同济大学 道路工程材料课件 6.无机结合料稳定材料
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市政工程教学课件:无机结合料稳定材料及路面 (一)
市政工程教学课件:无机结合料稳定材料及
路面 (一)
市政工程是指建设市政公共设施工程,如道路、桥梁、排水、照明、供水、供气、供热等。
对于市政工程的教学,无机结合料稳定材料及路面是一项非常重要的内容,能使学生了解到这个领域中的一些关键知识,随后将进行详细讲解。
一、无机结合料的定义和特点
无机结合料是一种由水泥、石灰等无机胶凝材料和矿物骨料等混合物制成的固结材料,具有固结、粘结强度高、耐久性强等特点。
学生应该了解无机结合料的特点和在市政工程中的具体应用。
二、无机结合料的配合比设计
为了使无机结合料能够发挥最佳效果,设计合理的配合比十分重要。
这一部分的内容主要讲解的是在无机结合料的配合比设计中,需要考虑哪些因素。
三、无机结合料的稳定作用及应用
无机结合料在城市道路、机场跑道、港口码头及工业场地等地区广泛应用。
了解无机结合料的稳定作用和其在市政工程中的具体应用,能够帮助学生更好地理解无机结合料的重要性。
四、路面结构设计
路面结构设计是道路工程设计中的一个重要部分,市政工程教学应该对其进行重点讲解。
学生需要掌握路面结构设计的基本原理、选材和设计要点等方面的知识。
五、路面材料的应用
路面材料种类繁多,学生应该了解各种路面材料的特点和适用场合,如瀑布式落石防护网、聚胺酯高分子喷涂材料等。
综上所述,市政工程教学课件:无机结合料稳定材料及路面,是市政工程教育的重点内容。
通过教材的讲授,学生能够掌握无机结合料和路面结构设计的理论知识,提高市政工程的实际操作能力,进而促进市政工程的发展。
路基路面无机结合料稳定路面详解课件
无机结合料稳定路面应用 与发展趋势
工程实例与应用范围
要点一
某高速公路路段
采用无机结合料稳定基层技术,有效提高了路面的承 载能力和稳定性,减少了基层开裂和反射裂缝的发生 。
要点二
某城市道路改造工程
通过使用无机结合料稳定技术,提高了道路的使用寿 命和耐久性,减少了维护成本。
经济效益与社会效益
建设成本低
基层处理
对基层进行清理、平整和夯实,确保基层表面平整、干净、无杂物。
材料运输
将无机结合料、水、石灰等材料运至施工现场,并妥善保管,防止受潮或污染 。
摊铺与整型
摊铺
将无机结合料均匀摊铺在基层上,并使用刮板或铲子将其刮平。
整型
使用整型设备对摊铺好的路面进行整型,使其达到设计要求的形状和坡度。
碾压与养生
防治措施
采用抗裂性能好的材料,合理设计路面结构 ,加强施工质量控制,定期对路面进行检查 和维护,及时修补裂缝。
路面泛油
原因分析
路面泛油主要是由于沥青混合料中沥青含量 过高,路面排水不畅等原因导致的。
防治措施
合理控制沥青混合料中沥青的含量,提高混 合料的压实度,采用适当的级配,加强路面
排水设计。
05
施工过程质量控制
施工前准备
对施工现场进行清理、平整 和压实,确保基层质量符合 要求。
混合料拌合
采用强制式搅拌机进行混合 料的拌合,确保均匀、无离 析现象。
运输与摊铺
采用自卸车将混合料运输至 施工现场,采用摊铺机进行 摊铺,确保厚度、平整度符 合设计要求。
碾压与养生
采用压路机进行碾压,并进 行必要的养生,确保路面强 度和稳定性。
发展趋势
随着人们对环境保护和资源节约的重视,无机结合料稳 定路面将在未来得到更广泛的应用和发展。同时,随着 科技的不断进步,新型的无机结合料稳定材料和工艺也 将不断涌现。
工程实例与应用范围
要点一
某高速公路路段
采用无机结合料稳定基层技术,有效提高了路面的承 载能力和稳定性,减少了基层开裂和反射裂缝的发生 。
要点二
某城市道路改造工程
通过使用无机结合料稳定技术,提高了道路的使用寿 命和耐久性,减少了维护成本。
经济效益与社会效益
建设成本低
基层处理
对基层进行清理、平整和夯实,确保基层表面平整、干净、无杂物。
材料运输
将无机结合料、水、石灰等材料运至施工现场,并妥善保管,防止受潮或污染 。
摊铺与整型
摊铺
将无机结合料均匀摊铺在基层上,并使用刮板或铲子将其刮平。
整型
使用整型设备对摊铺好的路面进行整型,使其达到设计要求的形状和坡度。
碾压与养生
防治措施
采用抗裂性能好的材料,合理设计路面结构 ,加强施工质量控制,定期对路面进行检查 和维护,及时修补裂缝。
路面泛油
原因分析
路面泛油主要是由于沥青混合料中沥青含量 过高,路面排水不畅等原因导致的。
防治措施
合理控制沥青混合料中沥青的含量,提高混 合料的压实度,采用适当的级配,加强路面
排水设计。
05
施工过程质量控制
施工前准备
对施工现场进行清理、平整 和压实,确保基层质量符合 要求。
混合料拌合
采用强制式搅拌机进行混合 料的拌合,确保均匀、无离 析现象。
运输与摊铺
采用自卸车将混合料运输至 施工现场,采用摊铺机进行 摊铺,确保厚度、平整度符 合设计要求。
碾压与养生
采用压路机进行碾压,并进 行必要的养生,确保路面强 度和稳定性。
发展趋势
随着人们对环境保护和资源节约的重视,无机结合料稳 定路面将在未来得到更广泛的应用和发展。同时,随着 科技的不断进步,新型的无机结合料稳定材料和工艺也 将不断涌现。
