無機結合料穩(wěn)定類材料課件

11.概

述2.水泥穩(wěn)定類混合料

(水穩(wěn)混合料)23.石灰穩(wěn)定類混合料

(石灰土混合料)34.石灰粉煤灰穩(wěn)定類混合料(二灰混合料)64無機結合料穩(wěn)定類材料11.概述2.水泥穩(wěn)定類混合料(水穩(wěn)混合料)23.121

概

述1）土木工程：道路材料

道路工程

公路工程

土木工程民用工程（CivilEngineering）＝

土木工程

軍事工程（MilitaryEngineering）土木工程含：公路、鐵路、房建、港航、水利…土木工程四大范疇：材料、結構、工藝、維修。1.材料的學科屬性21概述1）土木工程：1.材料的學科屬性2331

概

述2）土工材料(Geomaterials)：用于土木工程的主體材料，如土、石、磚、碎礫石、水穩(wěn)混合料、二灰混合料、BM、CC等非金屬材料。其物理結構有三大類：

顆粒性材料

水硬性膠結材料

均質性材料顯然，無機結合料混合料

土工材料[物理結構?]1.材料的學科屬性331概述2）土工材料(Geomaterials)：1341

概

述3）基本力學性質：顆粒性

與粘彈性。路面材料大多具有這樣的二重性。1.材料的學科屬性41概述3）基本力學性質：顆粒性與粘彈性。1.材451）材料通識：［如何認識、介紹、考察一個材料］產(chǎn)源

制作工藝

產(chǎn)品特征

使用性能。2）基本定義：在土或碎(礫)石中加入無機結合料，以改善其路用性能。注：無機結合料［水泥、石灰、粉煤灰…］。有機結合料［？］3）主要種類：目前的使用率依次為［水穩(wěn)混合料、二灰混合料、石灰土混合料］。1

概

述2.關于無機結合料混合料51）材料通識：［如何認識、介紹、考察一個材料］1概述564）通常用途：主要用于路面的(底)基層。5）基本特性：半剛性明顯、板體性好、耐磨性差、顆粒性、粘彈性…1

概

述2.關于無機結合料混合料64）通常用途：主要用于路面的(底)基層。1概述2.676）材料要求：①石灰的CaO+MgO含量，②水泥的類別和標號，③粉煤灰的SiO2+Al2O3+Fe2O3>70%和燒失量

20%...7）基本試驗：擊實試驗、無側限抗壓試驗。要點：試件制作、養(yǎng)生、加載速度、設備標定。8）應用問題：劑量，養(yǎng)生，工藝，裂縫etc.1

概

述2.關于無機結合料混合料76）材料要求：1概述2.關于無機結合料混合料72水泥穩(wěn)定類混合料

(水穩(wěn)混合料)8天然湖瀝青巖瀝青組成：由不同性質和標號的水泥與集料(或細粒土)，按比例配合而成。種類：水泥土、水穩(wěn)砂礫、水穩(wěn)碎石…水泥穩(wěn)定的材料范圍很廣。說明：水泥有硅酸鹽、鋁酸鹽、礦渣、火山灰質等類別，一般用普通硅酸鹽32.5級；主要用于路面(底)基層；工程上，以水穩(wěn)碎(礫)石為主。1.材料組成2水泥穩(wěn)定類混合料(水穩(wěn)混合料)8天然湖瀝青巖瀝青組成：89天然湖瀝青巖瀝青2水泥穩(wěn)定類混合料

(水穩(wěn)混合料)2.力學特性1）強度構成特性：c-φ值。2）強度形成過程：［是c-φ值此消彼長的過程］①水化硬凝反應，②離子交換作用，③碳酸化作用。3）影響因素：原材料（水泥、集料）的品質、劑量、水、溫度、壓實、齡期etc.4）應力應變特性：

半剛性特性（E）；

顆粒性特性（K，σ3）

水硬性膠結特性（齡期、水）；

粘彈性特性（t，T）…9天然湖瀝青巖瀝青2水泥穩(wěn)定類混合料(水穩(wěn)混合料)2.9102水泥穩(wěn)定類混合料

(水穩(wěn)混合料)2.力學特性［相對］半剛性特性

壓實度與強度和模量102水泥穩(wěn)定類混合料(水穩(wěn)混合料)2.力學特性［相對112水泥穩(wěn)定類混合料

(水穩(wěn)混合料)2.力學特性抗壓強度與土質、齡期、養(yǎng)生溫度干縮系數(shù)與水泥劑量112水泥穩(wěn)定類混合料(水穩(wěn)混合料)2.力學特性抗壓強122水泥穩(wěn)定類混合料

(水穩(wěn)混合料)3.路用性能為半剛性材料；具有良好的整體性（板體性）；足夠的力學強度（壓、彎拉）及剛度；良好的水穩(wěn)性和耐凍性；耐磨性一般較差（不作面層）；易縮裂（作基層時的致命弱點，水穩(wěn)碎石較好）；水泥用量

