半刚性基层060807
路面3半刚性基层
稳定粒料类:石灰稳定类>水泥稳定类>石灰粉煤灰稳定类 稳定细粒土:石灰土>水泥土和水泥石灰土>石灰粉煤灰土
四 、半刚性材料温度收缩特性:内部和环境温度变化带
来的体积收缩
指标:温缩系数:温度下降1℃时单位长度收缩量
第三节 半刚性基层
水泥稳定类 石灰稳定类 工业废渣
第三节 半刚性基层
水泥稳定土cement stabilized soil基层
水泥稳定土定义：在粉碎的或原有松散的土（包括各种粗、 中、细粒土）中，掺入足量的水泥和水，经拌和得到的混 合料在压实和养护后，其抗压强度符合规定要求，以此修 建的路面基层称为水泥稳定类基层。 水泥土：用水泥稳定细粒土（砂性土、粉性土和粘性土）得 到的混合料。 水泥砂：水泥与砂混合料，称为水泥砂。 水泥石屑 水泥碎石 水泥砂砾
无机结合料稳定材料的力学特性
一 、应力-应变特性: 试验方法:抗压和劈裂试验 一般规定:水泥稳定类材料设计龄期为3个月 石灰或石灰粉煤灰(二灰)稳定类材料设计龄期为6个月 二、疲劳特性:抗拉强度是路面结构设计的控制指标 疲劳寿命取决于重复应力与极限应力之比
三、干缩特性:拌和压实后体积内水分挥发及水化作 用,混合料水分减少,由此发生各种物理化学作 用引起无机结合料稳定材料体积收缩. 主要指标:干缩应变、干缩系数、失水量 半刚性材料干缩特性性大小次序:
细粒土 fine grained soil 颗粒的最大粒径小于9.5mm，且其中小于2.36mm的颗粒含量不少 于90%（如塑性指数不同的各种粘性土、粉性土、砂生土、砂和石 屑等）。 中粒土 medium grained soil 颗粒的最大粒径小于26.5mm，且其中小于19mm的颗粒含量不少于 90%（如塑性指数不同的各种粘性土、粉性土、砂性土、砂和石屑 等）。 粗粒土 coarse grained soil 颗粒的最大粒径小于37.5mm，且其中小于31.5mm的颗粒含量不少 于90%（如砂砾土、碎石土、级配砂砾、级配碎石等）。 集料 aggregate 由碎石（或砾石）、砂粒和粉粒（有时还可能有粘料）组成的，并以 碎石（或砾石）和砂粒为主的矿料混合料，统称其为集料。 粒径大于2.36mm的集料，称粗集料；粒径小于2.36mm的集料， 称细集料。
道路半刚性基层强度形成机理与特点分析
道路半刚性基层强度形成机理与特点分析路面结构中，路面基层是直接位于面层下的结构，起承重、扩散荷载应力等作用。
因此，要求基层具有一定的整体性、强度、刚度和水稳定性。
随着高等级公路的发展，半刚性基层得到愈来愈广泛的应用，已成为高等级道路路面基层的主导形式。
1 半刚性基层类型根据稳定材料的不同有水泥稳定类、石灰粉煤灰稳定类、水泥粉煤灰稳定类、石灰水泥粉煤灰综合稳定类等类型。
2 半刚性基层强度形成机理分析2.1 水泥稳定类强度形成机理分析水泥属于水硬性胶结料，通过水泥稳定的材料，能够较好的改善其物理力学性质，适应各种不同的气候条件与水文地质条件。
特点是具有良好的整体性、足够的力学强度、水稳性和耐冻性、初期强度增长很快，使用范围很广，是目前我国常见的基层类型。
在水泥稳定基层材料的过程中，水泥和被稳定材料之间发生了多种复杂作用，使被稳定材料的性能发生明显的变化。
这些作用可以概括为：化学作用：如水泥颗粒的水化、硬化作用及水泥水化产物与粘土矿物之间的化学作用；物理化学作用：如粘土颗粒与水泥及水泥水化产物之间的吸附作用，微粒的凝聚作用，水及水化产物的扩散、渗透作用，水化产物的溶解、结晶作用；物理力学作用：如土块的机械粉碎作用，混合料的拌和、压实作用。
2.2 石灰粉煤灰稳定类强度形成机理分析石灰粉煤灰基层是目前我国修筑高等级公路的主要结构层，二灰稳定类材料基层常采用以粉煤灰与石灰为主，掺入不同比例的土或粒料的混合方式。
由于土粒中的有效成分很有限，与石灰作用形成的结构强度与二灰之间形成的强度相比非常低；另一方面二灰中的粒料所起的作用主要集中在形成骨架、提高材料内摩阻力方面，并不会在石灰或粉煤灰之间产生质变的化学作用，而化学作用恰恰是基层材料形成结构强度的最根本原因。
二灰与被加固材料之间形成结构强度过程中一般大致经历石灰的重结晶作用、离子吸附与交换作用、碳酸化作用、火山灰作用四个作用过程。