无机结合料稳定材料试验检测PPT课件
度应事先调整到110℃左右,使放入的试样一开始就
能在110℃的环境下进行烘干)。当试样中大于规 定最大粒径的超尺寸颗粒的含量为5%-30%时, 应对试验所得最大干密度和最佳含水率进行校 正。
注意事项
(1)含水率试验时,烘箱的温度应事先调整到 110℃左右,使放入的试样能一开始就能在110℃ 的环境下进行烘干。(水泥与水拌和就要发生水 化作用,在较高温度下水化作用发生得较快。而 烘干法又不能除去已与水泥发生水化作用的水, 这样得出的含水率往往偏小。)
2、水泥
各种类型的水泥都可以用于稳定土,硅酸盐水泥 比铝酸盐水泥稳定效果好。在保证土的性质能根本变 化,且能保证稳定土达到所规定的强度和稳定性的前 提下,取尽可能低的水泥用量。
3、粉煤灰 本身不具有或有很小的粘结性,但它以细分
散状态与水和消石灰或水泥混合,可以发生反应形 成具有粘结性的化合物。
作用:加入土中起填充作用,与石灰反应的产 物也起胶结作用。由此改善稳定土的水稳定性,提 高强度与密实度。
稳定土试件成型机
无侧限抗压强度 微机控制全自动压力试验机 试件
试模:
细粒土(最大粒径不大于4.75mm ) 试模的直径×高 = 50mm × 50mm ;
中粒土(最大粒径不大于 26.5mm ) 试模的直径×高 = 100mm × 100mm ;
粗粒土(最大粒径不大于53mm ) 试模的直径×高 = 150mm × 150mm ;
2、重粘土中粘土颗粒含量多,不易粉碎和拌和;
3、粉质粘土的稳定效果最佳;
4、级配良好的砂、砾石、粘土稳定效果最佳。
(二)稳定土的外掺材料
1、石灰
作用:石灰可使土粒胶结成为整体,密实性提高, 水稳性提高。
各种化学组成的石灰均可用于稳定土,在剂量不 大的情况下,钙质石灰比镁质石灰稳定土的初期强度 大。
能在110℃的环境下进行烘干)。当试样中大于规 定最大粒径的超尺寸颗粒的含量为5%-30%时, 应对试验所得最大干密度和最佳含水率进行校 正。
注意事项
(1)含水率试验时,烘箱的温度应事先调整到 110℃左右,使放入的试样能一开始就能在110℃ 的环境下进行烘干。(水泥与水拌和就要发生水 化作用,在较高温度下水化作用发生得较快。而 烘干法又不能除去已与水泥发生水化作用的水, 这样得出的含水率往往偏小。)
2、水泥
各种类型的水泥都可以用于稳定土,硅酸盐水泥 比铝酸盐水泥稳定效果好。在保证土的性质能根本变 化,且能保证稳定土达到所规定的强度和稳定性的前 提下,取尽可能低的水泥用量。
3、粉煤灰 本身不具有或有很小的粘结性,但它以细分
散状态与水和消石灰或水泥混合,可以发生反应形 成具有粘结性的化合物。
作用:加入土中起填充作用,与石灰反应的产 物也起胶结作用。由此改善稳定土的水稳定性,提 高强度与密实度。
稳定土试件成型机
无侧限抗压强度 微机控制全自动压力试验机 试件
试模:
细粒土(最大粒径不大于4.75mm ) 试模的直径×高 = 50mm × 50mm ;
中粒土(最大粒径不大于 26.5mm ) 试模的直径×高 = 100mm × 100mm ;
粗粒土(最大粒径不大于53mm ) 试模的直径×高 = 150mm × 150mm ;
2、重粘土中粘土颗粒含量多,不易粉碎和拌和;
3、粉质粘土的稳定效果最佳;
4、级配良好的砂、砾石、粘土稳定效果最佳。
(二)稳定土的外掺材料
1、石灰
作用:石灰可使土粒胶结成为整体,密实性提高, 水稳性提高。
各种化学组成的石灰均可用于稳定土,在剂量不 大的情况下,钙质石灰比镁质石灰稳定土的初期强度 大。
道路建筑材料第四章 无机结合料稳定材料
第二节 无机结合料稳定材料的技术性质
(3)掺加粗粒料 掺入一定数量(掺入量60%~70%)的粗粒料, 如砂、碎石、砾石等,使混合料满足最佳组成要求,可以提高其 强度和稳定性,减少裂缝产生,同时可以节约结合料和改善碾压 时的拥挤现象。 (四)疲劳特性 (五)水稳定性和抗冻稳定性 (1)土类 细土含量多、塑性指数大的土,水稳定性和抗冻稳定性 能差。 (2)稳定剂种类和剂量 石灰粉煤灰粒料和水泥粒料的水稳定性最 好。 (3)密实度 密实度大时,透水能力降低,水稳定性增强。
内容如下。 1)颗粒分析试验。 2)液限和塑性指数试验。 3)相对密度试验。 4)击实试验。 5)压碎值试验。 6)有机质含量试验(必要时做)。 7)硫酸盐含量试验(必要时做)。
第三节 无机结合料稳定材料的组成设计
8)稳定剂性质试验。 三、混合料配合比设计步骤 1)选定不同的石灰或水泥剂量,制备同一种土样的混合料试件若 干,建议剂量见表、表4-9。
第二节 无机结合料稳定材料的技术性质
表4-5 无机结合稳定材料无侧限抗压强度试件尺寸
2.强度标准
表4-6 无机结合稳定土抗压强度标准
(二)密度 1.压实度
第二节 无机结合料稳定材料的技术性质
2.含水率 3.击实试验
表4-7 击实试验类型
第二节 无机结合料稳定材料的技术性质
(三)Байду номын сангаас形性能
图4-1 击实曲线
4.水
第一节 概 述
第二节 无机结合料稳定材料的技术性质
