土木工程材料第九章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料

土木工程材料

2011.5第九章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料第九章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料課題引入：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，近幾年為解決人們交通不便的問題，國家大力投資建設(shè)一大批高等級公路、鐵路。而高等級公路路面基層、底基層目前采用較廣泛的濕無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料，即半剛性基層、底基層材料。如下圖路路面基層、底基層目前采用較廣泛的濕無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料，即半剛性基層、底基層材料。如下圖示。圖9-1無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土第九章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料本章主要內(nèi)容一、概述無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的概念無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的分類無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的優(yōu)缺點(diǎn)

二、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的組成水泥穩(wěn)定類組成材料要求本章主要內(nèi)容石灰穩(wěn)定類組成材料的要求三、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的技術(shù)性質(zhì)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的壓實(shí)性無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土的強(qiáng)度無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土材料的縮裂特性第九章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料本章主要內(nèi)容四、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的組成設(shè)計(jì)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的組成設(shè)計(jì)步驟無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料配合比設(shè)計(jì)例題第九章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料一、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的概念

無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料是指采用一定的技術(shù)措施，在粉碎的或原來松散的土中，摻入適量的無機(jī)結(jié)合料（如水泥、石灰、粉煤灰等）和水，經(jīng)拌合均勻、壓實(shí)和養(yǎng)生后得到的一種強(qiáng)度和耐久性符合規(guī)定要求的復(fù)合混合料，又稱無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土。一般作為高等級公路路面基層、底基層。

第一節(jié)概述第九章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料工程上用于無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定的土，通常按照土中單個顆粒（指碎石、礫石和砂顆粒）的粒徑大小和組成，將土分為下列三種：細(xì)粒土：顆粒的最大粒徑小于9.5mm，且其中小于2.36mm的顆粒含量不小于90%。中粒土：顆粒的最大粒徑小于26.5mm，且其中小于19mm的顆粒含量不小于90%。粗粒土：顆粒的最大粒徑小于37.5mm，且其中小于31.5mm的顆粒含量不小于90%。第九章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料二、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的分類（一）按無機(jī)結(jié)合料的種類分1.石灰穩(wěn)定土類：用石灰穩(wěn)定各類土而得到的混合料。2.水泥穩(wěn)定土類：用水泥穩(wěn)定各類土而得到的混合料。3.綜合穩(wěn)定類土：同時用石灰和水泥穩(wěn)定某種土得到的混合料。水泥用量占石灰水泥總用量30%以上的，稱為水泥綜合穩(wěn)定土；反之稱石灰綜合穩(wěn)定土。4.石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定土類：用石灰穩(wěn)定工業(yè)廢渣或穩(wěn)定工業(yè)廢渣與某種土的混合物而得到的混合料?？煞譃槭曳勖夯曳€(wěn)定土類和石灰其它廢渣穩(wěn)定土類。第九章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料（二）按土的粒徑大小和組成分1.無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土：用無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土而得到的混合料，如石灰土、水泥土、石灰粉煤灰土（簡稱二灰土）等。2.無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料：用無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定中粒土或粗粒土而得到的混合料。可分為無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定砂粒和無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定碎石。第九章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料三、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的優(yōu)缺點(diǎn)它具有良好的力學(xué)性能，其抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度較高，而且水穩(wěn)性好，具有抗凍性，在外力作用下變形??；便于就地取材，，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低；利用工礦企業(yè)廢渣符合當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的要求。但最大缺點(diǎn)是干縮或低溫收縮容易產(chǎn)生裂縫，耐磨性較差，一般不宜用于路表面。

第九章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的組成一、水泥穩(wěn)定類組成材料要求（一）水泥

普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰硅酸鹽水泥都可用于穩(wěn)定土，但應(yīng)選用初凝時間3h以上和終凝時間6h以上的水泥。不得使用快硬水泥、早強(qiáng)水泥以及已受潮變質(zhì)的水泥。宜采用強(qiáng)度等級為32.5或42.5的水泥。第九章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料（二）土1.宜選用均勻系數(shù)大于10，塑性指數(shù)小于12的土。2.土的壓碎值的要求基層：高速公路和一級公路不大于30%二級和二級以下公路不大于35%底基層：高速公路和一級公路不大于30%二級和二級以下公路不大于40%第九章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料第九章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料3.土的級配要求各級公路均可將懸浮密實(shí)型水泥穩(wěn)定類材料用于基層，底基層?；鶎硬牧系念w粒最大粒徑不大于31.5mm，底基層顆粒最大粒徑不大37.5mm（三）水凡人或牲畜飲用的水源，均可用于無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的拌和與養(yǎng)護(hù)用水。第九章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料二、石灰穩(wěn)定類組成材料的要求（一)石灰各種化學(xué)組成的石灰均可用于穩(wěn)定土。但其質(zhì)量必須符合合格品以上的標(biāo)準(zhǔn)。對于高速公路和一級公路，通常采用磨細(xì)生石灰粉。

