無機(jī)結(jié)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(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料21

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(jié)構(gòu)、工藝、維修。1.材料的學(xué)科屬性331

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(jié)構(gòu)有三大類：

顆粒性材料

水硬性膠結(jié)材料

均質(zhì)性材料顯然，無機(jī)結(jié)合料混合料

土工材料[物理結(jié)構(gòu)?]1.材料的學(xué)科屬性41

概

述3）基本力學(xué)性質(zhì)：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(xué)科屬性51）材料通識(shí)：［如何認(rèn)識(shí)、介紹、考察一個(gè)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(jī)結(jié)合料，以改善其路用性能。注：無機(jī)結(jié)合料［水泥、石灰、粉煤灰…］。有機(jī)結(jié)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(guān)于無機(jī)結(jié)合料混合料64）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(guān)于無機(jī)結(jié)合料混合料76）材料要求：①石灰的CaO+MgO含量，②水泥的類別和標(biāo)號(hào)，③粉煤灰的SiO2+Al2O3+Fe2O3>70%和燒失量

20%...7）基本試驗(yàn)：擊實(shí)試驗(yàn)、無側(cè)限抗壓試驗(yàn)。要點(diǎn)：試件制作、養(yǎng)生、加載速度、設(shè)備標(biāo)定。8）應(yīng)用問題：劑量，養(yǎng)生，工藝，裂縫etc.1

概

述2.關(guān)于無機(jī)結(jié)合料混合料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：由不同性質(zhì)和標(biāo)號(hào)的水泥與集料(或細(xì)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(zhì)等類別，一般用普通硅酸鹽32.5級(jí)；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.力學(xué)特性1）強(qiáng)度構(gòu)成特性：c-φ值。2）強(qiáng)度形成過程：［是c-φ值此消彼長的過程］①水化硬凝反應(yīng)，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(zhì)、劑量、水、溫度、壓實(shí)、齡期etc.4）應(yīng)力應(yīng)變特性：

半剛性特性（E）；

顆粒性特性（K，σ3）

水硬性膠結(jié)特性（齡期、水）；

粘彈性特性（t，T）…102水泥穩(wěn)定類混合料

(水穩(wěn)混合料)2.力學(xué)特性［相對(duì)］半剛性特性

壓實(shí)度與強(qiáng)度和模量112水泥穩(wěn)定類混合料

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

(水穩(wěn)混合料)3.路用性能為半剛性材料；具有良好的整體性（板體性）；足夠的力學(xué)強(qiáng)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(shí)的致命弱點(diǎn)，水穩(wěn)碎石較好）；水泥用量

，混合料強(qiáng)度顯著

，裂縫

（數(shù)量、寬度）；不存在最佳水泥劑量，但有經(jīng)濟(jì)用量；存在最佳含水量。132水泥穩(wěn)定類混合料

(水穩(wěn)混合料)4.組成設(shè)計(jì)內(nèi)容：通過試驗(yàn)選擇合適的水泥、集料（或土）、級(jí)配、合適水泥劑量、最佳混合料含水量。試驗(yàn)：①重型擊實(shí)試驗(yàn)；②無側(cè)限抗壓試驗(yàn)(如15×15cm，7d，50mm/min)。步驟：(1)擬定配合比(至少3個(gè)水泥用量)，制備水穩(wěn)混合料；(2)擊實(shí)試驗(yàn)確定（?dmax、ωopt）；(3)確定無側(cè)限抗壓強(qiáng)度（工地預(yù)定壓實(shí)度）；(4)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，選擇合適的配合比。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(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD50-2006)的規(guī)定.水泥穩(wěn)定類材料用集料的技術(shù)要求水泥劑量推薦值：(a=水泥質(zhì)量／集料質(zhì)量）《公路路面基層施工技術(shù)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(xì)、塑限越大，劑量越大。道路等級(jí)高速公路、一級(jí)公路二級(jí)及其以下公路結(jié)構(gòu)層位基

層底基層基

層底基層最大粒徑(mm)≤31.537.537.553壓碎值(%)≤30303540152水泥穩(wěn)定類混合料

(水穩(wěn)混合料)舉例：《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD50-2006)的規(guī)定.水泥穩(wěn)定類材料的壓實(shí)度(%)及7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度(MPa)層

位穩(wěn)

定類

型特重交通重、中交通輕交通壓實(shí)度抗壓強(qiáng)度壓實(shí)度抗壓強(qiáng)度壓實(shí)度抗壓強(qiáng)度基

層集

料≥983.5～4.5≥983～4≥972.5～3.5細(xì)粒土／≥96底基層集

料≥97≥2.5≥97≥2.0≥96≥1.5細(xì)粒土≥96≥96≥95163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(zhì)和等級(jí)的石灰與集料(或細(xì)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(zhì)(按MgO含量)有鈣質(zhì)石灰、鎂質(zhì)石灰，等級(jí)［優(yōu)等品、一等品、合格品］；2)一般用于低等級(jí)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。173石灰穩(wěn)定類混合料