，混合料強度顯著

，裂縫

（數(shù)量、寬度）；不存在最佳水泥劑量，但有經(jīng)濟用量；存在最佳含水量。122水泥穩(wěn)定類混合料(水穩(wěn)混合料)3.路用性能為半剛132水泥穩(wěn)定類混合料

(水穩(wěn)混合料)4.組成設計內(nèi)容：通過試驗選擇合適的水泥、集料（或土）、級配、合適水泥劑量、最佳混合料含水量。試驗：①重型擊實試驗；②無側限抗壓試驗(如15×15cm，7d，50mm/min)。步驟：(1)擬定配合比(至少3個水泥用量)，制備水穩(wěn)混合料；(2)擊實試驗確定（?dmax、ωopt）；(3)確定無側限抗壓強度（工地預定壓實度）；(4)根據(jù)試驗結果，選擇合適的配合比。132水泥穩(wěn)定類混合料(水穩(wěn)混合料)4.組成設計內(nèi)容：142水泥穩(wěn)定類混合料

(水穩(wěn)混合料)舉例：《公路瀝青路面設計規(guī)范》(JTGD50-2006)的規(guī)定.水泥穩(wěn)定類材料用集料的技術要求水泥劑量推薦值：(a=水泥質量／集料質量）《公路路面基層施工技術規(guī)范》推薦范圍3～16%；工程多用水穩(wěn)碎石，3.8～4.2%(基層)、3.6～4.0%(底基層)；土越細、塑限越大，劑量越大。道路等級高速公路、一級公路二級及其以下公路結構層位基

層底基層基

層底基層最大粒徑(mm)≤31.537.537.553壓碎值(%)≤30303540142水泥穩(wěn)定類混合料(水穩(wěn)混合料)舉例：《公路瀝青路面152水泥穩(wěn)定類混合料

(水穩(wěn)混合料)舉例：《公路瀝青路面設計規(guī)范》(JTGD50-2006)的規(guī)定.水泥穩(wěn)定類材料的壓實度(%)及7d無側限抗壓強度(MPa)層

位穩(wěn)

定類

型特重交通重、中交通輕交通壓實度抗壓強度壓實度抗壓強度壓實度抗壓強度基

層集

料≥983.5～4.5≥983～4≥972.5～3.5細粒土／≥96底基層集

料≥97≥2.5≥97≥2.0≥96≥1.5細粒土≥96≥96≥95152水泥穩(wěn)定類混合料(水穩(wěn)混合料)舉例：《公路瀝青路面163石灰穩(wěn)定類混合料

(石灰土混合料)1.材料組成組成：由不同性質和等級的石灰與集料(或細粒土)，按比例配合而成。種類：石灰土、石灰砂礫土、石灰碎石土…說明：1)石灰性質(按MgO含量)有鈣質石灰、鎂質石灰，等級［優(yōu)等品、一等品、合格品］；2)一般用于低等級公路的路面(底)基層；3)工程上以石灰土為主，但目前使用極少。163石灰穩(wěn)定類混合料(石灰土混合料)1.材料組成組成16173石灰穩(wěn)定類混合料

(石灰土混合料)1）強度構成特性：c-φ值。2）強度形成過程：［是c-φ值此消彼長的過程］離子交換作用，碳酸化作用，結晶作用，火山灰作用。3）影響因素：石灰的品質與劑量、土與集料的種類、養(yǎng)生條件和齡期、壓實程度etc.4）應力應變特性：

半剛性特性（E）；

顆粒性特性（K，σ3）

水硬性膠結特性（齡期、水）；

粘彈性特性（t，T）…2.力學特性173石灰穩(wěn)定類混合料(石灰土混合料)1）強度構成特性：17183石灰穩(wěn)定類混合料

(石灰土混合料)2.力學特性抗壓強度與土質、石灰劑量干縮系數(shù)與砂礫含量183石灰穩(wěn)定類混合料(石灰土混合料)2.力學特性抗壓18193石灰穩(wěn)定類混合料

(石灰土混合料)3.路用性能基本性能［半剛性、整體性(板體性)、力學強度、開裂等]

類似于［水穩(wěn)混合料］；不存在最佳石灰劑量，但有經(jīng)濟用量；存在最佳含水量。但存在這樣一些致命弱點：耐磨性很差(不利開放施工車輛，更不可作面層)；極易開裂，在面層產(chǎn)生較強的反射裂縫；遇水表面軟化，抗水沖刷能力差。193石灰穩(wěn)定類混合料(石灰土混合料)3.路用性能基本19203石灰穩(wěn)定類混合料

(石灰土混合料)4.組成設計內(nèi)容：通過試驗選擇合適的石灰、集料(或土)、級配、合適石灰劑量、最佳混合料含水量。試驗：①重型擊實試驗，②無側限抗壓試驗(如10×10cm，7d，50mm/min)。步驟：(1)擬定配合比(至少3個石灰用量)，制備石灰土混合料；(2)擊實試驗確定(?dmax、ωopt)；(3)確定無側限抗壓強度(工地預定壓實度)；(4)根據(jù)試驗結果，選擇合適的配合比。203石灰穩(wěn)定類混合料(石灰土混合料)4.組成設計內(nèi)容20213石灰穩(wěn)定類混合料

