的裂缝修补。pause5石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University五、疲劳性能五、疲劳性能n n1.疲劳试验方法n n试验路
64、（试验路（AASHOAASHO试验路）试验路）真实路面真实路面实际荷载与气候实际荷载与气候n n足尺路面（足尺路面（ALFALF、HVSHVS和环道试验等）和环道试验等）足尺路面（足尺路面（full-scale pavementfull-scale pavement）模拟荷载模拟荷载n n室内试件疲劳试验室内试件疲劳试验通常意义上的疲劳试验，包括弯拉（曲）疲劳通常意义上的疲劳试验，包括弯拉（曲）疲劳试验和劈裂疲劳试验等。试验和劈裂疲劳试验等。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University五、疲劳性
65、能五、疲劳性能n n2.室内试件疲劳试验方法n n弯拉（曲）疲劳试验弯拉（曲）疲劳试验弯拉（曲）疲劳试验中试件实际为单向应力状弯拉（曲）疲劳试验中试件实际为单向应力状态（梁试件），试验较为烦琐。态（梁试件），试验较为烦琐。n n劈裂疲劳试验劈裂疲劳试验又称为间接拉伸试验，试件承受双向应力状态又称为间接拉伸试验，试件承受双向应力状态（圆柱体试件），操作简便。（圆柱体试件），操作简便。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University3.3.弯拉（曲）疲劳与劈裂疲劳的对比弯拉（曲）疲劳与劈裂疲劳的对比n
66、n弯拉（曲）疲劳试验弯拉（曲）疲劳试验n n劈裂疲劳试验劈裂疲劳试验PPPPPP111133a压条的宽度(mm)； 半压条宽对应的圆心角；a2石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University劈裂试验用压条劈裂试验用压条试件尺寸试件尺寸（mm） 宽度宽度a（mm） 弧面半径弧面半径（mm） 半压条宽半压条宽对应的圆对应的圆心角心角（rad）系数系数5050 6.35 25 0.1270.012526100100 12.70 500.1270.006263150150 18.75 75 0.1250.0
67、04178石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University3.3.弯拉（曲）疲劳与劈裂疲劳的对比弯拉（曲）疲劳与劈裂疲劳的对比劈裂疲劳试验所得疲劳寿命远小于弯拉（曲）疲劳试验所得疲劳寿命。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University4.4.疲劳方程形式疲劳方程形式n n疲劳方程形式：n n单对数疲劳方程单对数疲劳方程n n双对数疲劳方程双对数疲劳方程重复荷载作用次数重复应力与极限强度之比石家庄铁道大学
68、交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University5.5.典型的疲劳试验结果典型的疲劳试验结果n n典型的疲劳试验结果典型的疲劳试验结果石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University5.5.典型的疲劳试验结果典型的疲劳试验结果n n疲劳试验的特点：n n强度愈大、刚度愈小，其疲劳寿命就愈长；强度愈大、刚度愈小，其疲劳寿命就愈长；n n疲劳寿命变异性较大，不同的保证率得到的疲疲劳寿命变异性较大，不同的保证率得到的疲劳寿命
69、不同（保证率愈大，疲劳寿命愈小）；劳寿命不同（保证率愈大，疲劳寿命愈小）；n n半对数疲劳方程的斜率很小，表明应力水平的半对数疲劳方程的斜率很小，表明应力水平的少量变化将导致无机结合料稳定材料的疲劳寿少量变化将导致无机结合料稳定材料的疲劳寿命产生较大的变化。命产生较大的变化。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University六、综合性能六、综合性能n n1.性能分类n n力学性能力学性能n n收缩性能收缩性能n n水稳定性水稳定性n n疲劳性能疲劳性能四种性能之间是否存在内在联系？可否采用单一指标来表
