无机结合料稳定材料及路面
公路工程无机结合料稳定材料试验规程
07
案例分析与实践应用
实际工程中的应用案例
某高速公路建设中的无机结合料 稳定材料试验
该案例中，通过按照试验规程进行材料检测，确保了高 速公路的路面质量和耐久性，减少了后期维护成本。
某山区公路的特殊材料处理
针对山区公路的特殊地质和气候条件，采用特定的无机 结合料稳定材料，通过试验确定材料的配合比和施工工 艺，保证了公路的安全性和稳定性。
佩戴呼吸器或防毒面具。
确保电源、水源和气源等设备 安全可靠，避免发生意外事故
。
在使用高温或低温设备时，要 特别小心，避免烫伤或冻伤。
仪器的维护与保养
定期对仪器进行检查和维护 ，确保其正常运行和使用效 果。
仪器使用后应及时清理和保 养，保持其清洁和良好的工 作状态。
在使用前应检查仪器是否处 于良好状态，如有故障应及 时维修或更换。
数据整理
将原始数据整理成表格或图形，便于 后续的数据分析和解读。
数据分析与解读
要点一
数据分析
运用统计学和概率论等方法，对整理好的数据进行统计分 析，找出数据的规律和趋势。
要点二
解读分析结果
根据数据分析的结果，解读无机结合料稳定材料的性能和 特点，为后续的工程应用提供依据。
结果报告的撰写
报告内容
结果报告应包括试验目的、试验方法、数据记录与整 理、数据分析与解读等内容，确保报告的完整性和准 确性。
公路工程无机结合 料稳定材料试验规 程
目 录
• 引言 • 无机结合料稳定材料的基本性质 • 试验前的准备 • 试验方法与步骤 • 试验数据处理与分析 • 试验注意事项与安全措施 • 案例分析与实践应用
无机结合料稳定路面10-1概述定义优缺点优点稳定性好
第十章无机结合料稳定路面§10-1：概述定义优、缺点优点：稳定性好，抗冻性强，结构成板体。
缺点：耐磨性差使用范围：各种路面结构的基层和底基层。
§10-2：无机结合料稳定材料的力学特性一、无机结合料稳定材料的应力——应变特性特性：R=f(t)试验方法：承载板法试验内容：R E Rσsp E sp强度的变化，随龄期的增加而增长。
影响因素：材料的性质，材料的用量，温度，密实度等二、无机结合料稳定材料的疲劳特性抗拉强度：σf /σs＜50%疲劳寿命疲劳方程式疲劳方程：lgNf =a+blgσf/σslgN f=a+bσf/σs影响因素：材料的性质三、无机结合料稳定材料的干缩特性表征指标；干缩应变，干缩系数，失水量等影响因素：材料的性质，含水量，齡期等等对于粒料类：石灰稳定类>水泥稳定类>石灰粉煤灰稳定类对于稳定细粒土：石灰土>水泥土/水泥石灰土>石灰粉煤灰土四。
无机结合料稳定材料的温缩特性温缩特性指标：温缩系数影响因素：材料的性质，粒料含量，含水量，齡期等等§10-3：石灰稳定类基层（底基层）定义石灰剂量石灰剂量=石灰质量/干土质量一：石灰土强度形成原理1、离子交换作用Ca(OH)2 Ca2++2OH－（）X++ Ca2+ ()Ca2++ X+X +表示Na +、K +、H ＋2、碳酸化作用Ca(OH)2＋CO 2 CaCO 3+H 2O3、结晶作用Ca(OH)2＋n H 2O Ca(OH)2 n H 2O4、火山灰作用x Ca(OH)2＋Si O 2＋n H 2O xCa Si O 2 (n+1) H 2Ox Ca(OH)2＋Al 2 O 3＋n H 2O xCa Al 2 O 3 (n+1) H 2O二、影响强度的因素1、土质2、灰质3、石灰剂量4、含水量5、密实度6、养生条件7、石灰土的龄期三、石灰土基层的应用四、石灰土基层缩裂防治1. 控制压实含水量；2. 控制压实标准；3. 控制施工气温；4. 重视养护；5. 在材料中加入集料；6. 设置粘结层；7. 铺筑碎石隔离过渡层五、石灰土混合料设计设计内容：1、选择材料（土、石灰）2、确定最佳石灰剂量3、确定最佳含水量设计步骤：1、根据石灰土的强度标准（R d ）选择材料2、确定石灰剂量根据选择土、建议石灰剂量（最小、中间、最大） 制备试件（3组，每组3个） 重型击实试验（最佳含水量/最大干密度） 6d 、饱水1d ） va d C Z R R -≥1_ 3、 确定最佳含水量根据确定剂量 制备试件（5个，不同含水量） 重型击实试验 击实曲线六、石灰土基层的施工备料 拌和、铺筑 碾压成型 养生路拌法和厂拌法1．整平下承层；2．拌和3．摊铺；4．整型5．碾压6．养生七．碎（砾）石灰土底基层例：某地区二级公路路面基层设计为石灰土，请按现行部颁技术规范的要求设计石灰土混合料配合比设计资料：该路面底基层设计石灰土的7天无侧限抗压强度0.8Mpa ； 路线沿线为轻亚粘土，石灰采用Ⅲ级以上钙质消石灰；设计步骤：1、选择材料及检验。