（二）粉煤灰干粉煤灰和濕粉煤灰都可以使用。濕粉煤灰的含水量不宜超過35%。

2.土的壓碎值的要求（三）煤渣煤渣的最大粒徑不應(yīng)大于30mm，顆粒組成宜有一定級配，且不宜含雜質(zhì)。第九章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料（四）土1.宜采用塑性指數(shù)為12～20的粘土（亞粘土）；土塊的最大粒徑不應(yīng)大于15mm；有機(jī)質(zhì)含量超過10%土不宜選用。2.土的壓碎值要求同水泥穩(wěn)定類。3.土的級配要求高速公路、一級和二級公路將骨架密實(shí)型石灰粉煤灰穩(wěn)定集料用于上基層或基層時，集料級配宜符合級配范圍的要求?；旌狭现写旨系挠昧繎?yīng)控制在75%以上，2.36mm以下細(xì)集料含量宜控制在20%左右?；鶎硬牧系念w粒最大粒徑不大于31.5mm，底基層顆粒最大粒徑不大于37.5mm。第九章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料第三節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的技術(shù)性質(zhì)一、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的壓實(shí)性壓實(shí)性在我國一般采用重型擊實(shí)試驗(yàn)確定無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的最佳含水量和最大干密度。同時，為確定制備無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料強(qiáng)度試驗(yàn)和耐久性試驗(yàn)的試件應(yīng)該用的含水量和干密度，以及制備承載比試驗(yàn)試件的材料含水量。二、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土的強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)，抗壓強(qiáng)度是材料組成設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)。采用無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度指標(biāo)來表示穩(wěn)定土的強(qiáng)度，不同公路等級、穩(wěn)定劑類型和公路層次的無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)也不一樣.第九章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料注意：影響無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料強(qiáng)度的因素：土的類別和性質(zhì)

：一般不同成因的土都可以用石灰來穩(wěn)定。水泥穩(wěn)定級配良好的碎（礫）石和砂礫效果最好，既可節(jié)約水泥，又可取得滿意的穩(wěn)定效果。含水率

：實(shí)際施工中盡可能達(dá)到最佳含水率，并注意控制養(yǎng)護(hù)水分的蒸發(fā)，以保證穩(wěn)定劑的水化。密實(shí)度：一般來講，密實(shí)度增加，其強(qiáng)度也會增加，水穩(wěn)性和抗凍性也會提高，縮裂現(xiàn)象亦會減少。因此要通過選材和施工工藝來控制密實(shí)度的大小。第九章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料穩(wěn)定劑的品種和劑量：石灰的劑量對穩(wěn)定土的強(qiáng)度影響顯著，石灰穩(wěn)定土中石灰存在一個最佳劑量，其最佳劑量隨土質(zhì)不同而異，同時也與養(yǎng)生齡期有關(guān)。生產(chǎn)實(shí)踐中，最佳劑量的選用范圍，對于粘性土及粉性土為8%～16%,對于砂性土為10%～18%。當(dāng)采用水泥做穩(wěn)定劑時，水泥的礦物成分和分散度對其穩(wěn)定效果有明顯影響。水泥劑量控制在5%～10%較為合理。

第九章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料施工工藝過程：穩(wěn)定土拌得越均勻，且能在最佳含水率下壓實(shí)，其密實(shí)度越大，密度和強(qiáng)度就高。水泥穩(wěn)定土從加水拌合到完全壓實(shí)的時間要盡可能短，一般不要超過6h。養(yǎng)生條件：強(qiáng)度的發(fā)展都需要一定的溫度和濕度，都要在潮濕的條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，強(qiáng)度才會提高。同時也需要一定的溫度，養(yǎng)生溫度越高，強(qiáng)度增長越快。

第九章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料三、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土材料的縮裂特性無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的縮裂現(xiàn)象主要有干縮裂縫和溫縮裂縫兩種。（一）干縮裂縫石灰穩(wěn)定土比水泥穩(wěn)定土容易產(chǎn)生干縮裂縫。故應(yīng)加強(qiáng)初期養(yǎng)護(hù)，保證石灰土表面潮濕，減輕穩(wěn)定土的干縮裂縫（二）溫縮裂縫定義

：無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土具有熱脹冷縮的性質(zhì)。隨著氣溫的降低，穩(wěn)定土?xí)a(chǎn)生冷卻收縮變形，收縮變形受到約束時，逐漸會形成裂縫，稱為溫縮裂縫。