70、征其综合性能？石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University2.2.性能之间的联系性能之间的联系n n（1）力学性能VS 收缩性能（干缩）水泥剂量水泥剂量（）（）水泥稳定碎石水泥稳定碎石7d抗压强度抗压强度（MPa）最大干缩应变最大干缩应变（106）最大平均干缩系数最大平均干缩系数（106）42.9328532.453.0624527.863.4411526.785.6120533.1力学性能（抗压强度）增加，收缩性能（干缩）存在最佳值。（非单调）石家庄铁道大学交通运输学院 School of T
71、raffic and Transportation SJZ Tiedao University2.2.性能之间的联系性能之间的联系n n（1）力学性能VS 收缩性能（温缩）水泥剂量水泥剂量水泥砂砾温缩系数（水泥砂砾温缩系数（106）0-5-10-1536.9 10.0 13.1 13.1 412.5 15.0 15.6 16.3 58.1 8.8 10.0 10.0 610.3 11.3 12.4 14.1 78.1 7.4 9.1 11.3 力学性能（抗压强度）增加，收缩性能（温缩）存在最佳值。 （非单调）石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transpo
72、rtation SJZ Tiedao University2.2.性能之间的联系性能之间的联系n n（2）力学性能VS 水稳定性力学性能（抗压强度）增加，水稳定性也越好。（单调）石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University2.2.性能之间的联系性能之间的联系n n（3）力学性能VS 疲劳性能力学性能（抗压强度）增加，疲劳性能也越好。 （单调）石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University2.2.性能
73、之间的联系性能之间的联系n n（4）力学性能VS其他性能（汇总）基层材料基层材料类型类型力学性能力学性能（抗压强（抗压强度）度）收缩性能收缩性能水稳定性水稳定性（抗冲刷（抗冲刷性）性）疲劳性能疲劳性能干缩干缩温缩温缩水泥水泥稳定材料稳定材料二灰二灰稳定材料稳定材料/（基本）（基本）注：注：“”表示上升或增加；表示上升或增加；“”表示下降或减小；表示下降或减小；“”表示先下降后上升；表示先下降后上升；“”表示呈波浪形；表示呈波浪形；“/”表示两者无明显关系。表示两者无明显关系。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tieda
74、o University3.3.综合性能指标综合性能指标( (综合压缩模量综合压缩模量) )n n（1）综合压缩模量定义：石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University3.3.综合性能指标综合性能指标( (综合压缩模量综合压缩模量) )n n（2）综合压缩模量参数建议值：参数参数潮湿系数潮湿系数Wmd参数参数年均气温年均气温Tnt备备 注注0.50.00.21.01.52.00.81.01.01.5200.150.251.01.5注：注：1.潮湿系数潮湿系数W =R/Z，其中，其中R为年均降水量（
75、为年均降水量（mm），），Z为年均蒸发量为年均蒸发量（mm）；）；2.当当m+n1时，以时，以m取值为准，满足取值为准，满足m+n1的条件。的条件。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University3.3.综合性能指标综合性能指标( (综合压缩模量综合压缩模量) )n n（3）综合压缩模量运用（示例）：n n水泥稳定材料：水泥稳定材料：14799MPa14799MPa； n n二灰稳定材料：二灰稳定材料：4227MPa4227MPa。 石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic a
76、nd Transportation SJZ Tiedao University八、稳定类材料配合比组成设计八、稳定类材料配合比组成设计（一）、设计标准：主要考虑强度和耐久性。（一）、设计标准：主要考虑强度和耐久性。（二）、材料组成设计步骤（二）、材料组成设计步骤n n、原材料试验、原材料试验n n、拟定混合料配合比、拟定混合料配合比n n（）选定不同的稳定料剂量，制备同一种土样的（）选定不同的稳定料剂量，制备同一种土样的混合料试件若干个。混合料试件若干个。n n（）通过击实试验确定混合料的最佳含水量和最（）通过击实试验确定混合料的最佳含水量和最大干密度。大干密度。n n（）按最佳含水量和计算得