(石灰土混合料)舉例：《公路瀝青路面設計規(guī)范》(JTGD50-2006)的規(guī)定.石灰穩(wěn)定類材料用集料的技術要求石灰劑量推薦值：（a=石灰質量／干土質量）《公路路面基層施工技術規(guī)范》:砂礫土和碎石土3～7％，粘性土5～16%；土越細、塑限越大，劑量越大。道路等級高速公路、一級公路二級及其以下公路結構層位基

層底基層基

層底基層最大粒徑(mm)≤/37.537.553壓碎值(%)≤/3530/3540213石灰穩(wěn)定類混合料(石灰土混合料)舉例：《公路瀝青路2122舉例：《公路瀝青路面設計規(guī)范》(JTGD50-2006)的規(guī)定.石灰穩(wěn)定類材料的壓實度(%)及7d無側限抗壓強度(MPa)層

位穩(wěn)

定類

型重、中交通輕交通壓實度抗壓強度壓實度抗壓強度基

層集

料/≥97≥0.5細粒土≥95(注)≥0.8底基層集

料≥97≥0.8≥96≥0.7細粒土≥95≥95注：三、四級公路，壓實機具有困難時，可降低1％。3石灰穩(wěn)定類混合料

(石灰土混合料)22舉例：《公路瀝青路面設計規(guī)范》(JTGD50-2006234石灰粉煤灰穩(wěn)定類混合料

(二灰混合料)1.材料組成組成：石灰＋粉煤灰＋集料(或細粒土)［按比例混合］＝二灰混合料。種類：二灰土、二灰砂礫、二灰碎石…粉煤灰：成份：SiO2+Al2O3+Fe2O3（成份>70%，燒失量

20%）；來源：火力發(fā)電廠、其它礦渣；供應：曾經(jīng)變廢為寶，目前經(jīng)濟市場。234石灰粉煤灰穩(wěn)定類混合料(二灰混合料)1.材料組成244石灰粉煤灰穩(wěn)定類混合料

(二灰混合料)1）強度構成特性：c-φ值。2）強度形成過程：［是c-φ值此消彼長的長時間過程］初期類似于石灰土混合料，后期類似于水穩(wěn)混合料。3）影響因素：石灰和粉煤灰的活性成份與劑量、土與集料的種類、養(yǎng)生溫度和齡期、壓實程度etc.4）應力應變特性：

半剛性特性（E）；

顆粒性特性（K，σ3）

水硬性膠結特性（齡期、水）；

粘彈性特性（t，T）…2.力學特性244石灰粉煤灰穩(wěn)定類混合料(二灰混合料)1）強度構成特254石灰粉煤灰穩(wěn)定類混合料

(二灰混合料)2.力學特性舉例1：二灰碎石的養(yǎng)生溫度與7d抗壓強度養(yǎng)生溫度（°C）203040抗壓強度(MPa)懸浮式二灰粒料1.35/5.85密實式二灰粒料1.603.0378舉例2：二灰混合料的最大干縮應變及與石灰土的對比混合料種類二灰穩(wěn)定粒料石灰:粉煤灰:碎石:土二灰土石灰土多粗集料多細集料含土0％含土23％最大干縮應變(x10-3)0.23-0.270.830.671.780.34-2.633.12-03254石灰粉煤灰穩(wěn)定類混合料(二灰混合料)2.力學特性264石灰粉煤灰穩(wěn)定類混合料

(二灰混合料)3.路用性能基本性能［半剛性、整體性(板體性)、力學強度、開裂等]

均相類似［無機結合料混合料］；不存在明顯的最佳二灰劑量，但有經(jīng)濟用量；存在最佳含水量。注：配合比有［舉例］參考值。但存在這樣一些差異：強度形成慢，養(yǎng)生周期長，開放交通晚；耐磨性介于前述二者之間；不易開裂，防裂效果較好［粉煤灰可作防裂外摻劑］；作路面(底)基層時，多用二灰碎石，幾乎無二灰土。264石灰粉煤灰穩(wěn)定類混合料(二灰混合料)3.路用性能274石灰粉煤灰穩(wěn)定類混合料

(二灰混合料)4.組成設計內(nèi)容：通過試驗選擇合適的石灰、粉煤灰、集料(或土)、級配、合適二灰劑量、最佳混合料含水量。試驗：①重型擊實試驗，②無側限抗壓試驗(如15×15cm，7d，50mm/min)。步驟：(1)依據(jù)參考值，擬定配合比，制備二灰混合料；(2)擊實試驗確定(?dmax、ωopt)；(3)確定無側限抗壓強度(工地預定壓實度)；(4)根據(jù)試驗結果，選擇合適的配合比。274石灰粉煤灰穩(wěn)定類混合料(二灰混合料)4.組成設計284石灰粉煤灰穩(wěn)定類混合料

(二灰混合料)舉例：石灰粉煤灰穩(wěn)定類材料用集料的技術要求石灰粉煤灰混合料的配合比參考值道路等級高速公路、一級公路二級及其以下公路結構層位基

層底基層基