jtg e51-2009 《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》
jtg e51-2009 《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》介绍我想探讨一下jtg e51-2009 《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》这个主题。
这是一个关于公路工程中无机结合料稳定材料试验规程的标准文件。
在公路工程中，无机结合料稳定材料是一种常用的材料，用于提高路面的稳定性和耐久性。
该规程的出台对于保障公路工程的质量和安全具有重要意义。
深度探讨在jtg e51-2009 《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中，对于无机结合料稳定材料的试验方法、试验要求以及试验结果的评定等方面进行了详细的规定。
我们可以通过学习该规程来了解无机结合料稳定材料的性能指标及其对公路工程的影响，为公路工程的设计、施工和维护提供科学依据。
具体内容在jtg e51-2009 《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中，涉及到的主要内容包括但不限于：1. 试验方法：规定了无机结合料稳定材料的各项试验方法，如抗压强度、抗拉强度、耐久性等。
2. 试验要求：规定了无机结合料稳定材料在试验过程中需要满足的各项要求，以确保试验结果的准确性和可靠性。
3. 试验结果评定：规定了对无机结合料稳定材料试验结果的评定标准，以判断材料是否符合公路工程的使用要求。
个人观点从个人角度来看，jtg e51-2009 《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》的出台是十分重要的。
它为公路工程材料的选择和质量控制提供了标准化的依据，有利于提高公路工程的质量和安全水平。
通过学习和遵守该规程，也可以促进公路工程材料研究和生产的技术进步，推动我国公路工程建设的可持续发展。
结论jtg e51-2009 《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》对于公路工程无机结合料稳定材料的试验方法和要求进行了详细的规定，在公路工程建设中具有重要意义。
通过学习和遵守该规程，可以提高公路工程的质量和安全水平，促进公路工程材料技术的进步。
我希望通过这篇文章，读者能对jtg e51-2009 《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》有一个更深入的了解，并认识到其在公路工程中的重要作用。
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。
无机结合料稳定材料和路面
◆2、无机结合料稳定材料旳设计龄期 设计龄期：不同无机结合料稳定材料旳强度和模量随龄期增
长旳速度不同，所以，在路面构造设计时旳参数设计龄期，对于
水泥稳定类材料旳劈裂及模量旳龄期为90天，对于石灰或者二灰 稳定类旳龄期为180天，水泥粉煤灰稳定类为120天，材料构成设 计7天旳抗压强度。
因为无机结合料稳定材料旳刚度处于柔性材料(如沥青混合 料)和刚性材料(如水泥混凝土)之间，所以也称为半刚性材料， 由其铺筑旳构造层称为半刚性层。
➢ 无机结合料稳定材料旳特点