2.3 水泥粉煤灰稳定类强度形成机理分析掺加粉煤灰的水泥稳定碎石材料是由水泥、粉煤灰、集料和水等多种固体结构元孔结构元和水分等组成的非均质体系。
半刚性基层沥青路面的病害特点及维修
半刚性基层沥青路面的病害特点及维修一、典型病害特征分析半刚性基层沥青路面的典型病害可划分为两大类型：非结构性损坏和结构性损坏。
前者指半刚性基层的板体性未受到破坏，而后者是指路面损坏位置下的半刚性基层受到损坏，板体强度减弱或完全丧失。
1、非结构性损坏该类病害主要有桥头跳车、间距规则的横向裂缝、路表局部网裂和正常车辙等，病害特征如下。
（1）桥头跳车桥头跳车有两种情况：（1）台背填土压实不足，导致填土在台背后数十米范围内下沉。
（2）由于桥梁与台背填土刚度的差异而产生的不均匀沉降，从而出现的跳台。
（2）间距规则的横向裂缝这种裂缝一般为半刚性基层的结构性收缩而导致的反射裂缝。
它横向贯穿公路全幅路面，深度方向贯通全部结构层，并且缝隙宽随季节变化。
（3）纵向裂缝这种裂缝的数量较少，大多发生在高路堤地段路基外侧。
成因是路堤中央与外侧压实不均匀、旧路帮宽或地基受外部水源的长期侵蚀，导致路基或地基的不均匀沉降。
一般情况下裂缝较宽。
（4）路表局部网裂路表局部网裂多发生在行车道轮迹下，成因为路面局部施工缺陷。
2、结构性损坏该类损坏主要有路面局部凹陷龟裂和结构性辙槽。
（1）路面局部凹陷龟裂这种损坏是路面局部网裂的延续。
因局部网裂没有得到及时的维修封堵，雨水渗入到基层，而高速行驶车辆轮胎的强大“泵吸”作用使半刚性基层的胶结材料被吸出。
长时间下去，导致基层材料散失，路面出现局部下陷和网裂，进而由局部网裂发展成为明显的凹陷龟裂，对行车的平顺性和安全性有很大影响。
其特征为：起始于轮迹处，路面结构在该处完全破坏，在破坏过程中雨天有灰浆外泻痕迹。
（2）结构性辙槽结构性辙槽是由于路面承载能力不足，在车辆荷载和环境因素的综合作用下而在轮迹处产生的路面变形。
辙槽产生初期伴有微细裂缝，其发展规律类似于路面局部凹陷龟裂。
二、病害路面的维修对策分析针对以上病害，在制定路面维修方案时需考虑四方面影响因素：（1）病害的类型和平面位置。
对行车的影响以及行车对病害发展的影响；（2）病害的严重程度；（3）经济条件；（4）维修目标。
半刚性基层浅析
长期以来，我国习惯于注重对硬件的引进，全国公路部门花了大量的外汇进口了很多筑路机械、施工设备、试验仪器设备，以及大量的沥青材料，可是偏偏没有在引进国外的技术上花功夫。
我们习惯于立足“自力更生”，强调我国的“国情”与国外的情况不同，特别看重自己的研究成果。
这本来无可厚非，但如果民族自尊心变成了虚荣心，盲目地排外，也就很容易产生轻视学习国外先进技术的另一种倾向，这种情况已经影响到公路领域。
引进成熟技术的必要性我国沥青路面（水泥混凝土路面也有类似情况）的结构和设计就是一个典型，我们的许多做法与国际上通行的做法不同，并没有取得良好的效果。
国际上绝大部分国家早在20世纪70年代起，就采用柔性基层沥青路面、全厚式路面作为重载交通路段的常用的路面结构，而惟有我国千篇一律地采用半刚性基层沥青路面，甚至于结构层的厚度都差不多。
对沥青路面的力学模式，国际上都采用沥青层的弯拉应变和土基模量作为设计指标，惟有我国钟情于表面弯沉这个指标，其他指标实际上都没有作用。
其他还有许许多多与国际上不一致的地方，遗憾的是多半多被自己认为是最先进的。
我国最早修建的京津塘高速公路，当时基本上是参照国际上的路面结构和沥青混合料的级配做的，广深珠高速公路也吸收了国外的结构，这2条高速公路使用10余年来，情况基本良好。
京津塘高速公路的外国监理在我国开了一个严格执行“菲迪克条款”的先例，实行了动态质量管理，取得了良好的效果，成为我国质量最好的高速公路之一。
然而，自此以后的工程就“本土化”了，监理的素质明显下降，开始了具有我国特点的“评分、评奖、评优”质量检验评定和验收管理办法。
施工质量数据弄虚作假已经成了公开的秘密。
表面上“像模像样”，实际上“沆瀣一气”一起造假，其结果是工程验收的分数都快接近100分了，优质工程比比皆是，经常是奖状到手，路也坏了。
我国是世界上第一个采用弹性层状体系进行路面结构计算的国家，这一点始终处于世界的最先进水平。
可是，“先进的方法、落后的参数”并没有对设计起多少作用。
半刚性基层材料的特点