一、无机结合料稳定材料的强度形成原理 在土中掺入适量的石灰或水泥,并在最佳含水量下拌和均匀、
压实,使无机结合料与土发生一系列的物理、化学作用而逐渐具 有一定的强度。石灰与土之间的物理与化学作用大致可分为四个 方面:离子交换作用、结晶作用、碳酸化作用和火山灰作用。水 泥与土之间产生的物理与化学作用也可分为四个方面:硬凝反应、 离子交换作用、化学激发作用、碳酸化 (一)石灰稳定土强度形成原理 1.离子交换作用 2.结晶作用 3.火山灰作用 4.碳酸化作用
同济大学 道路工程材料课件 7 复习
11
第二章 沥青材料
1. 沥青的基础知识 2. 沥青的技术性能、评价方法和技术指标
与路用性能的关系(粘滞性、感温性)
3. 我国现行道路石油沥青技术标准
沥青等级划分指标-针入度 技术指标体系-三大指标
4. 改性沥青基础知识
12
26.5
0.3
0.6
Байду номын сангаас
1.2
9.5
19
2
2010/6/17
1.石油沥青的基础知识
地沥青 沥青 改性沥青 元素组成:C、H、O、S、N → C/H 沥青的 组成与结构 化学组分:饱和分、芳香分、胶质、沥青质 胶体结构:溶胶型、凝胶型、溶凝胶型 天然沥青:湖沥青、岩沥青 石油沥青
2. 沥青的技术性质
粘滞性:沥青抵抗剪切变形的能力 评价指标:粘度——内摩阻力(粘滞系数) 针入度——稠度、粘度 软化点——粘度、感温性 延性:变形而不破坏的能力 评价指标:延度——塑性 感温性:沥青的粘度随温度的不同而产生明显的变化的特性 评价指标:针入度指数——感温性、胶体结构 软化点 热老化性: 质量变化、变硬变脆 评价指标:质量变化、针入度比
三 沥青混合料应具备的路用性能
高温稳定性 低温抗裂性 耐久性(水、疲劳、老化) 表面功能(抗滑、降噪、排水)
25
26
沥青混合料性能评价指标
• 高温稳定性:马歇尔稳定度(KN)、流值(0.1mm) 动稳定度(次/mm) • 水稳定性:残留稳定度(%) 冻融劈裂强度比(%) • 低温抗裂性:破坏应变( με )
悬浮式 密实式
44
结合料稳定类混合料技术特性
★强度和刚度介于刚性混凝土和柔性粒料材料之间
材料品种 模量 水泥混凝土 ~4×104 粒料 ~102 半刚性材料 ~103
第二章 沥青材料
1. 沥青的基础知识 2. 沥青的技术性能、评价方法和技术指标
与路用性能的关系(粘滞性、感温性)
3. 我国现行道路石油沥青技术标准
沥青等级划分指标-针入度 技术指标体系-三大指标
4. 改性沥青基础知识
12
26.5
0.3
0.6
Байду номын сангаас
1.2
9.5
19
2
2010/6/17
1.石油沥青的基础知识
地沥青 沥青 改性沥青 元素组成:C、H、O、S、N → C/H 沥青的 组成与结构 化学组分:饱和分、芳香分、胶质、沥青质 胶体结构:溶胶型、凝胶型、溶凝胶型 天然沥青:湖沥青、岩沥青 石油沥青
2. 沥青的技术性质
粘滞性:沥青抵抗剪切变形的能力 评价指标:粘度——内摩阻力(粘滞系数) 针入度——稠度、粘度 软化点——粘度、感温性 延性:变形而不破坏的能力 评价指标:延度——塑性 感温性:沥青的粘度随温度的不同而产生明显的变化的特性 评价指标:针入度指数——感温性、胶体结构 软化点 热老化性: 质量变化、变硬变脆 评价指标:质量变化、针入度比
三 沥青混合料应具备的路用性能
高温稳定性 低温抗裂性 耐久性(水、疲劳、老化) 表面功能(抗滑、降噪、排水)
25
26
沥青混合料性能评价指标
• 高温稳定性:马歇尔稳定度(KN)、流值(0.1mm) 动稳定度(次/mm) • 水稳定性:残留稳定度(%) 冻融劈裂强度比(%) • 低温抗裂性:破坏应变( με )
悬浮式 密实式
44
结合料稳定类混合料技术特性
★强度和刚度介于刚性混凝土和柔性粒料材料之间
材料品种 模量 水泥混凝土 ~4×104 粒料 ~102 半刚性材料 ~103
无机结合料稳定类路面课件
原因分析
从材料、环境、施工等方面分析 裂缝产生原因
防治措施
提出材料优选、施工控制、养护 管理等防治措施
处理方法
提出材料调整、结构优化、施工 改进等处理方法
问题表现
阐述强度不足的路面表现及影响
问题二
无机结合料路面强度不足问题及 处理方法
经验教训总结及启示
经验教训一
重视材料选择与质量控制
启示
加强材料研究,推动新材 料、新技术应用,提高路
混合料制备工艺流程
配料
按照设计比例将各种原材料进 行准确配料。
搅拌
采用合适的搅拌机进行充分搅 拌,确保混合料的均匀性。
运输
采用适当的运输方式将混合料 运至施工现场。
摊铺与压实
采用合适的摊铺机和压路机进 行混合料的摊铺和压实,确保
路面的平整度和密实度。
混合料性能评价方法
无侧限抗压强度
采用无侧限抗压强度试验评价混合料的抗压 性能。
智能化、数字化、网络化 借助先进的信息技术和传感器技术,实现无机结合料稳定 类路面的智能化、数字化和网络化,提高路面管理和维护 效率。
长寿命、高性能、多功能 通过新材料、新技术和新工艺的研发与应用,提高无机结 合料稳定类路面的使用寿命、性能和功能,满足不断增长 的交通需求。
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THANKS