板体性好，具有一定旳抗拉强度；稳定性好，抗冻性强； 强度和刚度伴随龄期而增长；经济性好；干缩温缩大，耐磨 性差，抗疲劳性也稍差。
②温度收缩
1）收缩原理：
由固相、液相和气相构成。半刚性材料旳外观胀缩性是三相旳不同温度 收缩性旳综合效应体现。
一般气相大部分与大气贯穿，在综合效应中影响较小，能够忽视，原材 料中砂粒以上颗粒旳温度收缩系数较小，粉粒下列旳颗粒温度收缩较大。
2）无机结合料稳定材料旳温缩影响原因
无机结合料稳定材料温度收缩旳大小与结合料类型和剂量、被稳定材料 旳类别、粒料含量、龄期等有关
2）灰质：
石灰应采用消石灰粉或生石灰粉，对高速公路或一级公路宜用磨细旳 生石灰粉。石灰质量应符合III级以上旳技术指标，并要尽量缩短石灰旳 存储时间。
3）石灰剂量
石灰剂量是石灰质量占全部土颗粒旳干质量旳百分率，即：
石灰剂量＝石灰质量／干土质量。
0.1mol/L乙二胺四灰稳定土旳强度影响非常明显。在石灰剂量较低时（不大于 3～4％），起稳定作用，土旳塑性、膨胀、吸水量减小，使土旳密实度、强 度、和易性等得到改善；伴随剂量旳增长，强度和稳定性均提升，但剂量超 出一定范围后，强度反而降低。
无机结合料稳定材料用原材料性能分析与检验
无机结合料稳定材料用原材料性能分析与检验无机结合料稳定材料主要用作路面的基层。
为保证基层的质量和使用寿命，必须对组成基层的原材料按照规范要求进行控制。
无机结合料稳定材料的原材料包括无机结合料(主要是指水泥、石灰、粉煤灰及其他工业废渣)和松散材料(包括各种粗、细集料)。
4.1 认知建筑石灰1）生产工艺概况生石灰是由富含碳酸钙的岩石(如石灰岩、白垩、白云岩等)为原料，经高温煅烧(加热至900℃以上)，逸出CO2气体后得到白色或灰白色的块状材料。
其主要化学成分为氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)。
化学反应可表示为：天然的石灰岩常含有碳酸镁、黏土及其他杂质，因此生石灰中还含有氧化镁。
生石灰的品质不仅与原料的纯度有关，生产石灰的窑型、煅烧工艺及煅烧水平等也直接影响其质量。
为了使石灰岩能得到完全分解，通常煅烧温度为1 000～1 100℃。
在煅烧过程中，由于火候控制不均，会出现过火石灰、欠火石灰和正火石灰。
正火石灰是在正常温度下煅烧得到的石灰，具有多孔结构，内部孔隙大，表观密度较小，与水作用速度快；欠火石灰是由于温度过低或煅烧时间不足，内部残留一部分未分解的石灰岩内核，外部为正常煅烧的石灰，欠火石灰降低了石灰的利用率，使用时缺乏黏结力；过火石灰由于煅烧温度过高、时间过长而使石灰表面出现玻璃状的外壳，孔隙率减小，表观密度增大。
过火石灰加水后消解缓慢，用于建筑结构物中仍能继续消化，引起成型的结构物体积膨胀，导致结构物表面鼓包、隆起、剥落或产生裂缝等破损现象，影响工程质量。
2）石灰的消化和硬化（1）石灰的消化块状生石灰在使用前一般都需加水消解，这一过程称为“消化”或“熟化”。
消化后的石灰称为“消石灰”或“熟石灰”。
其化学反应式如下：CaO＋H2O—→Ca(OH)2＋64.9 kJ/mol生石灰消解时放出大量的热量，消解后体积增大1～2.5倍。
消解石灰的理论加水量为石灰质量的32%，由于消化过程中放热反应导致水分的损失，实际加水量需达70%以上。
路基路面工程检测—无机结合料质量控制检测
水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法（EDTA滴定法） 2.仪器设备
（11）电子天平：量程不小于 1500g，感量0.01g。
水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法（EDTA滴定法）
2.仪器设备
（12）洗瓶（塑料）：500mL，1只。 （13）研钵：Φ12~13cm，1个。 （14）洗耳球：1个。 （15）棕色广口瓶：60mL，1只（装钙红指示剂）。
水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法（EDTA滴定法） 2.仪器设备