半刚性基层材料的特点
半刚性基层材料是指在道路基层中添加一定量的沥青或水泥来增强基层的稳定
性和承载能力的材料。
它具有以下几个显著的特点。
首先，半刚性基层材料具有较好的承载能力。
通过在基层中添加沥青或水泥等
材料，可以有效提高基层的承载能力，使其能够承受车辆和行人的荷载，减少基层的变形和沉降，保证道路的平整度和舒适性。
其次，半刚性基层材料具有较好的抗水性能。
由于添加了沥青或水泥等胶凝材料，半刚性基层材料能够有效防止水分的渗透，减少基层的软化和破坏，延长道路的使用寿命，减少养护成本。
此外，半刚性基层材料还具有较好的抗裂性能。
添加沥青或水泥等材料可以有
效减少基层的裂缝和龟裂，提高基层的整体稳定性，减少维护和修复的频率，降低养护成本。
另外，半刚性基层材料还具有较好的施工性能。
相比于传统的水泥混凝土基层，半刚性基层材料的施工工艺更加简单，施工周期更短，能够大大缩短道路的封闭时间，减少交通影响，提高施工效率。
总的来说，半刚性基层材料具有承载能力强、抗水性好、抗裂性能高、施工性
能优等特点，是一种在道路工程中应用广泛的基层材料。
在实际工程中，需要根据道路的交通量、环境条件和使用要求等因素，合理选择半刚性基层材料的配合比例和施工工艺，以保证道路的安全、舒适和持久使用。
半刚性基层沥青路面典型结构设计(精)
(km)路面结构~BXy)IB6
面层(cm)基层(cm)底基层(cm)fs#9*<]
m
广佛路15.7 4中粒式8BnsYy)j
5细粒式25水泥碎石或mWVq>~
31水泥石屑25-28水泥土ip*UujmNyR
沈大路375 4中粒式`
O?j-zR
5细粒式(%{!TJgZR
6沥青碎石25水泥碎石YXGxE&!
标段G5$YXNV
结构F2$?[1^f
层A1PE2O$:b\
B4 B5_RG2I)P
B7 C1X@@7Qk
C4 C5c.;<+dYsm*
T1(300-750) 8BB+25GC+25GC 8BB+25GC+20GC 8BB+20GC+20GCf}?p Y"yvO
T2(150-300) 6BB+25GC+22GC 6BB+22GC+20GC 6BB+20GC+18GC_eH@G(W(
T3(50-150) 6BB+22GC+20GC 6BB+18GC+18GC 6BB+15GC+15GCpK /RkA1
在七•五期间，国家组织开展了“高等级公路半刚性基层、重交通道路沥青面层和抗滑表层的研究”的研究工作，对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性，沥青面层的开裂机理、车辙和疲劳、抗滑表层设计和应用、半刚性基层材料的强度特性和收缩特性，组成设计要求等进行了深入的研究工作，提出了较为完整的研究报告，为高等级公路半刚性基层沥青路面的设计和施工提供了理论依据和技术保证。Re'3bs:+
半刚性基层概述
半刚性基层特性
（1）较大的刚性，抗变形能力差； ）较大的刚性，抗变形能力差； （2）弯拉强度控制设计； ）弯拉强度控制设计； （3）环境温度与湿度对强度形成有很大影响 ） （4）强度与刚度均随龄期增长。 ）强度与刚度均随龄期增长。
半刚性基层主要优缺点
（1）优点： ）优点： 1. 强度与刚度较大； 强度与刚度较大； 2. 水稳性与抗冻性较好； 水稳性与抗冻性较好； 3. 对地方材料的质量要求较低。 对地方材料的质量要求较低。
欢迎各位领导、专家
半刚性基层概述
学习交流 徐州市公路管理处 权勤展 工学硕士 高工
二灰碎石施工工艺学习交流
一、半刚性基层及其特性 二、半刚性基层优缺点 三、半刚性基层强度形成原理 四、强度形成过程半刚性材料的力学特性 五、半刚性基层的结构类型
半刚性基层及其特性
1、定义：无机结合料加固（稳定）地方材料 、定义：无机结合料加固（稳定） 2、分类： 、分类： （1）石灰稳定类 ） （2）水泥稳定类 ） （3）石灰一工业废渣稳定类 ）
强度形成过程中半刚性材料的力学性能
1. 强度与刚度以及稳定性逐渐增大 2. 3. 极限拉应变逐渐减小 抗冲刷能力逐渐提高
4. 收缩系数逐渐增大 5. 6. 7. 应变控制→ 应变控制→应力控制 抗剪强度逐渐失效 对荷载大小的敏感性逐渐增大
半刚性基层的结构类型