集料种类与要求
粗集料
应选用质地坚硬、耐久、洁净的碎石 或卵石,压碎值、针片状颗粒含量等 指标应符合规范要求。
细集料
应选用洁净、干燥、无风化的天然砂 或机制砂,含泥量等指标应符合规范 要求。
原材料性能对路面性能影响
无机结合料性能
面厚度、平整度、抗滑性能 等。
配合比设计
合理的配合比设计可优化路面性能, 提高使用寿命。
道路工程材料设计与应用_ 无机结合料稳定材料_
与结合料的类型、剂量、被稳定材料的类别、粒料含量、小于0.5mm
的细颗粒的含量、试件含水量和龄期等有关 。
收缩程度:石灰土>悬浮式粒料>密实式粒料 改善措施:选择材料、控制含水量、施工压实、养生条件
有机质含量超过2%或硫酸盐含量超过0.25%的土 集料的颗泥稳定类土的技术性质
6.3.1.1 强度的形成与影响因素
⑴ 强度形成 水泥的水化作用; 离子交换作用; 化学激发作用; 碳酸化作用 。
水泥的水化作用:在水泥稳定土中,首先发生的是水泥自 身的水化反应,从而产生出具有胶结能力的水化产物,这 是水泥稳定土强度的主要来源。
6.3 水泥稳定土
6.3.0 概述 (一)分类 水泥土——水泥稳定砂性土、粉性土和黏性土 水泥砂——水泥稳定砂 水泥稳定碎石、水泥稳定砂砾——水泥稳定级 配碎石、未筛分碎石、砂砾等
(二) 组成材料及其技术要求
水泥
普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。 要求初凝和终凝时间较长
土与集料
适宜材料:级配碎石、未筛分碎石、砂砾、碎石土、砂砾土、 煤矸石和各种粒状矿渣 不宜材料:塑性指数较大的细粒土
水泥剂量与干缩系数的关系
6.3.3 水泥稳定类混合料组成设计
6.3.3.1 水泥土中水泥剂量的确定方法
☆ 试验法:击实试验确定其最大干密度和最佳含 水量。
6.3.3 水泥稳定类混合料组成设计
6.3.3.2 水泥稳定集料的配合比计算法
☆计算原则:集料达到最大振动干密度 水泥浆胶结并填充集料空隙
12))最最大佳干含密水度量的 的计计算算::w0d=max(W /1C+(k1g),1maa0x0k+)a(1-a /100) wg
4.含水量
(水促使石灰土发生物理化学变化,形成强度;便于土的粉碎、拌和与压实,并且 有利于养生。)在利于压实的最佳含水量下,可满足灰、土发生化学反应的需要, 同时又可得到最大密实度,强度高,水稳定性好。含水量过大过小都不好。
的细颗粒的含量、试件含水量和龄期等有关 。
收缩程度:石灰土>悬浮式粒料>密实式粒料 改善措施:选择材料、控制含水量、施工压实、养生条件
有机质含量超过2%或硫酸盐含量超过0.25%的土 集料的颗泥稳定类土的技术性质
6.3.1.1 强度的形成与影响因素
⑴ 强度形成 水泥的水化作用; 离子交换作用; 化学激发作用; 碳酸化作用 。
水泥的水化作用:在水泥稳定土中,首先发生的是水泥自 身的水化反应,从而产生出具有胶结能力的水化产物,这 是水泥稳定土强度的主要来源。
6.3 水泥稳定土
6.3.0 概述 (一)分类 水泥土——水泥稳定砂性土、粉性土和黏性土 水泥砂——水泥稳定砂 水泥稳定碎石、水泥稳定砂砾——水泥稳定级 配碎石、未筛分碎石、砂砾等
(二) 组成材料及其技术要求
水泥
普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。 要求初凝和终凝时间较长
土与集料
适宜材料:级配碎石、未筛分碎石、砂砾、碎石土、砂砾土、 煤矸石和各种粒状矿渣 不宜材料:塑性指数较大的细粒土
水泥剂量与干缩系数的关系
6.3.3 水泥稳定类混合料组成设计
6.3.3.1 水泥土中水泥剂量的确定方法
☆ 试验法:击实试验确定其最大干密度和最佳含 水量。
6.3.3 水泥稳定类混合料组成设计
6.3.3.2 水泥稳定集料的配合比计算法
☆计算原则:集料达到最大振动干密度 水泥浆胶结并填充集料空隙
12))最最大佳干含密水度量的 的计计算算::w0d=max(W /1C+(k1g),1maa0x0k+)a(1-a /100) wg
4.含水量
(水促使石灰土发生物理化学变化,形成强度;便于土的粉碎、拌和与压实,并且 有利于养生。)在利于压实的最佳含水量下,可满足灰、土发生化学反应的需要, 同时又可得到最大密实度,强度高,水稳定性好。含水量过大过小都不好。
第六章 无机稳定材料
3)主要种类:目前的使用率依次为[水稳混合料、
二灰混合料、石灰土混合料]。
6.1 概 述
2. 关于无机结合料混合料
4)通常用途:主要用于路面的(底)基层。
8
5)基本特性:半刚性明显、板体性好、耐磨性差、
颗粒性、粘弹性…
6.1 概 述
2. 关于无机结合料混合料
6)材料要求:
① 石灰的CaO+MgO含量,
军事工程(Military Engineering)
土木工程含:公路、铁路、房建、港航、水利… 土木工程四大范畴:材料、结构、工艺、维修。
6.1 概 述
1. 材料的学科属性
2)土工材料(Geomaterials):
5
用于土木工程的主体材料,如土、石、砖、碎砾石、水
稳混合料、二灰混合料、BM、CC等非金属材料。 其物理结构有三大类: 颗粒性材料 水硬性胶结材料 均质性材料