（16）聚乙烯桶：20L(装蒸馏水和 氯 化 铵 及 E DTA 二 钠 标 准 溶 液)，3个；5L(装氢氧化钠)， 1个；5L(大口桶)，10个。
水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法（EDTA滴定法）
2.仪器设备
水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法（EDTA滴定法）
4.准备标准曲线
5种混合料的水泥剂量应力：水泥剂量为0， 最佳水泥剂量左右、最佳水泥剂量±2%和± 4%， 每种剂量取两个（为湿质量）试样，共10个试样， 并分别放在10个大口聚乙烯桶（如为稳定细粒土， 可用搪瓷杯或1000mL具塞三角瓶；如为粗粒土， 可用5L的大口聚乙烯桶）内。土的含水量应等于 工地预期达到的最佳含水量，土中所加的水应与 工地所用的水相同。
03
本方法也可以用来测定水泥和石灰综合稳定材料中结合料的剂量。
水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法（EDTA滴定法） 2.仪器设备
（1）滴定管（酸式）：50mL，1支。 （2）滴定台：1个。 （3）滴定管夹：1个。
水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法（EDTA滴定法） 2.仪器设备
公路工程无机结合料稳定材料试验规程jtge 51
公路工程无机结合料稳定材料试验规程jtge51JTGE 51公路工程无机结合料稳定材料试验规程是国家交通运输部颁布的用于公路工程中无机结合料稳定材料试验的规程。
本规程主要针对无机结合料的稳定材料试验进行了规定，以确保公路工程的质量和安全。
以下是对该规程的一些主要内容的详细介绍。
一、试验目的和范围1.目的：本规程的目的是要求进行无机结合料稳定材料试验，确定其物理性能和力学性能，以评估其适用性和稳定性。
2.范围：本规程适用于公路工程中使用的无机结合料的各种稳定材料的试验，包括基于水泥、石灰和矿渣等无机材料的稳定剂。
二、试验设备和材料1.试验设备：试验设备包括压实仪、剪切仪、干燥箱、筛分仪等多种设备。
2.试验材料：试验材料包括无机结合料、稳定剂、试样等。
三、试验方法和要求1.试验方法：本规程列举了无机结合料稳定材料试验的具体方法，包括湿压实试验、剪切试验、强度试验等。
详细阐述了每种试验的步骤和要求。
2.试验要求：本规程还规定了试验的各项要求，包括试样的制备、试验条件的控制、数据的测量和记录等。
要求试验精确可靠，保证试验数据的准确性。
四、试验结果的处理和分析1.试验结果的处理：试验结果的处理包括对试验数据进行计算、统计和分析，得出相应的结论和结论。
2.试验结果的分析：试验结果的分析通过对试验数据的分析，从而对无机结合料稳定材料的性能进行评估、比较和验证，为公路工程的设计提供依据。
五、试验报告1.试验报告的要求：试验报告应详细记录试验方法、试验参数、试验结果等各种信息。
报告应清晰、准确地呈现试验结果，并附上相应的数据和分析。
2.报告的格式和内容：报告应使用规定格式，并包含试验目的、范围、设备和材料、方法和要求、结果处理和分析、结论等内容。
六、试验质量管理1.试验质量管理的要求：试验质量管理要求严格按照规程进行，包括试验过程的规范、设备的校准和维护、材料的合理选择和使用等。
2.试验质量管理的措施：为了保证试验质量，本规程还提供了一些质量管理的具体措施，包括制定试验标准、人员培训、设备维护等。
无机结合料稳定路面
0.88
Ep
2093
3097
3872
0.54
0.80
sp
0.413
0.634
0.813
0.51
0.78
Esp
533
926
1287
0.41
0.72
水泥稳定碎石的力学特性指标与龄期的关系
石灰粉煤灰稳定碎石的力学特性指标与龄期关系
力学参数（MPa)
28天
90天
180天
28天／180天
90天／180天
2.配合比设计