无机结合料加固细粒土——密实型 密实型 无机结合料加固细粒土 ·粘性大的土 粘性大的土——石灰加固， 石灰加固， 粘性大的土 石灰加固 粘性较小的土——水泥或二灰加固； 水泥或二灰加固； 粘性较小的土 水泥或二灰加固 ·强度主要由结合料及其与土之间的相互作用的 强度主要由结合料及其与土之间的相互作用的 新生物形成；强度形成受环境因素影响大； 新生物形成；强度形成受环境因素影响大； ·无侧限抗压强度大，收缩系数大，抗裂性差， 无侧限抗压强度大， 无侧限抗压强度大 收缩系数大，抗裂性差， 抗冲刷能力低； 抗冲刷能力低； ·可就地取材，但结合料用量大； 可就地取材， 可就地取材 但结合料用量大； ·适合作底基层或垫层。 适合作底基层或垫层。 适合作底基层或垫层
半刚性基层沥青路面裂缝成因分析及处治对策
半刚性基层沥青路面裂缝成因分析及防治对策半刚性基层易产生温缩、干缩裂缝，其引起的路面反射裂缝已成为高速公路的主要破坏形式之一，严重影响沥青路面的使用寿命。
半刚性基层沥青路面裂缝主要形成原因如下：1 裂缝类型1.1荷载裂缝荷载裂缝主要是由于行车荷载作用而产生的裂缝，在车轮荷载作用下，半刚性基层的底部产生拉应力，该拉应力大于半刚性基层的抗拉强度时，则底部就很快开裂，在荷载反复作用下，裂缝逐渐扩展到沥青面层，荷载裂缝表现为稠密的，甚至是网状裂缝，严重的会出现车辙或沉陷。
1．2 非荷载因素产生的裂缝①由于沥青层本身产生的温度裂缝。
温度裂缝主要是横向裂缝，横向裂缝会贯通全幅路面，当有中央分隔带时，会贯通半幅，这种裂缝的特点是从路基边缘向路中心过渡，且边缘裂缝宽，路中裂缝窄。
温度裂缝有两种情况，一种是温度收缩裂缝，即随着温度下降，沥青面层开始收缩，当收缩的拉应力大于沥青混合料的抗拉强度时，路面就开始开裂；另一种是温度疲劳裂缝，即气温反复下降回升，昼夜温差比较大时，使沥青路面产生疲劳开裂。
②由于半刚性基层产生的反射裂缝及对应裂缝，造成沥青面层开裂，第一种情况：由于半刚性基层温度收缩开裂引起反射裂缝，在寒冷地区，当半刚性基层上为薄的沥青面层时，由于半刚性基层的温缩裂缝而引起沥青面层产生反射裂缝，尤其是温缩性大的石灰土和水泥土基层上温缩裂缝更为明显。
实践表明，当沥青面层较厚时，对半刚性基层有很好的隔温保护作用，能够明显降低半刚性基层顶面所受负温绝对值，电可以明显减少半刚性基层顶面遭受的温度变化，从而减少甚至避免半刚性基层产生温缩裂缝。
第二种情况，由于半刚性基层干缩开裂引起反射裂缝及对应裂缝。
新铺筑的半刚性基层随着混合料中水分的减少要产生干缩和干缩应力。
水分减少得愈多愈快，产生的干缩应力就愈大，水分减少得慢，干缩应变缓慢产生，干缩应力逐渐增长。
试验表明：干缩能够使水泥稳定土基层表面产生很大的拉应力，其值可达l3lOkPa。
简述半刚性基层路面裂缝成因及防治
简述半刚性基层路面裂缝成因及防治半刚性基层具有结构强度高、稳定性好、刚度大、荷载分布均匀、水稳性可靠及施工成本低等优点，因此，广泛用于修建高等级路面的基层。
但半刚性基层沥青路面最大的缺陷之一，是随温度和湿度的变化容易产生收缩裂缝，然后自基层向上扩展到沥青表面形成反射裂缝。
反射裂缝是由于受拉疲劳、受拉屈服与剪切屈服单独或联合作用的结果。
在荷载作用特别是重车的反复作用下，使沥青结构层产生拉应力超过材料的疲劳强度，底面先裂并逐渐向上扩展到路表面，当行车通过时，基层裂缝两端之间产生竖向位移，在面层中引起面层剪切搓动和剪切疲劳破坏而导致开裂，随着大面积的使用，人们逐渐发现半刚性基层在强度形成过程中及运营期间容易产生干缩和温缩裂缝进而使沥青面层过早开裂，并引起路面早期破坏。
1.半刚性基层沥青路面裂缝产生原因1.1荷载影响车辆荷载对路面产生的作用力，通过面层传递到半刚性基层，致使基层层底出现拉应力，如果此拉应力超过了基层材料的容许极限拉应力时，基层就会开裂。
1.2环境影响半刚性基层在不同的环境因素作用下，裂缝程度不同。
影响半刚性基层开裂的主要环境因素为温度和湿度。
半刚性基层施工后若未及时养护，基层材料水分大量蒸发，便容易产生干缩裂缝。
如果气温急剧下降，在温度应力作用下基层容易出现温缩裂缝。
半刚性基层产生的收缩裂缝，在车辆荷载和周期变化的环境因素影响下，裂缝顶端会产生较大的应力集中，进而造成基层裂缝延面层底部向上延伸形成反射裂缝。