77、的干密度制备试件，（）按最佳含水量和计算得的干密度制备试件，进行强度试验进行强度试验n n、试件的强度试验、试件的强度试验n n、选定石灰或水泥剂量。、选定石灰或水泥剂量。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University八、稳定类材料配合比组成设计八、稳定类材料配合比组成设计n n1.配合比设计强度标准（公路路面基层施工技术规范JTJ 034-2000）无机结合料稳定材料的无机结合料稳定材料的7d饱水抗压强度的标准值（饱水抗压强度的标准值（MPa） 公路公路等级等级结合料类型结合料类型二级和二级以下
78、公路二级和二级以下公路一级和高速公路一级和高速公路石灰石灰基基 层层0.8底基层底基层0.50.70.8水泥水泥基基 层层2.5335底基层底基层1.521.52.5石灰粉煤灰石灰粉煤灰（1：21：4）基基 层层0.60.80.81.1底基层底基层0.50.6石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University2.2.配合比设计步骤配合比设计步骤击实试验抗压试验取样筛分级配组成制备试件尺 寸数 量含水量干密度保 湿保 温时 间养 生强度标准下波动限选定剂量+0.51.0%实用剂量材料组成设计测抗压强度平
79、均值R标准值S偏差系数C确定剂量石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University击实试验击实试验n n（1）取样筛分n n从料场选择有代表性的试样，进行筛分；从料场选择有代表性的试样，进行筛分；n n（2）级配组成（配合比一）n n图解法图解法n n试算法试算法“优势粒径法优势粒径法”（所谓优势粒径是指某（所谓优势粒径是指某种集料中在某级筛孔上占有绝对优势的粒径，种集料中在某级筛孔上占有绝对优势的粒径，即分计筛余最大的粒径）即分计筛余最大的粒径）石家庄铁道大学交通运输学院 School of Tra
80、ffic and Transportation SJZ Tiedao University击实试验击实试验n n（3）制备不同结合料剂量的混合料试样（配合比二）n n按不同类型的混合料，预估其用水量按不同类型的混合料，预估其用水量；n n至少需要制备三种剂量的混合料试样；至少需要制备三种剂量的混合料试样；n n（4）确定各种混合料的最佳含水量和最大干密度n n进行进行击实试验击实试验，测定和计算干密度和含水量，测定和计算干密度和含水量n n确定最佳含水量和最大干密度确定最佳含水量和最大干密度石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation S
81、JZ Tiedao University抗压（强度）试验抗压（强度）试验n n（1 1）制备无侧限抗压强度试件）制备无侧限抗压强度试件n n按上述最佳含水量和最大干密度制备抗压强度按上述最佳含水量和最大干密度制备抗压强度试件；试件；n n平行试件的个数与偏差系数有关，一般为平行试件的个数与偏差系数有关，一般为9 91313个个n n（2 2）试件养生）试件养生n n在规定温度（北方在规定温度（北方202202，南方，南方252252）下保）下保湿养生湿养生6d6d（或（或27d27d），浸水），浸水1d1d。n n（3 3）抗压强度测试与计算）抗压强度测试与计算n n将试件放在试验仪的升降台上
82、（台上先放一偏将试件放在试验仪的升降台上（台上先放一偏球座），以球座），以1mm/min1mm/min的速度加载，记录试件破的速度加载，记录试件破坏时的最大压力坏时的最大压力P P。n n按按RcRcP/AP/A计算试件的抗压强度。计算试件的抗压强度。石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao University确定剂量确定剂量n n（1 1）选定合理的结合料剂量）选定合理的结合料剂量n n（2 2）实际使用剂量）实际使用剂量n n增加增加0.50.51.0%1.0%保证率系数设计值偏差系数pause6石家庄铁道大学交通运输学院 School of Traffic and Transportation SJZ Tiedao Universityn n课后小结：各种类型的稳定材料是路面基层常用材料，其强度及变形受诸多因素的影响，其中最重要的是土质、稳定剂品种及数量、含水量等。