1）混合料的设计方法和步骤参照石灰稳定土进行； 2）混合料的设计强度与石灰土相近； 3）为提高早期强度可掺加少于石灰剂量30％的水泥； 4）石灰与粉煤灰的比为1：2～1：4，石灰粉煤灰与粒料的比为20：80～15：85
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；
（四）水泥稳定类的配合比
结构层位
土类
中、粗粒土
塑性指数<12
其他细粒土
基层
3～7
5～11
8～16
底基层
2～6
4～8
6～12
配合比设计方法与石灰稳定类相同，水泥稳定粒料的级配应满足相应规范的要求。
（五）水泥稳定类的施工工艺
1.水泥稳定粒料应采用中心拌和厂拌和 ，平地机或混合料摊铺机摊铺； 2. 碾压要在拌合后3～4h内完成，拌碾时间不应超过6h ； 3.现场配合比比实验室配合比提高水泥剂量和含水量0.5～1％ 4.洒水覆盖养生至少3d，养生期结束、应立即浇洒透层油 。
R
3.10
5.75
8.36
0.37
0.69
Ep
无机结合料稳定材
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特性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。
无机结合料稳定路面
§12-3 石灰稳定类基层（底基层）
在粉碎的土和原状松散的土（包括各种粗、中、细粒 土）中掺人适量的石灰和水，经拌和、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。 用石灰稳定细粒土得到的混合料简称石灰土，所做成 的基层称石灰土基层（底基层）。 石灰+天然砂砾（或级配砂砾）——石灰砂砾土 石灰+天然碎石（或级配碎石）——石灰碎石土
6、石灰土基层的施工 1）备料、配合比设计 2）摊铺 3）拌和与洒水 4）整型 5）碾压：压实厚度要与压路机吨位协调；由两侧路 肩向路中心碾压，超高段则由内侧向外侧碾压；后 轮重叠1/2轮宽；6-8遍 6）养生：洒水或者覆盖
7、碎（砾）石灰土底基层 混合料的最佳组成应是碎（砾）石掺人量 占混合料总重的60％－70％，而且要求碎 （砾）石要有一定级配。
3）化学激发作用 粘土矿物中的部分氧化硅和氧化铝的活性将被激发出来， 与溶液中的钙离子进行反应，生成新的矿物，这些矿物 的组成和结构与水泥的水化产物都有很多类似之处，并 且同样具有胶凝能力。生成的这些胶结物质包裹着粘土 颗粒表面，与水泥的水化产物一起，将粘土颗粒凝结成 一个整体。因此，氢氧化钙对粘土矿物的激发作用，将 进一步提高水泥稳定土的强度和水稳定性。 4）碳酸化作用 水泥水化生成的Ca（OH）2，还可以进一步与空气中的 CO2发生碳化反应并生成碳酸钙晶体。碳酸钙生成过程中 产生体积膨胀，也可以对土的基体起到填充和加固作用。
5）及早铺筑面层，使石灰土基层含水量不发生大变化，可 减轻干缩裂隙。 6）掺加集料，集料含量为60％~70％，不但提高强度和稳 定性，而且具有较好的抗裂性。 7）防止基层的缩裂反射到面层的措施： （1）设臵联结层。 （2）铺筑碎石隔离过渡层
5、石灰土混合料设计
无机结合料稳定路面
21
第十章 无机结合料稳定类路面
各种作用的贡献：
水化解离作用-> 基础条件 离子交换作用、絮凝团聚作用 -> 引起土的性质初期变
化和使土具有初步水稳性； 火山灰作用 -> 形成石灰土强度的主要作用； 结晶与碳化作用 -> 增加石灰土后期强度。
(2)硅酸二钙(2CaO·SiO2)：含量第二(占30～35%)，主要产生后期强度。 2(2CaO·SiO2)+4H2O→3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH) 2
(3)铝酸三钙(3CaO·Al2O3)：约占6%，水化速度最快，促进早凝。 3CaO·Al2O3+6H2O→3CaO·Al2O3·6H2O
抗冲刷性能差。水泥低剂量时，水泥水化产物孤立分布于被 稳定材料中；随着水泥剂量的增加，水泥水化产物的连续性 增强，稳定类材料的结构强度增大。
25
第十章 无机结合料稳定类路面
水泥稳定类材料的结构形成的主要反应： 1.水泥自身的凝结硬化作用
