4路面工程第2章-石灰穩(wěn)定土

第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層石灰穩(wěn)定土具有較高的抗壓強(qiáng)度和一定的抗拉強(qiáng)度。強(qiáng)度形成得好的石灰穩(wěn)定土是一種整體性材料，具有板體作用。石灰穩(wěn)定土具有較好的水穩(wěn)性和一定的冰凍穩(wěn)定性。多數(shù)土都可以用石灰進(jìn)行穩(wěn)定，石灰特別適合用來(lái)穩(wěn)定不適用其他結(jié)合料穩(wěn)定的塑性指數(shù)高的粘性土。由于石灰穩(wěn)定土是一種緩凝慢硬材料，從加水拌和到完成壓實(shí)的延遲時(shí)間(甚至達(dá)2～3d)對(duì)其壓實(shí)度和強(qiáng)度沒(méi)有明顯影響。因此，石灰穩(wěn)定土便于施工。既可以用就地拌和法施工，又可以用集中拌和法施工，特殊情況下，甚至可用人工拌和。在缺乏優(yōu)質(zhì)粒料的地區(qū)，采用石灰穩(wěn)定土做路面基層(高速和一級(jí)公路除外)和底基層，經(jīng)常是比較經(jīng)濟(jì)的。主要的優(yōu)點(diǎn)第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層就一般的土而言，石灰穩(wěn)定土的強(qiáng)度有一定的限制，強(qiáng)度的可調(diào)節(jié)范圍不大，特別是它的抗拉強(qiáng)度較低。因此，將它用做重交通高等級(jí)道路路面的基層就不大適宜。塑性指數(shù)小的土，即使用12％以上的石灰劑量進(jìn)行穩(wěn)定，也達(dá)不到較高的強(qiáng)度。在相同條件下，石灰穩(wěn)定土基層的收縮裂縫比較嚴(yán)重。石灰土基層的表層較水泥土基層和石灰粉煤灰基層的表層更容易因水浸入而軟化，在路面裂縫處的沖刷唧漿現(xiàn)象也更嚴(yán)重。石灰穩(wěn)定土的早期強(qiáng)度低，在溫度較低時(shí)，其強(qiáng)度隨齡期增長(zhǎng)緩慢。需要在第一次重冰凍到來(lái)之前，30～45d就停止施工。因此，石灰穩(wěn)定土的施工期短于水泥穩(wěn)定土的施工期。石灰穩(wěn)定土的水穩(wěn)性和冰凍穩(wěn)定性較其他兩類(lèi)半剛性材料差。主要的缺點(diǎn)第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層將消石灰加到土中并加水拌和后，土的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)很快開(kāi)始變化。開(kāi)始是絮凝，隨后粘土顆粒就形成粗粒狀的較大顆粒。這種變化將依次地改變土的液限、塑限、塑性指數(shù)和壓實(shí)性能

。一、石灰穩(wěn)定土基層強(qiáng)度形成原理分類(lèi)用石灰穩(wěn)定細(xì)粒土?xí)r，簡(jiǎn)稱(chēng)石灰土用石灰穩(wěn)定天然砂礫土或用石灰土穩(wěn)定級(jí)配砂礫時(shí)，簡(jiǎn)稱(chēng)石灰砂礫土用石灰穩(wěn)定天然碎石或用石灰土穩(wěn)定級(jí)配碎石時(shí)，簡(jiǎn)稱(chēng)石灰碎石土。第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層

(1)適宜石灰穩(wěn)定的土可以為細(xì)粒土、中粒土和粗粒土，以及級(jí)配碎石、未篩分碎石土、砂礫土等集料，用于石灰穩(wěn)定時(shí)，顆粒的最大粒徑不大于37.5mm。

(2)塑性指數(shù)為15～20的粘性土以及含有一定數(shù)量粘性土的中粒土和粗粒土，不含粘性土或無(wú)塑性指數(shù)的級(jí)配砂礫、級(jí)配碎石和未篩碎石，應(yīng)摻加15%左右粘性土，土粒的最大尺寸應(yīng)不大于15mm。(3)碎石或礫石的壓碎值對(duì)高速公路和一級(jí)公路應(yīng)不大于35%，對(duì)其他公路應(yīng)不大于40%。

