无机结合料稳定材料 课件
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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。
第六章无机结合料稳定类混合料
石灰稳定土中的火山灰反应的进程缓慢，其强度随着龄期的增大而 增 长 ， 甚 至 到 180d 时 ， 石 灰 稳 定 土 的 强 度 还 会 继 续 增 长 。 所 以 ， 7d 或 28d龄期的强度试验结果，并不能代表石灰稳定土的最终强度，石灰稳定 土的强度随龄期的增大大体符合指数规律。
•第六章无机结合料稳定类混合料
亦为CaO;
➢ 消石灰粉：将块状生石灰用适量的水消化而得的粉末，亦
称熟石灰，其主要成分为Ca(OH)2。 由于石灰原料中常含有碳酸镁成分，经煅烧生成的生
石灰中，或多或少含有氧化镁成分。建材行业标准中，根 据石灰中氧化镁含量按表6-2将石灰分为钙质石灰和镁质石 灰两类。
•第六章无机结合料稳定类混合料
6.1.1.1石灰的生产、消化与硬化
石灰土强度的形成与发展是通过机械压实、离 子交换反应、氢氧化钙结晶和碳酸化作用，以及火山 灰反应等一系列复杂、交织的物理-化学作用的过程来 完成的。
•第六章无机结合料稳定类混合料
离子交换反应：从石灰氢氧化钙中游离出的钙离子和氢氧根离子与粘土
矿物中的钠、氢离子发生离子交换，其结果使得粘土颗粒吸附水膜减薄， 促使土粒凝集和凝聚，形成稳定团粒结构。
⑴ 建材行业标准（表6-3）：将生石灰、生石灰粉和消石灰粉分
。 为优等品、一等品和合格品三个等级
•第六章无机结合料稳定类混合料
⑵ 道路行业标准（JTJ034－93）仍按袁国家标准 （GB1594-79）将生石灰和消石灰分别划分为3个等 级（见表6-4）
•第六章无机结合料稳定类混合料
6.1.2 石灰稳定土的技术性质
•第六章无机结合料稳定类混合料
无机结合料稳定性经压实成型并经养护后，可形成板 体结构，当其7d的抗压强度符合设计要求(表6-1)时，可 以作为道路路面结构中的基层或底(垫)基层，称为结合料 稳定类基(垫)层，在道路工程中，这类材料有被称之为半 刚性基层材料。
•第六章无机结合料稳定类混合料
亦为CaO;
➢ 消石灰粉：将块状生石灰用适量的水消化而得的粉末，亦
称熟石灰，其主要成分为Ca(OH)2。 由于石灰原料中常含有碳酸镁成分，经煅烧生成的生
石灰中，或多或少含有氧化镁成分。建材行业标准中，根 据石灰中氧化镁含量按表6-2将石灰分为钙质石灰和镁质石 灰两类。
•第六章无机结合料稳定类混合料
6.1.1.1石灰的生产、消化与硬化
石灰土强度的形成与发展是通过机械压实、离 子交换反应、氢氧化钙结晶和碳酸化作用，以及火山 灰反应等一系列复杂、交织的物理-化学作用的过程来 完成的。
•第六章无机结合料稳定类混合料
离子交换反应：从石灰氢氧化钙中游离出的钙离子和氢氧根离子与粘土
矿物中的钠、氢离子发生离子交换，其结果使得粘土颗粒吸附水膜减薄， 促使土粒凝集和凝聚，形成稳定团粒结构。
⑴ 建材行业标准（表6-3）：将生石灰、生石灰粉和消石灰粉分
。 为优等品、一等品和合格品三个等级
•第六章无机结合料稳定类混合料
⑵ 道路行业标准（JTJ034－93）仍按袁国家标准 （GB1594-79）将生石灰和消石灰分别划分为3个等 级（见表6-4）
•第六章无机结合料稳定类混合料