(1)硅酸三钙(3CaO·SiO2)：含量最高(占40～45%)，决定主要强度。 2(3CaO·SiO2)+6H2O→3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH) 2
35
第十章 无机结合料稳定类路面
3.土的塑性要求 适宜用水泥稳定的土的范围应当是相当宽，细砂土、粉
质细砂土、粉土、贫粘土、直到重粘土，都可以用水泥稳定。 要达到规定的强度，水泥剂量随粉粒和粘粒含量的增加
而增大，不经济。
塑性指数过大的土， 宜采用石灰稳定，或用水泥 和石灰综合稳定。
公路土工和无机结合料稳定材料
公路土工和无机结合料稳定材料一、公路土工和无机结合料的特点1.提高土壤稳定性：由于土壤本身的稳定性较差，经常会出现轻微的沉降和弯曲。
使用无机结合料可以增加土壤的密实度和稳定性，提高土壤的抗压强度，使其能够承受更大的荷载和汽车交通带来的压力。
2.耐久性强：无机结合料具有良好的耐久性，不受水和气候条件的影响，能够长期保持稳定性。
因此，使用公路土工和无机结合料处理路基、路面等部位，能够有效地延长公路的使用寿命，减少维护和修复的次数和费用。
3.施工简便：使用公路土工和无机结合料进行路基处理，不需要进行复杂的施工工序，只需要将土壤和无机结合料进行充分混合，并通过机械压实等手段提高土壤的密实度和稳定性。
这不仅能够加快施工速度，还能够节省劳动力和材料成本。
4.环保性好：无机结合料主要由环保型的无机材料组成，不含任何有害物质，使用过程中不会产生污染物和有害气体，对环境没有任何伤害。
二、公路土工和无机结合料的使用方法1.处理路基：将土壤和无机结合料按照一定的比例进行充分混合，然后通过机械压实等方式，提高土壤的密实度和稳定性。
在土壤和无机结合料的选择上，需要考虑土壤类型、无机结合料的强度和稳定性等因素。
2.处理路面：将无机结合料铺设在路面上，并通过机械压实和浇水等方式，将其与路面土壤进行混合和固化。
通过这种方式，可以提高路面的抗压强度和耐久性，减少路面的变形和龟裂。
3.维护修复：对于已经损坏或老化的公路，可以使用公路土工和无机结合料进行维护和修复。
通过部分替换和加强处置等方式，可以提高公路的承载力和稳定性，延长使用寿命。
以上是关于公路土工和无机结合料的特点和使用方法的介绍。
通过使用公路土工和无机结合料进行路基处理和路面维护修复，可以有效地提高公路的承载力和稳定性，延长公路的使用寿命，降低维护和修复的成本。
同时，公路土工和无机结合料具有施工简便、耐久性强、环保性好等特点，是一种值得推广和应用的稳定材料。
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%。
无机结合料稳定路面
第一节概述1、无机结合料稳定路面定义在粉碎的或原状松散的土中，掺入一定量的无机结合料和水，经拌和得到的混合料经压实、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材料，以此修筑的路面称为无机结合料稳定路面。
2、无机结合料的种类石灰、水泥、粉煤灰、工业废渣等。
3 、土的分类(Soil nature)粉碎的或原状松散的土按照土中单个颗粒(指碎石、砾石、砂和土颗粒) 的粒径的大小和组成，将土分成细粒土、中粒土和粗粒土。
例如石灰土、水泥土、水泥砂砾、石灰粉煤灰碎石等。
4、优缺点板体性好，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；无机结合料的强度处于柔性路面材料（沥青混合料）和刚性路面材料（水泥混凝土）之间，所以称为半刚性材料，由其铺筑的路面称为半刚性路面。
第二节无机结合料稳定材料的物理力学特性一、应力—应变特性(Stress-strain characteristic)1、应力应变特性即半刚性基层材料在荷载作用下的变形特性，与原材料的性质、结合料的性质与剂量、密实度、含水量以及龄期有关。
2、强度和模量随龄期的增长而不断增长，对于水泥稳定类材料，龄期为3个月，对于石灰或者二灰稳定类，龄期为6个月。