裂缝的出现为地表水进入面层提供了通道，地表水通过裂缝不断进入路面结构层，由于得不到及时排出而滞留在面层与基层之间，在车辆荷载反复作用下产生的动水压力冲刷基层，致使基层材料脱落松散，基层与面层的粘结力下降，路面结构层承载能力降低，最终导致路面结构层整体损坏。
由此可见，半刚性基层开裂导致的沥青路面开裂是沥青路面破坏的主要原因之一。
因此对半刚性基层裂缝的防治是延长公路使用寿命的关键。
2.1低温收缩裂缝沥青面层缩裂多发生在冬季气温较低的地区或易发生温度骤变的地区、当沥青面层中的平均温度低于其断裂温度时，或者说在降温过程中沥青面层的应力松弛性能降低，所产生的温度应力积聚超过在该温度时的抗拉强度时，沥青面层即发生断裂。
第4讲(2) 半刚性基层(底基层)施工技术与质量控制
9.5 3
19 4
31.5
25
2、组成设计
强度标准（水泥稳定类材料）
层位
水泥稳定类材料的压实度及7d无侧限抗压强度
特重交通
重、中交通
轻交通
稳定 类型
压实度 抗压强度 （%） （MPa）
压实度 （%）
抗压 强度 （MPa）
压实度 （%）
抗压 强度 （MPa）
基层 底基层
集料
细粒土 集料
细粒土
≥98 3.5～4.5
5
二、几个基本概念（续2）
水泥稳定土
在经过粉碎的或原来分散的土（包括各种粗、中、 细粒土）中，掺入足量的水泥和水，经拌和得到 的混合料在压实和养生后，当抗压强度符合规定 的要求时，称为水泥稳定土。
• 用水泥稳定细粒土得到的强度符合要求的混合料， 视所用的土类而定，可简称为水泥土、水泥砂或 水泥石屑等 。
—— ≥97 ≥96
—— ≥2.5
≥98
—— ≥97 ≥96
3～4 —— ≥2.0
≥97
≥96 ≥97 ≥95
2.5～3.5
≥1.5
26
2、组成设计（续1）
强度标准（石灰粉煤灰稳定类材料）
石灰粉煤灰稳定类材料的压实度及7d无侧限抗压强度
层位
稳定 类型
特重、重、中交通
轻交通
压实度 （%）
抗压强度 （MPa）
压实度 （%）
抗压强度 （MPa）
基层 底基层
集料 细粒土
集料 细粒土
≥98 —— ≥97 ≥96
≥0.8 ——
≥0.6
≥97 ≥96 ≥97 ≥95
≥0.6 ≥0.5
27
2、组成设计（续2）
道路半刚性基层的设计与施工，多图文全面详解
道路半刚性基层的设计与施工，多图文全面详解在路面基层中，半刚性基层具有一定的刚度而且扩散能力强，同时具有比较良好的抗拉、抗疲劳翘度和水稳特性，这些特点使得路面基层受力良好，保证了基层的稳定性，但半刚性基层的收缩开裂引起的沥青路面的反射性裂缝普遍存在。
半刚性基层在设计与施工中都会遇到什么样的问题？一、半刚性基层简介与病害半刚性基层在具有显著技术、经济优势的同时，存在下列突出问题：1、抗裂性不足导致面层反射裂缝：2、冲刷能力不足导致面层唧浆、松散：3、强度不足导致面层疲劳破坏：4、基层简介：△半刚性基层问题1——反射裂缝△基层问题2——强度与松散△基层问题3——离析分层△基层问题4——多层层间连接难题二、配合比设计《公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）》设计底基层为悬浮密实结构基层为骨架密实结构——防裂《公路路面基层施工技术规范（JTJ034-2000）》设计底基层和基层都为悬浮密实结构底基层——级配碎石设计：硬石质岩挖方段，厚20cm；压实度≥96%；弯沉≤165，评价整体性，测量时机；必须悬浮密实结构，否则难以成型级配碎石底基层：及时施工水稳基层，大雨冲刷细料易破型，重车易压翻设计——水泥稳定级配碎石：新规范养生温度为20±2℃ ，与水泥混凝土相同；老规范南方为25±2℃，强度相比为1.18倍水稳基层设计：新规范基层：骨架有余，密实不足，不宜采用级配中值，宜0.075、4.75、9.5采用上限，偏细水稳级配设计：为方便备料，底基层31.5mm通过率宜为100%。
三、拌合工艺最大筛孔：可统一31.5mm，简化备料建议3级规格：1# 13.2mm~31.5mm2# 4.75mm~13.2mm3# <4.75mm筛孔：32mm、15mm、5mm。
可按4级规格：1# 19mm~31.5mm2# 9.5~19mm3# 4.75~9.5mm4# <4.75mm筛孔：32~33、20、10、5mm。