(石灰土混合料)1）強(qiáng)度構(gòu)成特性：c-φ值。2）強(qiáng)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(jié)晶作用，火山灰作用。3）影響因素：石灰的品質(zhì)與劑量、土與集料的種類、養(yǎng)生條件和齡期、壓實(shí)程度etc.4）應(yīng)力應(yīng)變特性：

半剛性特性（E）；

顆粒性特性（K，σ3）

水硬性膠結(jié)特性（齡期、水）；

粘彈性特性（t，T）…2.力學(xué)特性183石灰穩(wěn)定類混合料

(石灰土混合料)2.力學(xué)特性抗壓強(qiáng)度與土質(zhì)、石灰劑量干縮系數(shù)與砂礫含量193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(xué)強(qiáng)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(jì)用量；存在最佳含水量。但存在這樣一些致命弱點(diǎn)：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(qiáng)的反射裂縫；遇水表面軟化，抗水沖刷能力差。203石灰穩(wěn)定類混合料

(石灰土混合料)4.組成設(shè)計(jì)內(nèi)容：通過試驗(yàn)選擇合適的石灰、集料(或土)、級(jí)配、合適石灰劑量、最佳混合料含水量。試驗(yàn)：①重型擊實(shí)試驗(yàn)，②無側(cè)限抗壓試驗(yàn)(如10×10cm，7d，50mm/min)。步驟：(1)擬定配合比(至少3個(gè)石灰用量)，制備石灰土混合料；(2)擊實(shí)試驗(yàn)確定(?dmax、ωopt)；(3)確定無側(cè)限抗壓強(qiáng)度(工地預(yù)定壓實(shí)度)；(4)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，選擇合適的配合比。213石灰穩(wěn)定類混合料

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

層底基層基

層底基層最大粒徑(mm)≤/37.537.553壓碎值(%)≤/3530/354022舉例：《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD50-2006)的規(guī)定.石灰穩(wěn)定類材料的壓實(shí)度(%)及7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度(MPa)層

位穩(wěn)

定類

型重、中交通輕交通壓實(shí)度抗壓強(qiáng)度壓實(shí)度抗壓強(qiáng)度基

層集

料/≥97≥0.5細(xì)粒土≥95(注)≥0.8底基層集

料≥97≥0.8≥96≥0.7細(xì)粒土≥95≥95注：三、四級(jí)公路，壓實(shí)機(jī)具有困難時(shí)，可降低1％。3石灰穩(wěn)定類混合料

(石灰土混合料)234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(xì)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(yīng)：曾經(jīng)變廢為寶，目前經(jīng)濟(jì)市場。244石灰粉煤灰穩(wěn)定類混合料

(二灰混合料)1）強(qiáng)度構(gòu)成特性：c-φ值。2）強(qiáng)度形成過程：［是c-φ值此消彼長的長時(shí)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(shí)程度etc.4）應(yīng)力應(yīng)變特性：

半剛性特性（E）；

顆粒性特性（K，σ3）

水硬性膠結(jié)特性（齡期、水）；

粘彈性特性（t，T）…2.力學(xué)特性254石灰粉煤灰穩(wěn)定類混合料

(二灰混合料)2.力學(xué)特性舉例1：二灰碎石的養(yǎng)生溫度與7d抗壓強(qiáng)度養(yǎng)生溫度（°C）203040抗壓強(qiáng)度(MPa)懸浮式二灰粒料1.35/5.85密實(shí)式二灰粒料1.603.0378舉例2：二灰混合料的最大干縮應(yīng)變及與石灰土的對(duì)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(xì)集料含土0％含土23％最大干縮應(yīng)變(x10-3)0.23-0.270.830.671.780.34-2.633.12-03264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(xué)強(qiáng)度、開裂等]

均相類似［無機(jī)結(jié)合料混合料］；不存在明顯的最佳二灰劑量，但有經(jīng)濟(jì)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(qiáng)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(shí)，多用二灰碎石，幾乎無二灰土。274石灰粉煤灰穩(wěn)定類混合料

(二灰混合料)4.組成設(shè)計(jì)內(nèi)容：通過試驗(yàn)選擇合適的石灰、粉煤灰、集料(或土)、級(jí)配、合適二灰劑量、最佳混合料含水量。試驗(yàn)：①重型擊實(shí)試驗(yàn)，②無側(cè)限抗壓試驗(yàn)(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(shí)試驗(yàn)確定(?dmax、ωopt)；(3)確定無側(cè)限抗壓強(qiáng)度(工地預(yù)定壓實(shí)度)；(4)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，選擇合適的配合比。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(shù)要求石灰粉煤灰混合料的配合比參考值道路等級(jí)高速公路、一級(jí)公路二級(jí)及其以下公路結(jié)構(gòu)層位基

層底基層基

層底基層