6.1.2 石灰稳定土的技术性质
•第六章无机结合料稳定类混合料
无机结合料稳定性经压实成型并经养护后，可形成板 体结构，当其7d的抗压强度符合设计要求(表6-1)时，可 以作为道路路面结构中的基层或底(垫)基层，称为结合料 稳定类基(垫)层，在道路工程中，这类材料有被称之为半 刚性基层材料。
JTGE51-2009-T0843-无机结合料稳定材料试件制作方法(圆柱形)-PPT
（3）根据击实结果和无机结合料的配合比按式8-14计 算每份料的加水量、无机结合料的质量。
第十九页，共27页。
（4）将称好的土放在长方盘内。向土中加水拌料、闷料。
石灰稳定材料、水泥和石灰综合稳定材料、石灰粉煤灰综 合稳定材料、水泥粉煤灰综合稳定材料，可将石灰或粉煤灰和 土一起拌和，将拌和均匀后的试料放在密闭容器或塑料袋（封 口）内浸润备用。
相配套，上下垫块能够刚好放人试筒内上下自由移动（一般来 说，上下垫块直径比试筒内径小约0. 2mm）且上下垫块完 全放人试筒后，试筒内未被上下垫块占用的空间体积能满足 径高比为1:1的设计要求。
第十八页，共27页。
（2）对于无机结合料稳定细粒土，至少应该制备6 个试件；对于无机结合料稳定中粒土和粗粒土，至少应 该分别制备9个和13个试件。
（2）质量损失小试件应不超过标准质量5g，中试件 应不超过25g，大试件应不超过50g。
7.试验说明和注意事项
第二十六页，共27页。
谢谢大家！
第二十七页，共27页。
对于中粒土，试样应不少于1000g; 对于粗粒土，试样应不少于2000g。
（4）根据击实试验方法确定无机结合料稳定材料的最佳含水量和 最大干密度。
第十六页，共27页。
（5）根据击实结果，称取一定质量的风干土．其质量随 试件大小而变。
对φ50mm×50mm的试件，1个试件约需干土180~210g; 对于Φ100mm×100mm的试件，1个试件约需干土1700～1 900g;
作为废件。 （11）试件称量后应立即放在塑料袋中封闭，并用潮
湿的毛巾覆盖，移放至养生室。
第二十四页，共27页。
5.计算
第二十五页，共27页。
6.结果整理 （1）小试件的高度误差范围应为-0.1~0.1cm，中试件
第十九页，共27页。
（4）将称好的土放在长方盘内。向土中加水拌料、闷料。
石灰稳定材料、水泥和石灰综合稳定材料、石灰粉煤灰综 合稳定材料、水泥粉煤灰综合稳定材料，可将石灰或粉煤灰和 土一起拌和，将拌和均匀后的试料放在密闭容器或塑料袋（封 口）内浸润备用。
相配套，上下垫块能够刚好放人试筒内上下自由移动（一般来 说，上下垫块直径比试筒内径小约0. 2mm）且上下垫块完 全放人试筒后，试筒内未被上下垫块占用的空间体积能满足 径高比为1:1的设计要求。
第十八页，共27页。
（2）对于无机结合料稳定细粒土，至少应该制备6 个试件；对于无机结合料稳定中粒土和粗粒土，至少应 该分别制备9个和13个试件。
（2）质量损失小试件应不超过标准质量5g，中试件 应不超过25g，大试件应不超过50g。
7.试验说明和注意事项
第二十六页，共27页。
谢谢大家！
第二十七页，共27页。
对于中粒土，试样应不少于1000g; 对于粗粒土，试样应不少于2000g。
（4）根据击实试验方法确定无机结合料稳定材料的最佳含水量和 最大干密度。
第十六页，共27页。
（5）根据击实结果，称取一定质量的风干土．其质量随 试件大小而变。