二、石灰穩(wěn)定土石灰穩(wěn)定土混合料設(shè)計(jì)1.穩(wěn)定土材料要求第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層二、石灰穩(wěn)定土石灰穩(wěn)定土混合料設(shè)計(jì)1.穩(wěn)定土材料要求1適宜石灰穩(wěn)定的土可以為細(xì)粒土、中粒土和粗粒土，以及級(jí)配碎石、未篩分碎石土、砂礫土等集料，用于石灰穩(wěn)定時(shí)，顆粒的最大粒徑不大于37.5mm.2塑性指數(shù)為15～20的粘性土以及含有一定數(shù)量粘性土的中粒土和粗粒土，不含粘性土或無(wú)塑性指數(shù)的級(jí)配砂礫、級(jí)配碎石和未篩碎石，應(yīng)摻加15%左右粘性土，土粒的最大尺寸應(yīng)不大于15mm。3碎石或礫石的壓碎值對(duì)高速公路和一級(jí)公路應(yīng)不大于35%，對(duì)其他公路應(yīng)不大于40%。第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層

2.混合料設(shè)計(jì)

(1)石灰穩(wěn)定土是由土、石灰和水組成的:石灰劑量=石灰質(zhì)量/干土質(zhì)量(2)混合料的設(shè)計(jì)步驟①制備土樣做基層時(shí)：砂礫土和碎石土：5%、6%、7%、8%、9%。塑性指數(shù)小于12的粘性土：10%、12%、13%、14%、16%。塑性指數(shù)大于12的粘性土：5%、7%、9%、11%、13%。作底基層時(shí)：塑性指數(shù)小于12的粘性土：8%、10%、11%、12%、14%。塑性指數(shù)大于12的粘性土：5%、7%、8%、9%、11%。二、石灰穩(wěn)定土石灰穩(wěn)定土混合料設(shè)計(jì)第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層2.混合料設(shè)計(jì)

②確定混合料的最佳含水量和最大干密度，做擊實(shí)試驗(yàn)。(3)儀器設(shè)備小型擊實(shí)儀一套；錘質(zhì)量2.6kg，錘底直徑70mm，落高300mm，擊實(shí)筒直徑50mm，高50mm(2)混合料的設(shè)計(jì)步驟第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層2.混合料設(shè)計(jì)

(4)材料準(zhǔn)備將土搗碎，通過(guò)2mm篩孔，選取1.5～2.0kg的土樣，測(cè)其含水量，換算成干質(zhì)量，按照設(shè)計(jì)的石灰劑量準(zhǔn)確摻入熟石灰，并仔細(xì)拌勻。加入稍低于按經(jīng)驗(yàn)估計(jì)的最佳含水量，再充分拌勻備用。將折合干質(zhì)量約200g的混合料分3次裝入套筒內(nèi)，蓋上活塞，插入導(dǎo)桿和夯錘。夯擊次數(shù)：

砂性土石灰土為30次；粉性土石灰土為35次；粘性土石灰土為40次；夯實(shí)試驗(yàn)應(yīng)在堅(jiān)實(shí)的地面（如水泥混凝土或塊石）上進(jìn)行，松軟地面會(huì)影響測(cè)定結(jié)果。第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層2.混合料設(shè)計(jì)

(5)試驗(yàn)過(guò)程如此重作數(shù)次（一般最好不少于5次），每次增加含水量2～3%直做到水分增加而密度開(kāi)始降低時(shí)為止。

注意每次裝筒的混合料質(zhì)量要大致相等，過(guò)多或過(guò)少都會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果。第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層2.混合料設(shè)計(jì)

(5)試驗(yàn)過(guò)程試件干密度按下式計(jì)算：式中ρd——試件干密度（g/cm3）；ρ0——試件濕密度（g/cm3）；ω1——試件含水量（%）。第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層2.混合料設(shè)計(jì)第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層2.混合料設(shè)計(jì)塑性指數(shù)小于12的粘性土：10%、12%、13%、14%、16%為例。我們確定了不同石灰含量的最大干密度之后，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)要求的最大干密度及壓實(shí)度，定出采用配合比。壓實(shí)度基層底基層高速、一級(jí)其它高速、一級(jí)其它石灰土-959593石灰粒料-979695試件干密度工程要求干密度X壓實(shí)度第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層2.混合料設(shè)計(jì)