第九章贊無吉機(jī)結(jié)合綱料穩(wěn)定凳材料裂縫防治浪措施有：1.改善土保質(zhì)土越粘，師則縮裂越卵嚴(yán)重，故堂應(yīng)采用粘乓性較小的紛土，或在皺粘性土中飛摻入砂土仆、粉煤灰世等，以降疑低土的塑屑性指數(shù)。2.控制壓實(shí)索含水量及勝壓實(shí)度壓實(shí)度小授時產(chǎn)生的瞧干縮要比電壓實(shí)度大奮時嚴(yán)重。勾穩(wěn)定土因聯(lián)含水量過載多產(chǎn)生的熊干縮裂縫島顯著，因靈此，穩(wěn)定告土壓實(shí)時形含水率比古最佳含水壩率略小為近好，并盡秤可能達(dá)到魔最佳壓實(shí)廁效果。3.摻加粗研集料摻入一菠定數(shù)量課的粗粒商料，使霧混合料慰滿足最攻佳組成騙要求，斗可以提獸高其強(qiáng)請度和穩(wěn)肉定性，占減少縮抄裂產(chǎn)生犧，同時唱可以節(jié)抱約結(jié)合三料和改撤善碾壓準(zhǔn)時的擁財擠現(xiàn)象你。4.其它措伯施加強(qiáng)初期滅養(yǎng)護(hù)，設(shè)歉立隔裂過瞇渡層等。第九章駐無機(jī)結(jié)掀合料穩(wěn)定顆材料第四節(jié)息無機(jī)結(jié)合歇料穩(wěn)定材察料的組成扁設(shè)計(jì)所謂材殼料組成瞇設(shè)計(jì)是擾指：根哨據(jù)對某弄種材料飼規(guī)定的促技術(shù)要掀求，選乏擇合適劍的原材鮮料，確歡定結(jié)合監(jiān)料的種故類和數(shù)著量及混澤合料的妻最佳含榜水率。勁通過設(shè)浙計(jì)，在矛鋪筑的購路面在餓技術(shù)上陷可靠，櫻經(jīng)濟(jì)上急合理。注意：無機(jī)結(jié)合勁料穩(wěn)定材插料的組成磚設(shè)計(jì)必須巴遵循以下演原則：具有合適辰的強(qiáng)度和芽耐久性；滋用作高等俱級道路路露面基層時瞇，具有小簡的收縮變版形和強(qiáng)抗梳沖刷能力紡；就地取抵材，便于堤施工；技濃術(shù)可行，賊經(jīng)濟(jì)合理第九章原無奸機(jī)結(jié)合母料穩(wěn)定盛材料一、無機(jī)兇結(jié)合料穩(wěn)黨定材料的佛組成設(shè)計(jì)昌步驟（一）灣原材料烘試驗(yàn)原材料杜主要進(jìn)即行下列岡試驗(yàn)：顆粒分析蹄；液限和塑搶性指數(shù)；相對密仗度；擊實(shí)試壺驗(yàn)；壓碎值穩(wěn)定劑性旺質(zhì)試驗(yàn)(包括測爭定石灰順的鈣、藝鎂含量溪和水泥贊的強(qiáng)度緣瑞等級及畝終凝時扯間)注意：有機(jī)質(zhì)逼含量眼和硫酸擔(dān)鹽含量偽（必要南時做）第九章鉛無機(jī)結(jié)各合料穩(wěn)定撥材料（二）劫擬定混降合料配狠合比1.選定不鑒同的石蘭灰或水死泥劑量蓬，制備熟同一種怒土樣的犬混合料槐試件若航干石灰粉煤就灰穩(wěn)定土往，采用石粱灰粉煤灰榆土做基層幕或底基層腫時，石灰偽與粉煤灰跳的比例常裹用1:2～1:4（對于過粉土，佛以1:2為宜）石灰粉煤巨灰與細(xì)粒戀土的比例擴(kuò)可以是30:7售0～10:貝90；采用魯石灰粉叮煤灰集甘料做基往層時，穗石灰與抓粉煤灰錘的比例涼常用1:2～1:4石灰粉煤映灰與集料司（中粒土觸和粗粒土拿）的比應(yīng)拴是20:沫80～15:深85。第九章惰無機(jī)結(jié)諷合料穩(wěn)定秀材料2.確定各蘇種混合額料的最燈佳含水悟率和最捏大干密可度，至灣少應(yīng)做層三個不訴同劑量些混合料蛛的擊實(shí)襯試驗(yàn)，恢即最小溪劑量、杯中間劑保量和最尼大劑量藝，其余杜兩個混桿合料的簽最佳含砍水率和飄最大干京密度用偽內(nèi)插法惰確定。3.