对φ50mm×50mm的试件，1个试件约需干土180~210g; 对于Φ100mm×100mm的试件，1个试件约需干土1700～1 900g;
作为废件。 （11）试件称量后应立即放在塑料袋中封闭，并用潮
湿的毛巾覆盖，移放至养生室。
第二十四页，共27页。
5.计算
第二十五页，共27页。
6.结果整理 （1）小试件的高度误差范围应为-0.1~0.1cm，中试件
无机结合料稳定材料
第七章无机结合料稳定材料1 ．概述定义：在粉碎的或原来松散的土中掺入一定量的无机结合料(包括水泥、石灰或工业废渣等)和水，经拌和得到的混合料在压实与养生后，其抗压强度符合规定的要求的材料称为无机结合料稳定材料。
以此修筑的路面称为无机结合料稳定路面。
特点：无机结合料稳定路面具有稳定性好、抗冻性能好、结构本身自成板体等特点，但其耐磨性差。
因此广泛用于修筑路面结构的基层和底基层。
（1）具有一定的抗拉强度，且各种材料的抗拉强度有明显的不同。
（2）环境温度对半刚性材料强度有很大的影响；（3）强度和刚度都随龄期增长；（4）刚度较柔性路面大，但比刚性路面小；（5）承载能力和分布荷载能力大于柔性路面；（6）容许弯沉小于柔性路面；（7）容易产生收缩裂缝。
土种类：粉碎的或原来松散的土按照土中单个颗粒(指碎石、砾石和砂颗粒)的粒径的大小和组成，将土分成细粒土、中粒土和粗粒土。
细粒土：颗粒的最大粒径小于10mm，且其中大于2mm的颗粒不少于90%。
中粒土：颗粒的最大粒径小于30mm，且其中大于20mm的颗粒不少于85%。
粗粒土：颗粒的最大粒径小于50mm，且其中大于40mm的颗粒不少于85%。
无机结合料稳定材料种类：不同的土与无机结合料拌和得到不同的稳定材料。
例石灰土、水泥土、水泥砂砾、石灰粉煤灰碎石等。
无机结合料稳定材料种类较多，其物理、力学性质各有特点，应根据结构要求，掺加剂和原材料的供应情况及施工条件，进行综合技术、经济比较后确定。
使用场合：由于无机结合料稳定材料其刚度介于粒料和水泥混凝土之间，常称此为半刚性材料，以此修筑的基层或底基层亦称为半刚性基层。
2无机结合料稳定材料的力学特征包括应力-应变关系、疲劳特性、收缩特性、温缩特性。
2．1无机结合料稳定材料的应力-应变特征设计龄期无机结合料稳定路面的重要特点之一是强度和模量随龄期的增长而不断增长，逐渐具有一定的刚性性质。
一般规定水泥稳定类材料设计龄期为三个月，石灰或二灰稳定类材料设计龄期六个月。
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%。
土工和无机结合料稳定材料试验检测ppt课件
二、土的颗粒分析
1、概述
• 粒度：土粒的大小。 • 粒组：大小相近的土粒合并为组。 • 土的粒度成分（颗粒级配）：指土中各种不同粒
组的相对含量（以干土质量的百分数表示），它 可用来描述土的各种不同粒径土粒的分布特性。
粒径(mm)
200
巨粒组
60 20
粒组的划分
5
2
0.5 0.25 0.075
0.002
第一部分
主要内容
土工
一、 土的概述 二、 颗粒分析（颗粒级配）试验 三、 界限含水率试验 四、 击实(最佳含水率、最大干密度)试验 五、 土的承载比（CBR)试验
第二部分 无机结合料稳定材料
一、 无机结合料稳定材料击实试验 二、 无侧限抗压强度试验 三、 水泥（石灰）剂量
第一部分：土工
《公路土工试验规程》（JTG E40-2007)