(6)混合料的強(qiáng)度試驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)量穩(wěn)定混合料類(lèi)別下列偏差系數(shù)時(shí)的試驗(yàn)數(shù)量<10%10%-15%<20%細(xì)粒6—中粒69—粗?！?13經(jīng)過(guò)上述過(guò)程，定出不同石灰含量的最大干密度和最佳含水量。按最佳含水量與工地預(yù)期達(dá)到的壓實(shí)密度制備試件。試件在規(guī)定溫度下（冰凍地區(qū)20±2℃，非冰凍地區(qū)25±2℃）保濕養(yǎng)生6d，浸水1d，進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層二、石灰穩(wěn)定土石灰穩(wěn)定土混合料設(shè)計(jì)(6)混合料的強(qiáng)度試驗(yàn)四、儀器設(shè)備

1、圓孔篩：孔徑40mm、25mm（或20mm）及5mm的篩各一個(gè)。2、試模：細(xì)粒土（最大粒徑不超過(guò)10mm）：試模的直徑×高=50mm×50mm；中粒土（最大粒徑不超過(guò)25mm）：試模的直徑×高=100mm×100mm；粗粒土（最大粒徑不超過(guò)40mm）：試模的直徑×高=150mm×150mm；3、脫模器；反力框架：規(guī)格為40kN；液壓千斤頂（200kN～500kN）。4、夯錘和導(dǎo)管：擊錘的底面直徑50mm，總質(zhì)量4.5kg。擊錘在導(dǎo)管內(nèi)的總行程為450mm。儀器設(shè)備第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層二、石灰穩(wěn)定土石灰穩(wěn)定土混合料設(shè)計(jì)(6)混合料的強(qiáng)度試驗(yàn)四、儀器設(shè)備

1、對(duì)于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土，至少應(yīng)制6個(gè)試件；對(duì)于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定中粒土和粗粒土，至少分別應(yīng)制9個(gè)和13個(gè)試件。

2、稱(chēng)取一定數(shù)量的風(fēng)干土，計(jì)算干土質(zhì)量，其數(shù)量隨試件大小而變。對(duì)于50mm×50mm的試件，1個(gè)試件約要干土180～210g；對(duì)于100mm×100mm的試件，1個(gè)試件約需干土1700～1900g；對(duì)于150mm×150mm的試件，1個(gè)試件約需干土5700-6000g。制備試件第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層二、石灰穩(wěn)定土石灰穩(wěn)定土混合料設(shè)計(jì)(6)混合料的強(qiáng)度試驗(yàn)四、儀器設(shè)備

3、將稱(chēng)好的土放在長(zhǎng)方盤(pán)內(nèi)，按最佳含水量加水。將土和水拌和均勻后放在密閉的容器內(nèi)浸潤(rùn)備用。將石灰和土一起拌勻后進(jìn)行浸潤(rùn)。

浸潤(rùn)時(shí)間：粘性土12～24h，粉性土6～8h，砂性土、砂礫土、紅土砂礫、級(jí)配砂礫等可以縮短到4h左右，含土很少的未篩分碎石、砂礫及砂可以縮短到2h。制備試件第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層二、石灰穩(wěn)定土石灰穩(wěn)定土混合料設(shè)計(jì)(6)混合料的強(qiáng)度試驗(yàn)四、儀器設(shè)備

4、將試模的下壓柱放入試模的下部，并外露2cm左右。將稱(chēng)量的規(guī)定數(shù)量m2(g)的穩(wěn)定土混合料分2～3次灌入試模中（用漏斗），每次灌入后用夯棒輕輕均勻插實(shí)。如制的是50mm×50mm的小試件，則可以將混合料一次倒入試模中，然后將上壓柱放入試模內(nèi)，應(yīng)使其也外露2cm左右。5、將整個(gè)試模放到反力框架內(nèi)的千斤頂上，加壓直到上下壓柱都?jí)喝朐嚹橹?，維持壓力1min，解除壓力后，取下試模。稱(chēng)試件的質(zhì)量，小試件準(zhǔn)確到1g；中試件準(zhǔn)確到2g；大試件準(zhǔn)確到5g。然后用游標(biāo)卡尺量試件的高度h，準(zhǔn)確到0.1mm。制備試件第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層二、石灰穩(wěn)定土石灰穩(wěn)定土混合料設(shè)計(jì)(6)混合料的強(qiáng)度試驗(yàn)四、儀器設(shè)備