半刚性基层施工技术
** 颗粒组成（强度和温度稳定性及施工性能方面的考虑） 基层、底基层，稳定土应参考规范的级配；例下表： 最大粒径有严格要求。
半刚性基层施工技术
（二）无机结合料
1、水泥 普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐等水泥均可用； 低标号（325）； 凝时间长（初凝>3h，终凝>6h），快硬、早强及受潮水泥不能用。
现场人工摊铺土，机械拌和，人工整平
③ 摊铺：推土机1摊.65铺-1.7，0 留有路拱
路外集中拌和，现场人工摊铺
④
洒二灰水类闷料：
通过试验确定
洒水均匀，细粒土闷一夜，中、粗粒土适当缩短
⑤ 整平轻压：6～8吨压路若机为碾综压合1稳～定2遍，石灰＋土拌和后一起进行闷料
⑥ 摊铺水泥：按计算的用量在标记的点位卸放水泥，用刮板摊平，无空白、 ⑦ 拌和：路拌无机集中控制工作速度：1.2-1.5KM/h ⑧ 整形：控平制地控含机制水整拌量平合：，深较刮度最出：佳路避含拱免水“量夹大层：”与中“粗切粒入土下：层”0太.5深-1％（，5-10mm）
-----各种砂砾土、碎石土、级配砂砾、级配碎石等 粗粒土（最大粒径<37.5mm,小于31.5mm的颗粒含量不少于90%）
-----各种砂砾石、碎石、级配砂砾、级配碎石等
半刚性基层施工技术
** 对细粒土的液限，塑性指数要求： 水泥稳定细粒土：IP<17，宜<IP12，稳定中粗粒土可稍大； 石灰稳定类：IP＝15－20，稳定无粘性的级配砂砾、级配碎 石时应掺15%的粘性土；塑性相对较高的粘性土更适宜水泥和石 灰综合稳定； 石灰工业废渣稳定类：IP<12-20粘土和亚粘土，要控制有机 质含量<10%）。
半刚性基层施工技术
半刚性基层施工技术
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半刚性基层一、概述1.半刚性基层发展和应用概况60～70年代：石灰土——经济70年代：开始应用二灰类，但碎石无级配80～90年代：大量应用二灰稳定类，悬浮型结构90年代：同时应用二灰稳定类和水泥稳定类2. 半刚性基层类型基层类型：（1）粒料类基层（2）有机结合料稳定类——沥青稳定类沥青稳定土沥青碎石——沥青碎石、沥青贯入沥青稳定碎石沥青混凝土（3）无机结合料稳定类——半刚性基层此外还有刚性基层——混凝土、贫混凝土基层半刚性基层类型：（1）石灰稳定类（2）水泥稳定类（3）综合稳定类（4）工业废渣稳定类常用半刚性基层类型：（1）二灰稳定类二灰稳定碎石、二灰稳定砂砾——基层二灰土——底基层（2）水泥稳定类水泥稳定碎石、水泥稳定砂砾——基层水泥土——底基层水泥稳定砂、水泥稳定石屑等，水泥稳定中粒土——低等级公路基层、高等级公路底基层3. 半刚性基层的特点（1）优点①强度高、承载力大、整体性好②稳定性好（水稳性、冻稳性）③刚度大④对地方材料的质量要求较低⑤就地取材，经济性能好（2）缺点①收缩系数较大、抗变形能力差②透水性差，表面易积水③破裂后不能愈合④对荷载大小的敏感性较大（3）特点①较大的刚性、抗变形能力差②弯拉强度控制设计目前沥青路面设计中，采用劈裂强度③环境温度和湿度对强度形成有很大的影响④强度和刚度均随龄期增长、后期衰减并逐渐疲劳（4）再认识——结论①裂缝难以解决②排水性能不好③强度、模量会不断衰减④抗车辙能力并不比柔性基层好⑤对重载、超载交通敏感性大⑥铺筑过程易提前开裂⑦维修困难养生时间长、破坏后无愈合能力，新老基层无法联结⑧与沥青面层之间难以成为整体⑨施工中表面处理困难无法铣创或修补，浮灰难以清除二、强度形成机理1. 强度形成机理（1）石灰稳定类①离子交换作用粘土凝聚（初期强度）②结晶作用形成含水CaCO3（CaCO3•nH2O），属晶体结构（后期强度）③碳酸化作用形成碳酸钙（后期强度）④火山灰作用形成含水硅、铝酸钙（主要的作用，中、后期强度）（2）水泥稳定类①离子交换作用②水泥的水化作用和硬化作用产生水泥石（主导性，全过程）③水泥水解产物（Ca(OH)2）的作用——碳酸化作用，属次生的。
④化学激发作用粘土矿物中的部分S i O2和Al2O3活性分子激发出来，与溶液中的Ca2+进行反应，生成新的矿物即铝酸钙系列。
（3）二灰稳定类主要是火山灰反应，在粉煤灰的表面进行，比较缓慢。