塑性指数 IP=WL-WP：液限与塑限之差值。（一般 在习惯上用不带百分数符号的数值表示。塑性
指数越大，表示土越具有高塑性）
• 液性指标IL=(W-WP)/（WL-WP ）（%） ：表
示天然含水率与界限含水率关系的指标。
当IL=1.0，即W=WL,土处于液限；
当IL=0，即W=WP,土处于塑限。
故按IL可区分土的各种状态：
2、土的三相组成
• 土由固体土粒、液体水和气体三相组成。
土
固
体 颗
水
气 体
粒
原 生 矿 物
次 生 矿 物
结 构 水
自
气
固
由
态
体
水
水
水
强 结 合 水
弱 结 合 水
毛 细 水
重 力 水
3、土的工程分类
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➢国外最常用的基层材料是级配碎石 （Unbound material 或Granular material）。
➢与我国的使用状况存在很大差别（薄沥青层、 厚半刚性材料）。
13
一、使用状况和分类
➢2.分类：
☆按结合料类型分：
➢ 水泥稳定材料 （水泥稳定碎石等） ➢ 石灰稳定材料 （石灰土等） ➢ 石灰工业废渣稳定材
+ 20二灰碎石
底基层(cm) 材料
23级配碎石 +22~32未筛
分碎石
15石灰土 26石灰土 26石灰土
总厚度 (cm)
110 路肩 100
67 64 61
33二灰土
20～40石灰 土
75
12
一、使用状况和分类
➢1.使用状况：国外
➢从1980年代中期开始，国外在高速公路中很 少使用无机结合料稳定材料，即使使用，也 是采用较厚的沥青层、较薄半刚性材料作底 基层的“混合结构”。
表面层 (cm)
4中AC
济南—青岛
5中SAC 4中SAC
沪宁（江苏段） 4AK-16A
石家庄—安阳 4中SLH
中面层 (cm)
底面层 (cm)
8密粗AC +10密BM
10MB
6粗AC 5粗AC
7BM 6BM
6粗AC- 6粗AC-
25I
25I
5粗SLH 6LH-30
基层(cm) 材料名
23水泥碎石
34水泥砂砾 20水泥砂砾 20水泥砂砾 28二灰碎石 30二灰碎石 25二灰碎石 20水泥碎石
料 （石灰粉煤灰碎石，简
称二灰碎石）
☆按土的颗粒组成分：
➢ 稳定粗粒土
（二灰稳定碎石等，常 用做基层）
➢ 稳定中粒土
（水泥稳定砂砾等，常 用做基层）
➢ 稳定细粒土
（二灰稳定土等，常用 做底基层）
14
二、力学性能
➢1.强度作用原理a（水泥稳定材料）
➢（1）水泥水化作用 ➢（2）离子交换作用 ➢（3）化学激发作用 ➢（4）碳酸化作用
☆采取哪些措施可以尽量 避免这种破坏的发生？
☆在沥青路面上产生反射裂缝后，水沿裂缝面
逐渐渗入基层顶面，在高速车载的作用下，高 压水流不断冲刷无机结合料稳定材料基层上的 细小颗粒，逐渐泵吸到路面，形成唧泥。 8
结构功能及设计
面层 基层 底基层 土基
沥青混凝土 水泥混凝土
无机结合料稳 定材料
无机结合料稳 定材料
压实土 改善土
☆承受车辆荷载的 作用，起主要承重 层的作用；
☆优化材料设计， 尽量减小路面的反 射裂缝；
☆优化材料设计， 增强抵抗水损害的 能力。
9
本章内容要点
➢一、使用状况和分类
➢二、力学性能☆
➢三、收缩性能☆ ➢四、水稳定性☆
六、综合性能
➢五、疲劳性能
➢七、配合比设计☆
➢八、施工工艺及控制
10
