無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料

1、路面設(shè)計(jì)原理與方法路面設(shè)計(jì)原理與方法第第 頁(yè)同一類半剛性材料干縮量的大小次序?yàn)椋悍€(wěn)定細(xì)粒土穩(wěn)定粒料土穩(wěn)定粒料;對(duì)穩(wěn)定細(xì)粒土，三類半剛性材料的干縮量的大小次序?yàn)椋菏曳€(wěn)定土,水泥或水泥石灰土,石灰粉煤灰土;對(duì)穩(wěn)定粒料土，三類半剛性材料的干縮量的大小次序?yàn)椋菏曳€(wěn)定類,水泥穩(wěn)定類,石灰粉煤灰穩(wěn)定類;例如二灰（石灰+粉煤灰）：碎石=15:5（重量比）與二灰（石灰+粉煤灰）：碎石=20：80時(shí)，7天齡期的最大干縮應(yīng)變和平均干縮系數(shù)為233X10-6、273X10-6和65X10-6.55X10-6。2.4半剛性材料的溫度收縮特性定義：半剛性材料是由固相（組成其空間骨架的原材料的顆粒和其間的膠結(jié)構(gòu)）、液

2、相（存在于固相表面與空隙中的水和水溶液）和氣相（存在于空隙中的氣體）組成。半剛性材料的外觀脹縮性是三相在降溫過(guò)程中相互作用，使半剛性材料產(chǎn)生體積收縮，即為溫度收縮。概念：溫度應(yīng)有J是溫度變化引起的試件單位長(zhǎng)度的變化量（X10-6）；平均溫度收縮系數(shù)a是某溫度時(shí)，試件的溫度應(yīng)變與試件的溫度變化之比（X10-6/）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性較大。影響因素：【1】封閉狀態(tài)下的溫縮試驗(yàn)封閉狀態(tài)：保持含水量不變。試驗(yàn)狀態(tài)：飽水;最佳含水量；半風(fēng)干狀態(tài)（1/2最佳含水量）；風(fēng)干狀態(tài)（1/5最佳含水量）。結(jié)論：（

3、1）對(duì)烘干的試件，溫度收縮系數(shù)隨齡期的增大而增大，初期較大，后期較慢，但各種材料差別不大。（2）含水量對(duì)溫度收縮系數(shù)影響極大，飽水；風(fēng)干狀態(tài)最小，約在最佳含水量最大。（3）溫度收縮的不利狀態(tài)是：接近最佳含水量和0-10溫度區(qū)間?！?】自由狀態(tài)下的溫縮試驗(yàn)說(shuō)明隨著粒料含量的增加干縮+溫度收縮系數(shù)減少?！?】評(píng)價(jià)方法抗裂系數(shù)表征半剛性材料對(duì)于溫度或濕度變化時(shí)不致開(kāi)裂的承受能力。對(duì)于溫縮抗裂：二灰砂礫,石灰粉煤灰,灰土砂礫,水泥砂粒,石灰土對(duì)于干縮抗裂：石灰粉煤灰,二灰砂礫,水泥砂粒,灰土砂礫,石灰土2.5半剛性材料收縮機(jī)理分析溫度收縮機(jī)理半剛性材料是由固相（組成其空間骨架結(jié)構(gòu)的原材料的顆粒和其間的

4、膠結(jié)構(gòu)）、液相（存在與固相表面與空隙中的水和水溶液）和氣相（存在與空隙中的氣體）組成。所以半剛性材料的外觀脹縮性是由其基本體的固相、氣相和液相的不同溫度收縮性的綜合效應(yīng)結(jié)果。一般氣相與大氣相通，在綜合效應(yīng)中影響較小。半剛性材料的外觀脹縮性是由固相、液相脹縮和兩者的綜合作用組成。干燥收縮機(jī)理干燥收縮時(shí)半剛性材料因內(nèi)部含水量變化而引起的體積收縮現(xiàn)象。干燥收縮的基本原理是由于水分蒸發(fā)而發(fā)生的毛細(xì)管張力作用”“吸附水及分子間力作用”，“礦物晶體或膠凝體的層間水作用”“炭化脫水作用”而引起的整體的宏觀體積的變化。三.半剛性路面面層1概述半剛性路面是介于柔性路面與剛性路面之間的特殊路面形式，它最早出現(xiàn)于法