28天／90天／28天／90天／力学参数28天90天180天力学参数28天90天180天180天180天180天180天（MPa) （MPa)R 4.49 5.57 6.33 0.71 0.88 R 3.10 5.75 8.360.37 0.69E 2093 3097 3872 0.54 0.80 E 1086 1993 2859 0.38 0.70p pσ0.413 0.634 0.813 0.51 0.78 σ0.219 0.536 0.913 0.41 0.59sp spE 533 926 1287 0.41 0.72 E 359 960 1720 0.37 0.56sp sp水泥稳定碎石的力学特性指标与龄期的关系石灰粉煤灰稳定碎石的力学特性指标与龄期关系3、主要试验及指标：抗压强度、抗压回弹模量、劈裂强度和劈裂模量、抗弯拉强度和抗弯拉模量。
市政道路工程无机结合料稳定材料
Ca2+
K+、Na+
☆增加强度和 稳定性。 19
二、力学性能
➢1.强度作用原理a（水泥稳定材料）
➢（3）化学激发作用
➢Ca2+的化学激发作用 当粘土颗粒周围介质的pH值增加到一定程度时， 粘土矿物中的部分SiO2和Al2O3的活性将被激发 出来，与溶液中的Ca2+进行反应，生成新的矿物， 这些矿物主要是硅酸钙和铝酸钙系列，如 4CaO·5SiO2·5H2O、4CaO·Al2O3·19H2O、 3CaO·Al2O3·16H2O、CaO·Al2O3·10H2O等。
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）
Al2O3 xCaOH2 mH2O CaO Al2O3 nH2O要来源。
➢（4）氢氧化钙的结晶反应
Ca(OH)2 nH2O CaOH2 nH2O
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二、力学性能
➢1.强度作用原理c（工业废渣稳定材料）
➢（1）常用材料：粉煤灰 ➢（2）粉煤灰的相关参数：
密 度：1900～2400kg/m3（普通） 2500～2800kg/m3（高钙15％）
％； ➢细度：比表面积宜大于2500m2/g； ➢含水量：不宜超过35％。
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2.温度和时间对强度的影响 ☆
抗压强度（MPa ）
➢二灰稳定材料
13.60 12.24 10.88 9.52 8.16 6.80 5.44 4.08 2.72 1.36 0.00
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主要内容
第一节 概述 第二节 无机结合料稳定材料的特性 第三节 石灰稳定类基层/底基层 第四节 水泥稳定类基层/底基层 第五节 工业废渣稳定类基层/底基层 第六节 水泥稳定类基层工程应用实例（自学）
第一节 概述
◆1、无机结合料稳定材料及其特点
➢ 无机结合料稳定材料定义
在粉碎的或原状松散的土中掺入一定量的水泥、或石灰、 或工业废渣等无机结合料及水，拌和得到混合料经压实和养 生后，其抗压强度符合规定要求的材料。
✓ ①干燥收缩 湿度在材料使用过程中总有变化，但一般更多考
虑的是材料在成型之初的湿度降低影响。
1）收缩机理(原因)
毛细管作用 吸附作用 分子间力作用 矿物晶体或凝胶体层间水作用 碳化收缩作用
2）干缩影响因素：
无机结合料稳定材料的干缩特性(最大干缩应变和平均干缩系数)的大小 与结合料的类型、剂量、被稳定材料的类别、粒料含量、小于0.6mm细颗 粒含量、试件含水量和龄期等有关。
二灰砂砾（小梁）应力强度比疲劳寿命曲线
水泥砂砾（小梁）应力与强度比疲劳寿命曲线
◆4、无机结合料稳定材料的干缩和温缩
➢无机结合料稳定材料拌和压实后，由于水分挥发及其
内部的水化作用引起干燥收缩，以及混合料受降温影 响引起的温度收缩等。由此引起其体积收缩变化，表 现出结构的收缩应力及开裂破坏。
➢一般衡量材料的体积变化相对较难，因此，实际中往
劈裂试验示意图