➢ 用水泥、石灰或水硬 性结合料等无机结合 料处治的土或碎 （砾），前期具有柔 性的性质，后期强度 和刚度有大幅度的增 长，但仍远小于水泥 混凝土。这样的混合 料称为半刚性材料。
☆强度来源
☆强度特征
4
“半刚性”的由来☆
沥青混合料、级 配碎石
无机结合料稳定 材料
水泥混凝土
<1200MPa 柔性材料
1300－1700 半刚性
15
二、力学性能 ☆
➢1.强度作用原理a（水泥稳定材料）
➢（1）水泥水化作用
硅酸三钙 3CaO·SiO2 （C3S）
2C3S 6H2O C3S2H3 3CH
水 泥 成
硅酸二钙 2CaO·SiO2 （C2S）
2C2S 4H2O C3S2H3 CH
分
铝酸三钙 3CaO·Al2O3 （C3A）
C3 A 6H 2O C3 AH6
铁铝酸四钙 4CaO·Al2O3·Fe2O3 （C4AF）
C4 AF 7H 2O C4 AFH7
☆强度形成的 主要来源。16
二、力学性能
矿物组成 与水反应速度
硅酸盐水泥主要矿物组成与特性
硅酸三钙 （C3S）
中
硅酸二钙 （C2S）
慢
铝酸三钙 （C3A）
快
铁铝酸四钙 （C4AF）
25~28水泥石屑或 水泥土
同上或5+5+5
20水泥砂砾或水泥 矿渣
砂砾或矿渣
20~23中粒式沥青混凝 土、
粗粒式沥青混凝土和 沥青碎石
20~25水泥粒料(碎 25~35石灰土或水
石或砾石)或石灰粉 泥土、水泥石灰土、
煤灰碎石
石灰粉煤灰土
11
一、使用状况和分类
➢1.使用状况：国内（七五以后）
道路名称 广州-深圳
中
水化热
中
低
高
中
早期
良
差
良
良
对强度的作用
后期
良
优
中
中
耐化学侵蚀
中
良
差
优
干缩性
中
小
大
小
大致含量（％）
35～65
10～40
0～15
5～15
17
二、力学性能
➢1.强度作用原理a（水泥稳定材料）
☆两种水泥水化作用的区别（水泥稳定 土 VS 水泥混凝土）
➢土（水泥稳定土）具有非常高的比表面积和 亲水性；
➢水泥稳定土中的水泥含量较少（<6%）； ➢土对水泥的水化产物具有强烈的吸附性； 用状况和分类
➢1.使用状况：国内（七五期间）
道路名称
沪嘉高速公 路
广佛高速公 路
沈大高速公 路
京津塘高速 公路
沥青面层厚度(cm) 和类型
基层厚度(cm) 和类型
底基层厚度(cm) 和类型
46石灰粉煤灰碎石
20砂砾
4中粒式沥青混凝土 +5粗粒式沥青混凝土
同上+6沥青碎石
25水泥级配碎石或 水泥石屑(31)
第4章 无机结合料稳定材料
1
课前提问
➢为什么无机结合料稳定材料又称为“半刚 性材料” ？
➢为什么CTB和LFTB会成为无机结合料稳 定材料中的两大“主力”？
3
两个基本概念
➢ 无机结合料稳定材料 ➢ 半刚性材料
➢ 在破碎的或原来松散 的土（包括各种粗、 中、细粒土）中，掺 入足量的水泥、石灰 或工业废渣材料和水， 经拌和得到的混合料， 在压实和养生后，抗 压强度符合规定要求 的混合料。
6
沥青路面主要病害：反射裂缝
路面裂缝
☆无机结合料稳定材料 基层为什么会开裂？
☆为什么说反射裂缝不 可避免？
☆在荷载和温度的反复作用下，无
机结合料基层上的裂缝逐渐向上反 射，形成沥青路面的裂缝。
基层开裂
7
沥青路面主要病害：水损害
路面唧泥
☆为什么无机结合料稳定 材料基层沥青路面上的 水损害比较严重？
>25000 刚性材料
☆由于无机结合料稳定材料的刚度介于柔
性材料和刚性材料之间，因此也被称为“半
刚性材料”。
Pause
5
4-5
结构定位