5、國(guó)。早在1954年，法國(guó)就研制成功了“灌水泥漿開(kāi)級(jí)配瀝青混凝土路面施工法”（SalaiacimPaoement）,并在科涅克（Cognac）機(jī)場(chǎng)跑道上作為耐熱用的道面進(jìn)行了的試驗(yàn)鋪裝。七十年代初，英國(guó)、美國(guó)，蘇前聯(lián)等國(guó)，也相繼對(duì)這一課題進(jìn)行了研究。英國(guó)是在攤鋪后的開(kāi)級(jí)配瀝青碎石路面空隙中灌入樹(shù)脂水泥灰漿。前蘇聯(lián)則把水泥砂漿作為第二結(jié)合料加入瀝青混凝土中進(jìn)行了拌和壓實(shí),結(jié)果證明能提高這種材料的溫度穩(wěn)定性?？仆氐腍.R.Guirguis的研究表明，用水泥和置后的集料鋪筑的瀝青路面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性大大提高，路面泛油和抗水性能也有相當(dāng)大的改善。美國(guó)切夫隆研究公司的R.J.SCHMIDT和L.E.SAN

6、TUCCI為提高乳化瀝青的早期強(qiáng)度，在混合料中加入1.3%的波特蘭水泥，結(jié)果發(fā)現(xiàn),在空氣中養(yǎng)生一天后,材料的回彈模量比未加水泥的增加了大約五倍,養(yǎng)生60天后,回彈模量仍比未加水泥的度件提高兩倍。但摻加水泥后材料的疲勞性能有所降低。R.W.Head對(duì)冷拌瀝青混凝土的研究表明，當(dāng)加入1%的水泥時(shí)，混合料的馬歇爾穩(wěn)定度能提高25-30倍。半剛性路面于1961年傳至日本,次年2月由日本道路公團(tuán)在箱根新道上的立交樞紐部分鋪筑了一千平方米的試驗(yàn)性路面。此后,這種路面結(jié)構(gòu)在日本逐漸被采用,并在1978年作為一種特殊的施工方法正式列入瀝青路面施工規(guī)范。八十年代以來(lái),在大孔隙率的開(kāi)級(jí)配瀝青混凝土中灌注水泥（砂）

7、漿的半剛性路面在日本有了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展,每年的施工面積已超過(guò)二十萬(wàn)平方米,各大道路公司和研究所對(duì)半剛性路面都進(jìn)行了試驗(yàn)研究,提出了這種特殊路面材料的力學(xué)性能與路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方法的研究論文,證實(shí)了該種材料提高了瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性,尤其是對(duì)抵抗永久性變形有較大程度的改善。特別適用于公共汽車(chē)站、停車(chē)場(chǎng),收費(fèi)站等車(chē)轍現(xiàn)象比較嚴(yán)重的場(chǎng)所。2.施工由于半剛性路面是由水泥砂漿和乳化瀝青（渣油）兩種結(jié)合料組成的新型路面結(jié)構(gòu),因而在施工技術(shù)上與熱拌瀝青混凝土和乳化瀝青混凝土具有不同的特點(diǎn),有著不同的特殊要求,必須根據(jù)這種新型路面材料的特性,掌握其施工規(guī)律和方法,才能保證施工質(zhì)量,取得預(yù)期效果

8、。在施工中應(yīng)注意以下事項(xiàng)：2.1拌和半剛性路面材料有三道拌和工序,其順序是水泥砂漿的拌制,水泥砂漿與礦料的拌和,以及水泥砂漿、乳化瀝青（渣油）混合料的拌和。在這三次拌和中,水泥砂漿也可以用人工拌和,便必須保證質(zhì)量要求。而最后一道拌和,則應(yīng)選用強(qiáng)制式拌和機(jī),因一般的自落式拌和機(jī)拌和能力差,出料慢。細(xì)料容易聚團(tuán)或粘附在簡(jiǎn)壁上,使得混合料的質(zhì)量不均勻。混合料的拌和應(yīng)在乳液破乳前結(jié)束,否則將因乳液的破乳而失去施工的和易性。一般拌和時(shí)間在乳液加入后不超過(guò)60秒。最佳拌和時(shí)間應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)使用的骨料級(jí)配情況,拌和機(jī)械性能,施工時(shí)的氣候等條件通過(guò)試拌和確定。2.2攤鋪拌制的水泥砂漿、乳化渣油混合料最好用攤鋪