2. 力学特性
1)强度构成特性:c-φ值。 2)强度形成过程:[是c-φ值此消彼长的长时间过程] 初期类似于石灰土混合料,后期类似于水稳混合料。 3)影响因素:石灰和粉煤灰的活性成份与剂量、土与集
26
料
的种类、养生温度和龄期、压实程度etc. 4)应力应变特性:半刚性特性(E); 颗粒性特性(K,σ3) 水硬性胶结特性(龄期、水);
石灰,等级[优等品、一等品、合格品];
2)一般用于低等级公路的路面(底)基层; 3)工程上以石灰土为主,但目前使用极少。
6.3 石灰稳定类混合料 (石灰土混合料)
2. 力学特性
1)强度构成特性:c-φ值。 2)强度形成过程:[是c-φ值此消彼长的过程] 离子交换作用,碳酸化作用,结晶作用,火山灰作用。 3)影响因素:石灰的品质与剂量、土与集料的种类、
无机结合料稳定材料(道路建筑材料课件)
合适的水泥剂量试件室内试验结果的平均抗压强度应符合公式(7-1)的
要求:
R ·(1- Z aCv )≥ Rd
式中:
C CV—— 一组试验的强度变异系数。 v
S R
2
S
R Ri
n 1
二、材料组成设计步骤
9. 确定工地上实际采用的水泥剂量
➢此剂量试件室内试验结果的强度代表值Rd0应不小于强度标准值Rd 即Rd0≥Rd ,当Rd0<Rd时,应重新进行配合比试验。
3.设计计算
(33.设)计强计度算检验 按压实度为98%计算出不同水泥剂量下的水泥稳定碎石试件的干密度, 按此干密度和最佳含水率制备试件。进行7d无侧限抗压强度试验。
无机结合料稳定材料的组成设计例题
[例3-1] 设计某地二级公路路面基层用水泥稳定碎石的配合比。
3.设计计算
(34.设)计确计定算水泥的最佳剂量 从表3-13可知,满足Rd0≥Rd的水泥最佳剂量为5.0%。根据施工条件, 工地上实际采用的水泥剂量为5.5%,该水泥稳定碎石的最大干密度为 2.205g/cm3,最佳含水率为5.9%。
击实试验及强度检测结果
无机结合料稳定材料的组成设计例题
[例3-1] 设计某地二级公路路面基层用水泥稳定碎石的配合比。
2.原材料选用
(1)集料
选用四种单级配集料,集料规格为4#(19~31.5)mm、 3#(9.5~19)mm、2#(4.75~9.5)m、 1#(0.075~4.75)mm。根据混合料级配要求,确定掺配 比例为4#:3#:2#:1# = 19%:28%:22%:31%。
(34.设)计确计定算水泥的最佳剂量
从表3-13可知,满足Rd0≥Rd的水泥最佳剂量为5.0%。根据施工条件,工 地上实际采用的水泥剂量为5.5%,该水泥稳定碎石的最大干密度为 2.205g/cm3,最佳含水率为5.9%。
六章无机结合料稳定类混合料
⑴强度形成机理
主要取决于水泥水化硬化、离子交换和火 山灰反应过程。
水泥水化产物水化硅酸钙等系列水化物, 在土粒的孔隙中形成骨架;水化产物氢氧 化钙中的钙离子与土中的钠、钾离子进行 吸附交换,降低粘性土的亲水性和塑性, 使分散土粒形成较大的土团―链条结构, 形成稳定的结构。
⑵组成材料对强度的影响
③改善级配可以明显增加水泥稳定集料的强度。
⑶环境因素对强度的影响
养生温度和延迟时间
养生温度:直接影响水泥的水化进程, 因而对水泥稳定土的强度有明显的影 响。。
延迟时间:是指水泥稳定土施工过程中,从 加水拌和开始至碾压结束缩经历的时间。
延迟时间越长,强度和密度的损失越大。
延迟时间对水泥稳定土强度的影响主要取决 于水泥品种和土质。终凝时间短的水泥延迟 损失大;延迟2h时,水泥稳定原状砂砾或粗 石灰石配制的损失20%,而水泥稳定粘土或 砾质砂配制的损失60%,水泥稳定中砂的强 度基本没有损失。
二灰土的强度形成机理与石灰稳定土基本相同。
主要依靠集料的骨架作用和二灰的水硬性胶结和填充 作用。粉煤灰提供较多的活性物质,因此二灰类混合 料强度和稳定性较高。
与石灰稳定土相比,二灰稳定土强度形成更多的倚 赖于火山灰反应生成的水化物。
粉煤灰是一种缓凝材料,故早期强度较低,有较高的 后期强度。
如果要提高二灰稳定土的早期强度,可以掺 加少量水泥或某些早强剂
3、二灰稳定土的适用性
粉煤灰颗粒呈空心球体,密度小而比表面积 大,掺加粉煤灰后,稳定土的最佳含水量增 大,最大干密度减小,但其强度、刚度及稳 定性均有不同程度的提高,尤其是抗冻性有 较显著的改善,温缩系数减小,对提高路面 抗裂有重要的意义。
二灰土的温缩依然存在,具有相当程度的干 缩变形,会产生干缩裂缝,因此禁止用于高 等级路面的基层。密实型二灰集料则可以用 作高等级公路基层。
主要取决于水泥水化硬化、离子交换和火 山灰反应过程。
水泥水化产物水化硅酸钙等系列水化物, 在土粒的孔隙中形成骨架;水化产物氢氧 化钙中的钙离子与土中的钠、钾离子进行 吸附交换,降低粘性土的亲水性和塑性, 使分散土粒形成较大的土团―链条结构, 形成稳定的结构。
⑵组成材料对强度的影响
③改善级配可以明显增加水泥稳定集料的强度。
⑶环境因素对强度的影响
养生温度和延迟时间
养生温度:直接影响水泥的水化进程, 因而对水泥稳定土的强度有明显的影 响。。
延迟时间:是指水泥稳定土施工过程中,从 加水拌和开始至碾压结束缩经历的时间。
延迟时间越长,强度和密度的损失越大。