按規(guī)定檔的壓實(shí)皮度，分鬼別計(jì)算沖不同劑矛量的試串件應(yīng)有糖的干密饒度。4.按最佳含棋水率和計(jì)殼算得到的哨干密度制堵備試件。5.試件在規(guī)抬定溫度下論保溫養(yǎng)生6d，浸水24h后，進(jìn)行雪無側(cè)限抗挽壓強(qiáng)度試秋驗(yàn)6.計(jì)算試肆驗(yàn)結(jié)果小的平均指值和偏皮差系數(shù)盜。7.選定合做適的水尋泥或石來灰劑量任。8.考慮到室悅內(nèi)試驗(yàn)和蓄現(xiàn)場條件良的差別，閃工地實(shí)際孝采用的結(jié)屢合料劑量故應(yīng)較室內(nèi)僵試驗(yàn)確定來的劑量多0.5擊%～1.0%。拌合套機(jī)械的令拌合效夾果好，殼可只增屋加0.5%；如拌合勿機(jī)械的拌魄合效果較璃差，則需蝴要增加1.0斗%。9.水泥的最令小劑量第九章島無機(jī)結(jié)肉合料穩(wěn)定成材料二、無機(jī)鵲結(jié)合料穩(wěn)哥定材料配促合比設(shè)計(jì)妄例題【例題】某地區(qū)一讀級公路路竄面底基層舌設(shè)計(jì)為石除灰穩(wěn)定土晶，試按現(xiàn)待行技術(shù)規(guī)腰范所要求跑的方法進(jìn)剩行石灰穩(wěn)糞定土混合削料配合比貼設(shè)計(jì)?！驹O(shè)計(jì)資預(yù)料】該路面底擇基層設(shè)計(jì)劈燕為30cm厚石灰賭穩(wěn)定土抄，要求7d無側(cè)限抗置壓強(qiáng)度為0.8M愿Pa。該路罰石灰土盛混合料竟生產(chǎn)采撞用集中液廠拌法司，分兩緩層鋪筑除，壓實(shí)羊度指標(biāo)注按95%控制。第九章速無枕機(jī)結(jié)合涂料穩(wěn)定期材料【設(shè)計(jì)步驟】（一）原裙材料檢驗(yàn)謀及選定1.石灰材料市：該路段惠沿線盛產(chǎn)苗鈣質(zhì)石灰熔，經(jīng)試驗(yàn)棍檢測該土斬料的各項(xiàng)勾技術(shù)指標(biāo)疼均符合現(xiàn)均行有關(guān)規(guī)咽范要求。2.土料：該悅路土場的飯土質(zhì)為低竄塑限粘土酷，經(jīng)試驗(yàn)艇檢測該土命料的各項(xiàng)持技術(shù)指標(biāo)但均符合現(xiàn)叛行有關(guān)規(guī)寄范要求。（二）確攏定石灰劑芬量的摻配懇范圍參照當(dāng)脂地的試屢驗(yàn)，石咳灰土的瘡石灰劑潤量按8%、10%、12%、14%和16%5種比例蛛配制。第九章媽無資機(jī)結(jié)合某料穩(wěn)定骨材料第九章卸無機(jī)結(jié)艦合料穩(wěn)定各材料（三）椅確定最形佳含水螞率和最趙大干密換度用重型擊倘實(shí)試驗(yàn)法軋確定各種汁不同石灰梢劑量的石鍬灰土混合發(fā)料最佳含永水率和最睬大干密度.（四）測妥定7d無側(cè)限抗彩壓強(qiáng)度1.制作試鄙件：對惡石灰穩(wěn)騰定土路擠面底基點(diǎn)層混合浪料強(qiáng)度職試件的各制備，揮按現(xiàn)行助技術(shù)規(guī)嚴(yán)范規(guī)定齒采用Φ50訂mm×哀50m踐mm的圓柱體概試件，每純種石灰劑費(fèi)量按6個試件配類制，工地依壓實(shí)度按95%控制，現(xiàn)爬將制備試石件所需的營基本參數(shù)復(fù)計(jì)算如下:第九章噴無機(jī)結(jié)姿合料穩(wěn)定仁材料(1)制備一個庸試件需要夠混合料的拳數(shù)量（以8%劑量為跨例）(2)配制同揚(yáng)種石灰仗劑量6個試件所字需的各種辭原材料的省總量。①首先語測定風(fēng)恥干土和造消石灰離粉的原孔始含水研率，分輔別為3%和2%。②對于細(xì)繭粒土來講榨可以一次寇配制6