4、試件從試模內(nèi)脫出并稱(chēng)量后，應(yīng)立即放到密封濕氣箱和恒濕室內(nèi)進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)生。但中試件和大試件應(yīng)先用塑料薄膜包復(fù)，有條件時(shí)，可采用蠟封保濕養(yǎng)生。養(yǎng)生時(shí)間視需要而定，作為工地控制，通常都只取7d。5、養(yǎng)生期的最后一天，應(yīng)該將試件浸泡在水中，水的深度應(yīng)使水面在試件頂上約2.5cm。在浸泡水中之前，應(yīng)再次稱(chēng)試件的質(zhì)量

。在養(yǎng)生期間，試件質(zhì)量的損失應(yīng)該符合下列規(guī)定：小試件不超過(guò)1g；中試件不超過(guò)4g；大試件不超過(guò)10g。質(zhì)量損失超過(guò)此規(guī)定的試件，應(yīng)該作廢。試件養(yǎng)生第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層二、石灰穩(wěn)定土石灰穩(wěn)定土混合料設(shè)計(jì)(6)混合料的強(qiáng)度試驗(yàn)四、儀器設(shè)備

4、試件從試模內(nèi)脫出并稱(chēng)量后，應(yīng)立即放到密封濕氣箱和恒濕室內(nèi)進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)生。但中試件和大試件應(yīng)先用塑料薄膜包復(fù)，有條件時(shí)，可采用蠟封保濕養(yǎng)生。養(yǎng)生時(shí)間視需要而定，作為工地控制，通常都只取7d。5、養(yǎng)生期的最后一天，應(yīng)該將試件浸泡在水中，水的深度應(yīng)使水面在試件頂上約2.5cm。在浸泡水中之前，應(yīng)再次稱(chēng)試件的質(zhì)量

。在養(yǎng)生期間，試件質(zhì)量的損失應(yīng)該符合下列規(guī)定：小試件不超過(guò)1g；中試件不超過(guò)4g；大試件不超過(guò)10g。質(zhì)量損失超過(guò)此規(guī)定的試件，應(yīng)該作廢。試件養(yǎng)生第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層二、石灰穩(wěn)定土石灰穩(wěn)定土混合料設(shè)計(jì)(6)混合料的強(qiáng)度試驗(yàn)四、儀器設(shè)備

1、將已浸水一晝夜的試件從水中取出，用軟的舊布吸去試件表面的可見(jiàn)自由水，并稱(chēng)試件的質(zhì)量。

2、用游標(biāo)卡尺量試件的高度h1，準(zhǔn)確到0.1mm。

3、將試件放到路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀的升降臺(tái)上進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)使試件的形變等速增加，并保持速率約為1mm/min。記錄試件破壞時(shí)的最大壓力P（N）。

4、從試件內(nèi)部取有代表性的樣品（經(jīng)過(guò)打破），測(cè)定其含水量w

。試件試驗(yàn)第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層二、石灰穩(wěn)定土石灰穩(wěn)定土混合料設(shè)計(jì)(6)混合料的強(qiáng)度試驗(yàn)四、儀器設(shè)備

試件的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度R

用下列相應(yīng)的公式計(jì)算：對(duì)于小試件：R=0.00051P(MPa)對(duì)于中試件：R=0.000127P(MPa)對(duì)于大試件：R=0.000057P(MPa)式中：P——試件破壞時(shí)的最大壓力（N）；試件試驗(yàn)第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層二、石灰穩(wěn)定土石灰穩(wěn)定土混合料設(shè)計(jì)(6)混合料的強(qiáng)度試驗(yàn)四、儀器設(shè)備

試件平均強(qiáng)度：R=（R1+R2+R3+......+Rn）

偏差系數(shù)：

Cv=σ/R

其中：R—混合料所側(cè)強(qiáng)度平均值，MPa；

Ri-各側(cè)定強(qiáng)度值，MPa；

n—

實(shí)驗(yàn)樣本數(shù)；

Cv—偏差系數(shù)；

σ—實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)差。數(shù)據(jù)處理第二節(jié)石灰穩(wěn)定土基層二、石