具体表现为：①石灰与粉煤灰之间的火山灰反应②石灰在水溶液中的解离作用③石灰的结晶和碳化（碳酸化）作用二灰碎石的强度形成形成二灰稳定碎石混合料强度的另一个必要条件是压实。
当混合料加水拌和后，应及时碾压，让上述的化学反应在压实了的混合料中进行，如果不压实，化学反应照常进行，但形不成网络结构，充其量反应后的混合料变为一堆具有一定水稳定性的松散集合体，没有强度，不能形成板体结构。
随着龄期的延长，水化产物在过饱和溶液状态下以微晶体形式析出，并由玻璃体表面伸展到二灰稳定碎石固相间的空隙，互相联生，形成二维的结晶体网状结构，且将固相颗粒联结成一整体，形成了很高的联结强度。
火山灰反应是一个缓慢、长期的过程，这是使二灰稳定碎石混合料具有较高后期强度的根本原因。
当二灰中的水化硅酸钙胶体析出之后，犹如水泥石一样，能将作为骨料的碎石紧紧地胶接在一起，形成一个坚实的整体，逐渐产生一定的强度。
并且强度随着龄期的增长而增大。
2.强度形成过程反应（作用）新生物凝胶晶体（结晶），这一过程是不断、连续地进行的（且长期的）在一定时期内，原材料、新生物质凝胶和晶体几乎是同时存在的。
随着时间的延续，结晶体逐渐增多，强度和刚度不断增大。
半刚性材料逐渐由松散状态经过凝胶状态向结晶状态转化。
3. 强度形成过程中半刚性材料的力学特性（1）强度、刚度和稳定性逐渐增大（2）极限拉应变逐渐减小，即变形能力逐渐减少（3）抗冲刷能力逐渐提高（4）收缩系数逐渐增大（5）应变控制应力控制状态（6）抗剪强度逐渐失效（7）对荷载大小的敏感性逐渐增大4. 影响路用性能的因素（1）强度、刚度石灰稳定类——土质、灰质、石灰剂量、密实度、龄期、养生条件、温度（气温）二灰稳定碎石——骨架密实结构，强度的构成一般来自于3个方面：①石灰和粉煤灰在水的作用下形成凝胶物质②骨料的嵌锁（挤）作用③结晶、凝胶物质——悬浮型结构，强度来自于两个方面：①结晶、凝胶物质②结晶、凝胶与粘质和固定作用影响因素：①石灰和粉煤灰的比例②石灰粉煤灰的总含量（结合料的用量）③骨料的用量④骨料的级配（2）冲刷性能①0.075mm以下颗粒的含量②结合料用量③结合料类型和性质④混合料强度⑤养生温度和湿度⑥养生龄期⑦浸水时间⑧延迟压实、接触压力等（3）疲劳特性①初期强度②细集料、粗集料、石灰、粉煤灰所占比例③集料级配（4）收缩性能干缩随集料含量的增大而减小，但温缩有所增大。
当集料含量为75％时，混合料收缩最小。
因此，集料含量为70～80％的半刚性基层，具有良好的耐温抗裂性和耐温抗裂性。
三、半刚性基层的结构类型1. 无机结合料稳定细粒土其结构型式属于密实型（1）粘性大的土——石灰稳定（2）粘性较小的土——水泥或二灰稳定特点：（1）强度主要由结合料及其与土之间的相互作用的新生物质形成；强度形成受环境因素的影响大（2）无侧限抗压强度大，收缩系数大，抗裂性能差，抗冲刷能力低（3）可就地取材，但结合料用量大（4）适用于作高等级公路的底基层或垫层2. 无机结合料稳定粗集料（1）悬浮型粗集料＜70％特点：①密实、无侧限抗压强度及抗拉强度高、刚度大②收缩系数比较大，抗裂性能较差③透水性差，抗冲刷能力差④施工较容易⑤常用于高等级下基层或上底基层（2）骨架密实型粗集料多于70～80％特点：①侧限抗压强度及抗拉强度略低，但嵌挤能力强，整体性好②收缩系数较小，抗裂性较好③透水性较大④施工中易发生离析⑤适合作高等级公路的基层和底基层（3）骨架空隙型特点：①以粗集料为主体（＞90％）的开级配碎石②渗透系数应大于300ml/d③水泥剂量相对要多些，7d强度大于3～4MPa④强度高、收缩系数小，耐冲刷⑤适用于作排水基层，其厚度通常为8～15cm必须用水泥来稳定。
四、无机结合料稳定土基层特性无机结合料稳定土基层的特性与其组成材料有关。
具有以下特性：1.强度高、承载力大、整体性好无机结合料与土的物理、化学作用下无机结合料稳定土基层逐渐形成整体，具有较高的强度和较大的承载力，特别是水泥稳定土和二灰稳定土，在高等级公路路面结构中起承重层。
能适应重交通量和高等级公路路面基层的需要。
但后期强度会衰减并逐渐疲劳。
2.稳定性好无机结合料稳定土基层具有较好的水稳定性、冻稳定性。
有时可用作垫层，改善路基的水温状况。