延迟时间对水泥稳定土强度的影响主要取决 于水泥品种和土质。终凝时间短的水泥延迟 损失大;延迟2h时,水泥稳定原状砂砾或粗 石灰石配制的损失20%,而水泥稳定粘土或 砾质砂配制的损失60%,水泥稳定中砂的强 度基本没有损失。
二灰土的强度形成机理与石灰稳定土基本相同。
主要依靠集料的骨架作用和二灰的水硬性胶结和填充 作用。粉煤灰提供较多的活性物质,因此二灰类混合 料强度和稳定性较高。
与石灰稳定土相比,二灰稳定土强度形成更多的倚 赖于火山灰反应生成的水化物。
粉煤灰是一种缓凝材料,故早期强度较低,有较高的 后期强度。
如果要提高二灰稳定土的早期强度,可以掺 加少量水泥或某些早强剂
3、二灰稳定土的适用性
粉煤灰颗粒呈空心球体,密度小而比表面积 大,掺加粉煤灰后,稳定土的最佳含水量增 大,最大干密度减小,但其强度、刚度及稳 定性均有不同程度的提高,尤其是抗冻性有 较显著的改善,温缩系数减小,对提高路面 抗裂有重要的意义。
二灰土的温缩依然存在,具有相当程度的干 缩变形,会产生干缩裂缝,因此禁止用于高 等级路面的基层。密实型二灰集料则可以用 作高等级公路基层。
【道路工程】无机结合料稳定材料及路面
➢ 无机结合料稳定材料的特点
板体性好,具有一定的抗拉强度;稳定性好,抗冻性强; 强度和刚度随着龄期而增长;经济性好;干缩温缩大,耐磨 性差,抗疲劳性也稍差。
二灰稳定碎石的摊铺、碾压与养护
水稳碎石的摊铺与碾压
◆2、无机结合料稳定材料的种类
1)原材料 ①土(广义):细粒土、粗粒土、巨粒土 ②无机结合料:水泥、石灰、工业废渣等 2)无机结合料稳定材料种类:
的一次性极限应力的比值,试验证明,用双对数方程或单对数 方程表示较合理,为:
双对数
或
单对数
室内小梁弯拉疲劳试验设备照片 (三分点加载)
UTM试验机
图中所示为小梁弯拉疲劳试验,半刚性材料可以进行小梁弯拉 疲劳试验,但是一般认为其变异性较大。
同时由于劈裂试验 更能反映材料在路 面结构中的受力状 态,因此实际常采 用劈裂疲劳试验。
常用最佳剂量范围:对于粘性土及粉性土为8~14%;对砂性土则为9~16
%。最终根据结构层技术要求进行混合料组成设计。
4)含水量:
最佳含水量及略小于最佳含水量时最易压实达到较高的压实度。 石灰稳定类材料的最佳含水量需要通过标准击实试验进行确定,经验公 式为:石灰土的最佳含水量=素土的最佳含水量+拌和过程中的蒸发量 (约在1.5%左右)+石灰反应所需的水(0.2×石灰剂量)。
细粒土:二灰土、水泥土、石灰土、水泥石灰土、三灰土 粗粒土:二灰碎石土、二灰稳定碎石(二灰碎石)、水泥碎石土、
水泥稳定碎石、二灰砂、水泥砂
无土:二灰、二渣、水泥矿渣等
第二节 无机结合料稳定材料的特性
◆1、无机结合料稳定材料的应力—应变特性
1)强度和模量随龄期增长而变化,不同种类材料的强 度变化规律也不同; 2)有较好的板体性,具有一定的抗拉性能; 3)用抗压强度与抗压回弹模量、劈裂强度与劈裂回弹 模量、抗弯拉强度与抗弯拉弹性模量、干缩与温缩等 来衡量材料的性能; 4)应力—应变特性与原材料和结合料的性质与用量、 混合料的含水量及密实度以及龄期、温度等有关。
板体性好,具有一定的抗拉强度;稳定性好,抗冻性强; 强度和刚度随着龄期而增长;经济性好;干缩温缩大,耐磨 性差,抗疲劳性也稍差。
二灰稳定碎石的摊铺、碾压与养护
水稳碎石的摊铺与碾压
◆2、无机结合料稳定材料的种类
1)原材料 ①土(广义):细粒土、粗粒土、巨粒土 ②无机结合料:水泥、石灰、工业废渣等 2)无机结合料稳定材料种类:
的一次性极限应力的比值,试验证明,用双对数方程或单对数 方程表示较合理,为:
双对数
或
单对数
室内小梁弯拉疲劳试验设备照片 (三分点加载)
UTM试验机
图中所示为小梁弯拉疲劳试验,半刚性材料可以进行小梁弯拉 疲劳试验,但是一般认为其变异性较大。
同时由于劈裂试验 更能反映材料在路 面结构中的受力状 态,因此实际常采 用劈裂疲劳试验。
常用最佳剂量范围:对于粘性土及粉性土为8~14%;对砂性土则为9~16
%。最终根据结构层技术要求进行混合料组成设计。
4)含水量:
最佳含水量及略小于最佳含水量时最易压实达到较高的压实度。 石灰稳定类材料的最佳含水量需要通过标准击实试验进行确定,经验公 式为:石灰土的最佳含水量=素土的最佳含水量+拌和过程中的蒸发量 (约在1.5%左右)+石灰反应所需的水(0.2×石灰剂量)。
细粒土:二灰土、水泥土、石灰土、水泥石灰土、三灰土 粗粒土:二灰碎石土、二灰稳定碎石(二灰碎石)、水泥碎石土、
水泥稳定碎石、二灰砂、水泥砂
无土:二灰、二渣、水泥矿渣等
第二节 无机结合料稳定材料的特性
◆1、无机结合料稳定材料的应力—应变特性
1)强度和模量随龄期增长而变化,不同种类材料的强 度变化规律也不同; 2)有较好的板体性,具有一定的抗拉性能; 3)用抗压强度与抗压回弹模量、劈裂强度与劈裂回弹 模量、抗弯拉强度与抗弯拉弹性模量、干缩与温缩等 来衡量材料的性能; 4)应力—应变特性与原材料和结合料的性质与用量、 混合料的含水量及密实度以及龄期、温度等有关。
无机结合料稳定路面PPT优选版
3.现场配合比比实验室配合比提高石灰剂量和含水量1%;
4.覆盖保湿养生不少于7d。