1）通过不同应力比(应变水平)疲劳试验可测绘出疲劳曲线； 2）在一定的应力（应变水平）水平条件下，材料的疲劳寿 命取决于材料的强度和刚度，强度愈大刚度愈小，疲劳寿命 就愈长；跟试验温度的变化关系不大 。 3）f/s <50%时，原则上可至无穷加荷次数，但材料本身变 异性大，实际试验中因材料不均匀性，疲劳寿命要小得多。
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：
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、
弯拉强度试验示意图
◆2、无机结合料稳定材料的设计龄期 设计龄期：不同无机结合料稳定材料的强度和模量随龄期增
长的速度不同，因此，在路面结构设计时的参数设计龄期，对于
水泥稳定类材料的劈裂及模量的龄期为90天，对于石灰或者二灰 稳定类的龄期为180天，水泥粉煤灰稳定类为120天，材料组成设 计7天的抗压强度。
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。
✓②温度收缩
1）收缩原理：
由固相、液相和气相组成。半刚性材料的外观胀缩性是三相的不同温度 收缩性的综合效应表现。
设计指标：由于半刚性基层材料的抗拉强度远小于其抗压强
度，因此抗拉强度（劈裂强度）是路面结构设计的主要指标，抗 压强度是材料组成设计的主要指标。
◆3、无机结合料稳定材料的疲劳特性
➢ 所谓疲劳是指在荷载反复作用下，材料的极限强度会随着作用
次数的增加而降低的现象；一般有劈裂疲劳和小梁疲劳试验。
➢ 我国无机结合料稳定材料的疲劳一般采用劈裂疲劳； ➢ 无机结合料的疲劳寿命一般取决于重复应力与重复荷载作用前
3）几种材料的干缩比较
对稳定粒料类，三类半刚性材料的干缩特性的大小次序为：石灰稳定类 >水泥稳定类>石灰粉煤灰稳定类
对于稳定细粒土，三类半刚性材料的收缩性的大小排列为：石灰土>水 泥土和水泥石灰土>石灰粉煤灰土
4）干缩的发生与预防
① 选择稳定剂种类与用量； ② 控ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ材料成型时的含水量及成型时机； ③ 保湿养生。
✓ 无机结合料稳定材料的强度与时间和温度有关。所以要按不同龄期（7d、28d、
90d、180天等）和不同的温度(淮河以北地区 20℃、淮河以南地区 25 ℃ )来测定
试件的强度，抗压和劈裂测定用圆柱体试件。
抗压强度（MPa）
9
8
7
6
5
4
3
2
水泥 二灰
1 龄期（d）
0
0
50
100
150
200
无侧限抗压强度试验示意图 间接拉伸（劈裂）试验示意图
➢2）温缩试验
试件：100mm×100mm×400mm梁式试件，标准养护条件 养护28天； 温度范围：+55℃～-25℃，每 10℃为一个温度区段 时间设定：降温时间10min（即1℃/min），恒温120min；
WGD
数 据 采 集 系 统
高 低 温 交 变 环 境
箱
◆5、无机结合料稳定材料的收缩特性
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：
lgNf ablg f /s 或
双对数
lgNf abf /s
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。
由于无机结合料稳定材料的刚度处于柔性材料(如沥青混合 料)和刚性材料(如水泥混凝土)之间，所以也称为半刚性材料， 由其铺筑的结构层称为半刚性层。
➢ 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。
往采取一维单向变化测定来反映材料的收缩性能，通 过收缩应变及收缩系数来表征材料的收缩性能大小。
➢ 1）干缩试验
试件：100mm×100mm×400mm梁式试件，标准养护条件下 养护7天； 条件：温度为25℃，湿度50％左右； 检测：第1天为6小时一次，第2～5天为12小时一次，之后24小时一次，
直到含水量基本不变为止；