面层 基层 底基层 土基
沥青混凝土 水泥混凝土
无机结合料稳 定材料
无机结合料稳 定材料
最适合这两 个层次的工
作！
压实土 改善土
☆大多用做沥青路面或水 泥路面的基层或底基层。
➢与我国的使用状况存在很大差别（薄沥青层、 厚半刚性材料）。
13
一、使用状况和分类
➢2.分类：
☆按结合料类型分：
➢ 水泥稳定材料 （水泥稳定碎石等） ➢ 石灰稳定材料 （石灰土等） ➢ 石灰工业废渣稳定材
+ 20二灰碎石
底基层(cm) 材料
23级配碎石 +22~32未筛
分碎石
15石灰土 26石灰土 26石灰土
总厚度 (cm)
110 路肩 100
67 64 61
33二灰土
20～40石灰 土
75
12
一、使用状况和分类
➢1.使用状况：国外
➢从1980年代中期开始，国外在高速公路中很 少使用无机结合料稳定材料，即使使用，也 是采用较厚的沥青层、较薄半刚性材料作底 基层的“混合结构”。
表面层 (cm)
4中AC
济南—青岛
5中SAC 4中SAC
沪宁（江苏段） 4AK-16A
石家庄—安阳 4中SLH
中面层 (cm)
底面层 (cm)
8密粗AC +10密BM
10MB
6粗AC 5粗AC
7BM 6BM
6粗AC- 6粗AC-
25I
25I
5粗SLH 6LH-30
基层(cm) 材料名
23水泥碎石
34水泥砂砾 20水泥砂砾 20水泥砂砾 28二灰碎石 30二灰碎石 25二灰碎石 20水泥碎石
料 （石灰粉煤灰碎石，简
称二灰碎石）
☆按土的颗粒组成分：
➢ 稳定粗粒土
（二灰稳定碎石等，常 用做基层）
➢ 稳定中粒土
（水泥稳定砂砾等，常 用做基层）
➢ 稳定细粒土
（二灰稳定土等，常用 做底基层）
14
二、力学性能
➢1.强度作用原理a（水泥稳定材料）
➢（1）水泥水化作用 ➢（2）离子交换作用 ➢（3）化学激发作用 ➢（4）碳酸化作用
☆采取哪些措施可以尽量 避免这种破坏的发生？
☆在沥青路面上产生反射裂缝后，水沿裂缝面
逐渐渗入基层顶面，在高速车载的作用下，高 压水流不断冲刷无机结合料稳定材料基层上的 细小颗粒，逐渐泵吸到路面，形成唧泥。 8
结构功能及设计
面层 基层 底基层 土基
沥青混凝土 水泥混凝土
无机结合料稳 定材料
无机结合料稳 定材料
压实土 改善土
☆承受车辆荷载的 作用，起主要承重 层的作用；
☆优化材料设计， 尽量减小路面的反 射裂缝；
☆优化材料设计， 增强抵抗水损害的 能力。
9
本章内容要点
➢一、使用状况和分类
➢二、力学性能☆
➢三、收缩性能☆ ➢四、水稳定性☆
六、综合性能
➢五、疲劳性能
➢七、配合比设计☆
➢八、施工工艺及控制
10
➢ 用水泥、石灰或水硬 性结合料等无机结合 料处治的土或碎 （砾），前期具有柔 性的性质，后期强度 和刚度有大幅度的增 长，但仍远小于水泥 混凝土。这样的混合 料称为半刚性材料。
☆强度来源
☆强度特征
4
“半刚性”的由来☆
沥青混合料、级 配碎石
无机结合料稳定 材料
水泥混凝土
<1200MPa 柔性材料
1300－1700 半刚性
15
二、力学性能 ☆
➢1.强度作用原理a（水泥稳定材料）
➢（1）水泥水化作用
硅酸三钙 3CaO·SiO2 （C3S）
2C3S 6H2O C3S2H3 3CH
水 泥 成
硅酸二钙 2CaO·SiO2 （C2S）
2C2S 4H2O C3S2H3 CH
分
铝酸三钙 3CaO·Al2O3 （C3A）
C3 A 6H 2O C3 AH6