三、水泥稳定类
(一)强度形成原理
1.水泥的水化作用; 2. 离子交换作用; 3.化学激发作用; 4.碳酸化作用 。
1)稳定级配良好的碎(砾)石和砂砾,效果最好,不但强度高,而且水泥用量少; (四)严格控制压实含水量(不宜过高);
塑性指数<12
基层
5~13
10~16
底基层
5~118ຫໍສະໝຸດ 14砂砾土、碎石土 3~7 —
石灰土的最佳含水量以击实试验确定,最低的石灰剂量通过7d无侧 限抗压强度试验确定
(五)石灰土的施工工艺
1生石灰应在使用前7~10天进行充分消解成熟石灰粉,熟石灰粉应尽快使用;
2.路拌法或厂拌法拌合,细粒土拌合后闷料12小时,拌压时间不超过2d;
2.灰质 石灰细度——石灰应是消石灰粉或磨细生石灰粉; 石灰有效活性成分——尽量缩短石灰的存放时间,满足有效钙美含量要求
3.石灰剂量
石灰剂量较低(小于3~4%)时,石灰主要起稳定作用,土的塑性、膨胀、吸水量减 小,使土的密实度、强度得到改善。随着剂量的增加,强度和稳定性均提高,但剂 量超过一定范围时,强度反而降低。生产实践中常用的最佳剂量范围,对于粘性土 及粉性土为8~14%;对砂性土则为9~16%。
石灰+(水淬二高)炉矿影渣/响钢渣强/电度石渣的稳定因粒素料类;
塑性植树小于4的土不宜用石灰稳定; 塑性植树小于4的土不宜用石灰稳定; 一般石灰土初期强度低,前期(1~2个月)增长速率较后期为快。
(8%四1的))土水不稳泥宜稳定用定石级类灰的配稳配定合良。比好的碎(砾)石和砂砾,效果最好,不但强度高,而且水泥用量少;
无机结合料稳定路面
4.覆盖保湿养生不少于7d。
三、水泥稳定类
(一)强度形成原理
1.水泥的水化作用; 2. 离子交换作用; 3.化学激发作用; 4.碳酸化作用 。
1)稳定级配良好的碎(砾)石和砂砾,效果最好,不但强度高,而且水泥用量少; (四)严格控制压实含水量(不宜过高);
塑性指数<12
基层
5~13
10~16
底基层
5~118ຫໍສະໝຸດ 14砂砾土、碎石土 3~7 —
石灰土的最佳含水量以击实试验确定,最低的石灰剂量通过7d无侧 限抗压强度试验确定
(五)石灰土的施工工艺
1生石灰应在使用前7~10天进行充分消解成熟石灰粉,熟石灰粉应尽快使用;
2.路拌法或厂拌法拌合,细粒土拌合后闷料12小时,拌压时间不超过2d;
2.灰质 石灰细度——石灰应是消石灰粉或磨细生石灰粉; 石灰有效活性成分——尽量缩短石灰的存放时间,满足有效钙美含量要求
3.石灰剂量
石灰剂量较低(小于3~4%)时,石灰主要起稳定作用,土的塑性、膨胀、吸水量减 小,使土的密实度、强度得到改善。随着剂量的增加,强度和稳定性均提高,但剂 量超过一定范围时,强度反而降低。生产实践中常用的最佳剂量范围,对于粘性土 及粉性土为8~14%;对砂性土则为9~16%。
石灰+(水淬二高)炉矿影渣/响钢渣强/电度石渣的稳定因粒素料类;
塑性植树小于4的土不宜用石灰稳定; 塑性植树小于4的土不宜用石灰稳定; 一般石灰土初期强度低,前期(1~2个月)增长速率较后期为快。
(8%四1的))土水不稳泥宜稳定用定石级类灰的配稳配定合良。比好的碎(砾)石和砂砾,效果最好,不但强度高,而且水泥用量少;
无机结合料稳定路面
公路土工和无机结合料稳定材料试验检测_PPT教案
第28页/共106页
试验示例
筛前总土质量= 1200 g
孔径 (mm)
留筛 质量 (mm)
累计留 筛质量
(g)
60 40 20 10 5 2 1 0.5 0.25 0.075 筛余
0 47.3 71.8 132.7 186.9 380.4 106.8 132.0 58.2 74.6
0 47.3 119.1 251.8 438.7 819.1 925.9 1057.9 1116.1
筛子。对于通过某一筛孔的土粒,可以认为其 粒径恒小于该筛的孔径,反之,遗留在筛上的 颗粒,可以认为其粒径恒大于该筛的孔径。这 样即可把土样的大小颗粒粒按筛孔径大小逐级 加以分组和分析。
第22页/共106页
2)方法概述(无粘聚性的土-干筛法)
将土样放在橡皮板上风干,用木碾将粘结的土团 充分碾散拌匀,用四分法取代表性土样备用。
第8页/共106页
2、土的三相组成
土由固体土粒、液体水和气体三相组成。
第9页/共106页
第10页/共106页
3、土的工程分类
土分类总体系图(根据巨粒组、粗粒组和细粒组含量)
第11页/共106页
3.1巨粒土分类
第12页/共106页
3.2砾类土分类
备注:F为细粒组质量( <0.075mm)
第13页/共106页
0.075mm
2)沉降分析法:密度计法和移液管法(适用于 粒径小于0.075mm的土)
第18页/共106页
1.2粒度成分的表示方法
1)表格法——以列表形式直接表达各粒组的相对含 量
第19页/共106页
2)累积曲线法——用一条曲线表示一种土的粒度成分,在 一张图上能同时表示许多种土的级配成分。
试验示例
筛前总土质量= 1200 g
孔径 (mm)
留筛 质量 (mm)
累计留 筛质量
(g)
60 40 20 10 5 2 1 0.5 0.25 0.075 筛余
0 47.3 71.8 132.7 186.9 380.4 106.8 132.0 58.2 74.6