9、機(jī)攤鋪,條件不允許時(shí),也可用人工攤鋪，提人工攤鋪時(shí)不得揚(yáng)鍬甩料，以避免混合料的離散。整平時(shí)也不能過(guò)多地用刮板攤料，防止瀝青膜的剝落。攤鋪混合料的虛方厚度，需通過(guò)試驗(yàn)求出壓實(shí)系數(shù)，根據(jù)骨料的級(jí)配情況及攤鋪方式的相同，一般情況下壓實(shí)系數(shù)為1.21.5,具體的數(shù)值應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，并通過(guò)鋪筑試驗(yàn)路段確定。2.3碾壓當(dāng)混合料攤鋪整齊后,可立即進(jìn)行初壓,為防止初期碾壓出現(xiàn)波浪、推移現(xiàn)象,開(kāi)始應(yīng)用6噸左右的輕型壓路機(jī)碾壓1-2遍,使混合料初步穩(wěn)定后,再用輪胎壓路機(jī)碾壓1-2遍,碾壓時(shí)應(yīng)勻速退進(jìn),不得在碾壓路段上制動(dòng)或啟動(dòng),以免混合料發(fā)生局部擁包和搓板開(kāi)裂。當(dāng)碾壓時(shí)有粘輪現(xiàn)象時(shí),可在碾辦引適當(dāng)灑水或涂廢機(jī)

10、油。當(dāng)瀝青（渣油）乳液開(kāi)始破乳,混合料由褐色轉(zhuǎn)為黑色時(shí),用壓路機(jī)復(fù)壓,復(fù)壓2-3遍后停止,待晾曬一般時(shí)間,待水分蒸發(fā)后再壓實(shí)。因半剛性路面材料中含中水泥砂漿,所以在水泥砂漿終凝前,一般5-8小時(shí),用壓路機(jī)再?gòu)?fù)壓1-2遍。2.4早期養(yǎng)護(hù)由于乳化瀝青路面的早期強(qiáng)度較低,穩(wěn)定性差,尤其大低溫或陰濕的情況下表現(xiàn)得更為明顯,因此要注意早期養(yǎng)護(hù),一般應(yīng)斷絕交通2-6小時(shí),在不斷絕交通時(shí),必須設(shè)專人指揮車(chē)輛慢速通過(guò)（不超過(guò)20km/h）,并嚴(yán)禁獸力車(chē)和鐵輪車(chē)在未穩(wěn)定成型的路段上行駛，如發(fā)現(xiàn)路面有局部破壞應(yīng)及時(shí)予以修補(bǔ)。為使半剛性路面能均勻地壓實(shí),應(yīng)采用適當(dāng)?shù)慕煌ù胧┛刂栖?chē)輛的行駛,讓車(chē)輛沿整個(gè)路面寬度分散行

11、駛,通過(guò)車(chē)輛荷載的補(bǔ)充壓實(shí)提高路面的整體強(qiáng)度。目前,國(guó)內(nèi)對(duì)半剛性路面材料的研究還是處于起步階段。七十年代末期瀝青水泥砂漿曾被嘗試作為滲漏建筑物的內(nèi)粉刷材料用于人防工程中。直到八十年代中期,國(guó)內(nèi)有些單位將含高分子聚合物的特種水泥砂礫,作為第二結(jié)合料,摻加到普通瀝青混合料中,使用拌和法和灌漿法兩種工藝制成特殊路面材料進(jìn)行各種物理力學(xué)試驗(yàn),對(duì)不同溫度條件下的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行比較,并初步探討了該種路面材料的使用性能與強(qiáng)度形成理論。此外,湖北、四川等省的公路管理部門(mén),也結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際,對(duì)這種材料進(jìn)行了嘗試和初步研究,并取得了一定的成果。2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工國(guó)外試驗(yàn)表明,半剛性路面的應(yīng)變和破壞次數(shù)的關(guān)系（即疲勞曲線）與普通瀝青混凝土有著明顯的差異,半剛性瀝青混凝土的耐久性極限應(yīng)變僅相當(dāng)于普通瀝青混凝直的十分之一到四分之一,因此在考慮到疲勞破壞時(shí),直接采用普通瀝青混凝土的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法是不適宜的。半剛性瀝青混凝土主要用于道路的維修與改建,在原有路面面層挖除后加鋪罩面。則原有路面以下可按均勻體考慮,半剛性路面的厚度采用彈性雙層體系進(jìn)行計(jì)算。其方法是：根據(jù)疲勞試驗(yàn)結(jié)果，在20的條件下，設(shè)半剛性瀝青混凝土的復(fù)合彈性模量E為6000及10000Mp，原