铁铝酸四钙 4CaO·Al2O3·Fe2O3 （C4AF）
C4 AF 7H 2O C4 AFH7
☆强度形成的 主要来源。16
二、力学性能
矿物组成 与水反应速度
硅酸盐水泥主要矿物组成与特性
硅酸三钙 （C3S）
中
硅酸二钙 （C2S）
慢
铝酸三钙 （C3A）
快
铁铝酸四钙 （C4AF）
25~28水泥石屑或 水泥土
同上或5+5+5
20水泥砂砾或水泥 矿渣
砂砾或矿渣
20~23中粒式沥青混凝 土、
粗粒式沥青混凝土和 沥青碎石
20~25水泥粒料(碎 25~35石灰土或水
石或砾石)或石灰粉 泥土、水泥石灰土、
煤灰碎石
石灰粉煤灰土
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一、使用状况和分类
➢1.使用状况：国内（七五以后）
道路名称 广州-深圳
中
水化热
中
低
高
中
早期
良
差
良
良
对强度的作用
后期
良
优
中
中
耐化学侵蚀
中
良
差
优
干缩性
中
小
大
小
大致含量（％）
35～65
10～40
0～15
5～15
17
二、力学性能
➢1.强度作用原理a（水泥稳定材料）
☆两种水泥水化作用的区别（水泥稳定 土 VS 水泥混凝土）
➢土（水泥稳定土）具有非常高的比表面积和 亲水性；
➢水泥稳定土中的水泥含量较少（<6%）； ➢土对水泥的水化产物具有强烈的吸附性； 用状况和分类
➢1.使用状况：国内（七五期间）
道路名称
沪嘉高速公 路
广佛高速公 路
沈大高速公 路
京津塘高速 公路
沥青面层厚度(cm) 和类型
基层厚度(cm) 和类型
底基层厚度(cm) 和类型
46石灰粉煤灰碎石
20砂砾
4中粒式沥青混凝土 +5粗粒式沥青混凝土
同上+6沥青碎石
25水泥级配碎石或 水泥石屑(31)
第4章 无机结合料稳定材料
1
课前提问
➢为什么无机结合料稳定材料又称为“半刚 性材料” ？
➢为什么CTB和LFTB会成为无机结合料稳 定材料中的两大“主力”？
3
两个基本概念
➢ 无机结合料稳定材料 ➢ 半刚性材料
➢ 在破碎的或原来松散 的土（包括各种粗、 中、细粒土）中，掺 入足量的水泥、石灰 或工业废渣材料和水， 经拌和得到的混合料， 在压实和养生后，抗 压强度符合规定要求 的混合料。
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沥青路面主要病害：反射裂缝
路面裂缝
☆无机结合料稳定材料 基层为什么会开裂？
☆为什么说反射裂缝不 可避免？
☆在荷载和温度的反复作用下，无
机结合料基层上的裂缝逐渐向上反 射，形成沥青路面的裂缝。
基层开裂
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沥青路面主要病害：水损害
路面唧泥
☆为什么无机结合料稳定 材料基层沥青路面上的 水损害比较严重？
>25000 刚性材料
☆由于无机结合料稳定材料的刚度介于柔
性材料和刚性材料之间，因此也被称为“半
刚性材料”。
Pause
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4-5
结构定位
面层 基层 底基层 土基
沥青混凝土 水泥混凝土
无机结合料稳 定材料
无机结合料稳 定材料
最适合这两 个层次的工
作！
压实土 改善土
☆大多用做沥青路面或水 泥路面的基层或底基层。