0 47.3 119.1 251.8 438.7 819.1 925.9 1057.9 1116.1
筛子。对于通过某一筛孔的土粒,可以认为其 粒径恒小于该筛的孔径,反之,遗留在筛上的 颗粒,可以认为其粒径恒大于该筛的孔径。这 样即可把土样的大小颗粒粒按筛孔径大小逐级 加以分组和分析。
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2)方法概述(无粘聚性的土-干筛法)
将土样放在橡皮板上风干,用木碾将粘结的土团 充分碾散拌匀,用四分法取代表性土样备用。
第8页/共106页
2、土的三相组成
土由固体土粒、液体水和气体三相组成。
第9页/共106页
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3、土的工程分类
土分类总体系图(根据巨粒组、粗粒组和细粒组含量)
第11页/共106页
3.1巨粒土分类
第12页/共106页
3.2砾类土分类
备注:F为细粒组质量( <0.075mm)
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0.075mm
2)沉降分析法:密度计法和移液管法(适用于 粒径小于0.075mm的土)
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1.2粒度成分的表示方法
1)表格法——以列表形式直接表达各粒组的相对含 量
第19页/共106页
2)累积曲线法——用一条曲线表示一种土的粒度成分,在 一张图上能同时表示许多种土的级配成分。
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无机结合料稳定类混合料的技术特性 强度形成机理及其影响因素、收缩特性等
无机结合料稳定类混合料
在各种粉碎或原来松散的土、或矿质碎( 砾)石、或工业废渣中,掺入一定数量的无机 结合料(如石灰、水泥)及水,经拌和得到的 混合料,经压实及养生后,具有一定的强度和 稳定性,在广义上统称为无机结合料稳定类混 合料,或无机结合料稳定土。
结构类型
骨架密实式:粒料≈80% 悬浮式:粒料≤50%
石灰稳定 集料
初 期
密实式
机械压实 —颗粒靠拢、形成紧密稳定结构
5
6
1
2010/6/17
2. 体积收缩特征
⑴ 收缩裂缝 1)温缩:因温度变化而造成的收缩 ——新生凝胶矿物——热胀冷缩程度大 2)干缩:因含水量变化而造成的收缩 ——新生凝胶矿物——产生干缩的主要因素 收缩程度:石灰土>悬浮式粒料>密实式粒料 改善措施:选择材料、控制含水量、施工压实、养生条件
改善级配可以明显增加水泥稳定集料的强度
水泥硬化 火山灰反应 离子交换
会影响水泥的水化,使强度增长速度缓慢
② 养生温度 ③ 延迟时间:从加水拌和开始到碾压终了的时间
机械压实
11
12
2
2010/6/17
2. 收缩特性及影响因素
⑴ 温度收缩:粘性土含量↑,温度收缩系数↑ ⑵ 干缩系数 粒料含量↑,干缩系数↓ 粘土矿物↑,干缩系数↑ 水泥剂量 含水量:含水量增加的影响>水泥用量增加的影响 粒料土的塑性指数越大,含水量的影响越大
三种稳定土收缩系数的排序 温缩系数:
石灰土>石灰土砂砾>石灰粉煤灰>水泥砂砾>二灰砂砾
干缩系数:
石灰土>石灰土砂砾>二灰>二灰砂砾>水泥砂砾
13
14
石灰土
石灰稳定土 半 刚 性 基 层 材 料
石灰集料 水泥土
悬浮式 密实式
水泥稳定土
水泥稳定粒料
悬浮式 密实式
二灰土
石灰工业废渣稳定土
二灰稳定粒料
悬浮式 密实式
石灰土:用石灰稳定细粒土得到的混合料 石灰稳定集料:用石灰稳定中粒土和粗粒土得到的混合料
1 石灰稳定土的强度
(1) 强度形成机理——石灰与细粒土
离子交换反应 石灰自身硬化 火山灰反应 中 后 期
石灰土 石灰砂砾土—天然砂砾土、级配砂砾(无土) 石灰稳定土 石灰碎石土—天然碎石土、级配碎石(包括未筛分碎石) 悬浮式
石灰稳定土的适应性
⑵ 水稳定性:软化、冲刷 ⑶ 抗冻性
石灰土和悬浮式石灰粒料禁止用作高等级路面的基层 只宜作为高等级路面的底基层,或一般交通量道路的基层
7
8
三、水泥稳定土的技术性质
分类
水泥稳定土的特点
具有较其它稳定土高的强度、刚度和稳定性
水泥土——水泥稳定砂性土、粉性土和粘性土 水泥砂——水泥稳定砂
15
3
与水泥混凝土的比较
材料组成:水泥用量较低、允许混合料中含土 施工方法:机械摊铺、碾压 技术特性 :强度小、耐久性差、抗裂性低
水泥稳定碎石、水泥稳定砂砾——水泥稳定级配碎石 、未筛分碎石、砂砾等
9
10
1. 强度的形成与影响因素
⑴ 强度形成
⑵ 强度的主要影响因素
① 组成材料 水泥剂量:相同材料时→水泥剂量↑强度↑ 土质 集料级配
1
2
结合料稳定类混合料技术特性
★强度和刚度介于刚性混凝土和柔性粒料材料之间
材料品种 模量 水泥混凝土 ~4×104 粒料 ~102 半刚性材料 ~103
第一节 稳定类混合料的技术性质
强度特征 收缩特性
优点:整体性强、承载能力大、较为经济 缺点:耐久性差、平整度低、易产生干缩裂缝、起尘等
3
4
一、石灰稳定土的技术性质