3.就地取材，经济性能好对地方材料的质量要求较低，一般来说，当地的材料都可以用无机结合料来稳定，特别是水泥除高塑性粘土和有机质较多的土外，几乎能稳定所有的土。
而且粉煤灰等工业废渣的使用既变废为宝，又减少了环境污染，有很好的社会效益，有利于可持续发展。
4.对荷载的敏感性较大由于无机结合料稳定土基层刚度大，在荷载作用下基层层底会产生较大的拉应力，特别是荷载的小量增大，会使层底拉应力有较大的增大。
重载、超载交通对无机结合料稳定土基层的影响较大，极易形起破坏。
5.收缩系数较大、抗变形能力差强度逐渐增大的同时，极限拉应变逐渐减小，即变形能力逐渐减少。
温度的降低、湿度的减小，会形起无机结合料稳定土基层的收缩变形，进而导致其开裂，并反射到沥青面层，形成反射裂缝。
6.耐磨性能差在行车荷载的作用下，无机结合料稳定土基层不耐磨，因而无机结合料稳定土不宜用作面层。
在低等级道路上使用，也必须加铺一层沥青表面处治磨耗层。
7.维修困难无机结合料稳定土基层养生时间长，一定程度上会影响工程进度和开放交通。
而且破坏后无愈合能力，新老基层无法联结。
此外，无机结合料稳定土基层与沥青面层之间难以结合成为整体，半刚性基层沥青路面的抗车辙能力并不比柔性基层沥青路面强。
石灰稳定土一般可以用于各类路面的基层或底基层，但石灰稳定土因其水稳定性较差不应做二级及二级以上公路基层和底基层，在冰冻地区的潮湿路段以及其他地区的过湿路段，也不宜采用石灰稳定土做基层和底基层；水泥稳定土、二灰稳定土可以用于各级公路路面的基层和底基层，但水泥土、二灰土禁止作为高速公路或一级公路沥青路面的基层，只能用做底基层，也不宜作水泥混凝土路面的基层。
五、对半刚性基层的基本要求1. 足够的强度适宜的刚度2. 足够的水稳性和冻稳性水稳性和冻稳性的评价方法：常采用软化系数来表示材料的水稳性或耐水性：软化系数＝极限抗压强度材料在未饱水状态下的限抗压强度材料在饱水状态下的极 在每一龄期将半刚性基层材料成型二组平行试件，一组浸水24h ，一组不浸水，测试它们的无侧限饱水抗压强度。
将试件在-15℃冰箱中冻6h ，然后在20℃水浴中融18h 为一循环。
采用不同龄期的试件经5次冻融循环后的无侧限抗压强度R 冻与冻前无侧限饱水抗压强度R c 之比的耐冻系数K 冻来表征材料的抗冻性，即冻稳性。
耐冻系数＝压强度材料未经冻融的饱水抗压强度材料在冻融循环后的抗 3. 足够的抗冲刷能力冲刷能力的评价：预冲刷预冲刷时间限定在3min ，即将冲刷试验的前3min 作为预冲刷，其冲刷量应在总冲刷量中扣除，从而使半刚性基层材料抗冲刷性能的评价更加合理。
4. 良好的抗裂性能5. 良好的耐久性能（抗疲劳性能）骨架密实结构与悬浮密实结构的路用性能比较：骨架密实型半刚性基层材料由于集料形成骨架结构互相嵌挤而具有较大的内摩擦角，结合料密实填充而具有较大的内聚力，因此具有高的强度及抗压模量；由于集料紧密嵌挤，因此集料颗粒之间“富余”砂浆含量少，这使得温度与湿度变化对此种结构的半刚性基层材料的收缩影响小，从而具有好的抗裂性；骨架密实结构的内摩擦角对强度贡献较大，而内摩擦角对水的作用及冻融作用不敏感，因此具有好的水稳定性和冻稳定性。
半刚性基层材料粗集料含量多，细集料含量少。
而冲刷损失主要由细集料所引起。
因此骨架密实型半刚性基层材料具有好的抗冲刷能力。
骨架密实型半刚性基层材料结合料含量由理论计算确定，兼顾填充与最大密实原则，因此混合料内部微空隙与裂缝较少，从而骨架密实型半刚性基层材料具有较好的抗疲劳能力。
六、半刚性基层防裂措施1. 降低刚度、提高抗裂能力——混合料组成（1）控制结合料剂量、混合料中细料的含量及其塑性指数（2）掺加增韧剂（如聚合物、乳化沥青）（3）掺加加筋纤维（4）掺加膨胀剂2. 结构措施（1）设置应力消减层，如橡胶沥青封层、土工格栅等（2）级配碎石过渡层（3）混合式基层（半刚性基层下放）（4）加厚沥青面层（5）切缝——被动措施采用骨架密实型结构可有效减少半刚性基层的收缩有关机理：以二灰稳定碎石为例加以说明3. 施工工艺（1）切缝（2）施工季节（3）立即铺面层（4）充分压实（5）适当控制碾压含水量因此，要使二灰碎石的收缩变形量减小，必须尽可能地使二灰存在于集料框架内，而集料是否能较好地形成框架，框架是否稳定，是否具有足够地抵抗收缩变形能力，就成为减少二灰碎石收缩变形的先决条件。