无机结合料稳定基层

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重庆交通大学
10.1 概述
第10章 无机结合料稳定基层
在各种粉碎或原状松散的土、碎（砾）石、工业废渣中， 掺入适当数量的无机结合料(如水泥、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 规定要求的材料称为无机结合料稳定类混合料，以此修筑的 路面基层称为无机结合料稳定基层。
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第10章 无机结合料稳定基层
石灰稳定土强度形成原理
离子交换作用→ Ca2+→Na+、H+、K+ 结晶作用 → 火山灰作用 →
碳酸化作用 →
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第10章 无机结合料稳定基层
路面工程
第10章 无机结合料稳定基层
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第10章 无机结合料稳定基层
第10章 无机结合料稳定基层
10.1 概述 10.2 无机结合料稳定材料的力学性质 10.3 石灰稳定类基层 10.4 水泥稳定类基层 10.5 工业废渣稳定类基层 10.6 半刚性路面面层
无机结合料稳定材料的刚度介于柔性路面材料和刚性路面材 料之间，常称之为半刚性材料。以此修筑的基层或底基层亦称 为半刚性基层或半刚性底基层。在我国已建成的高速公路和一 级公路中，大多数路面采用了这种基层。
优点：稳定性好，抗冻性能强，结构本身自成板体。 缺点：耐磨性差，干缩，温缩，养生期长。
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室内承载板试验→
Er
pD(12)
4l
无机结合料稳定类材料的回弹模量值主要同土类、结合 料剂量及龄期、侧限应力有关，在较大范围内变动。
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118.5
118.5 355.5
118.5 单位：mm 弯曲应力
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第10章 无机结合料稳定基层
疲劳特征
疲劳破坏：是在小于材料极限强度的应力 反复作用下所产生的累积破坏。 耐疲劳性能：是指某种材料对不同水平应 力的反复作用的反应，它以不同应力水平 达到破坏时的荷载反复作用次数（疲劳寿 命）来表示。 疲劳试验方法： 弯拉疲劳试验、劈裂疲劳试验。
疲劳试验结果：
f /s Nf 曲线→对数坐标→直线拟合
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第10章 无机结合料稳定基层
干缩特征
干缩：无机结合料稳定类材料经拌和压实后，由于水分挥发和混合料 内部的水化作用，混合料的水分会不断减少。由此发生的毛细管作用、 吸附作用、分子间力的作用、材料矿物晶体或凝胶体间层间水的作用 和碳化收缩作用等引起材料体积收缩。 指标：干缩应变、干缩系数、干缩量、失水量、失水率。
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温缩特征
第10章 无机结合料稳定基层
温缩：组成半刚性材料的三个相，即不同矿物颗粒组成的固相、液相（水） 和气相在降温过程中相互作用的结果，使半刚性材料产生体积收缩，即温 度收缩。
影响因素：含水量、集料或土的含量、土的矿物成分、环境温度、龄期
温缩特性：石灰土砂砾（16.7×10-6）>悬浮式石灰粉煤灰粒料 （15.3×Байду номын сангаас0-6）>密实式石灰粉煤灰粒料（12.4×10-6）和水泥砂砾 （5%~7%水泥剂量为10~10-6~15×10-6）。
修建初期： 温缩+干缩→养生保护
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抗压强度：
龄 无侧限抗压试验→7d无侧限抗压强度 期
S0.51R0.88
S ——无机结合料稳定类混合料的抗弯拉强度，MPa；
R——无机结合料稳定类混合料的无侧限抗压强度，MPa；
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应力-应变特性
第10章 无机结合料稳定基层
三轴压缩试验→应力-应变关系曲线→非线性；在应力水平较 低时，应力-应变曲线近似线性→回弹模量。
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10.2 无机结合料稳定材料的力学性质
强度特征 应力-应变特性 疲劳特征 干缩特性 温度收缩特性
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第10章 无机结合料稳定基层
强度特征
抗拉强度：
小梁弯拉试验→抗弯拉强度 直接拉伸试验→直接抗拉强度 间接拉伸（劈裂）试验→间接拉伸强度（劈裂强度）
第10章 无机结合料稳定基层
10.3 石灰稳定类基层
概念：在粉碎的土和原状松散的土(包括各种粗、中、细粒土)中掺入适 量消解后的石灰和水，按照一定技术要求，经拌和后，在最佳含水量时 摊铺、压实及养生，其抗压强度符合规定要求的路面基层称为石灰稳定 类基层。 分类：石灰土、石灰砂砾土、石灰碎石土。
石灰稳定土强度形成原理 影响石灰土强度的因素 石灰稳定土基层缩裂防治 石灰稳定土混合料设计 石灰稳定土层的施工
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第10章 无机结合料稳定基层
影响石灰土强度的因素
（5）拌和及压实
土的粉碎程度和拌和的均匀性；压实度（每增加2%，抗压 强度平均增加14.1%）。
影响因素：结合料的类型和剂量、被稳定（或处治）土的类别（细粒土， 中粒土或粗粒土）、粒料的含量、小于0.5mm的细土含量、塑性指数、 小于0.002mm的粘粒含量和矿物成分、制作（室内试件）含水量和龄 期等。
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。 同一类半刚性材料：稳定细粒土>稳定粒料土>稳定粒料。
影响石灰土强度的因素
（1）土质
塑性指数为15～20的粘性土较好;粒料和砂性土不宜;有机 质含量大不宜。
（2）灰质
消石灰粉或生石灰粉，Ⅲ级以上的技术标准，妥善保管 。
（3）石灰剂量
存在最佳石灰剂量，对于粘性土及粉性土为8%～14%；对 砂性土则为9%～16%。
（4）含水量
通过标准击实试验确定最佳含水量。