基层组成材料概述

1、无机结合料稳定材料无机结合料稳定材料学习要求了解路面结构及层位功能，以及基层的分类了解无机结合料稳定类基层的组成材料及要求熟悉无机结合料稳定材料的技术性质与标准了解无机结合料稳定类材料的强度形成原理职业能力目标了解半刚性基层材料及其技术性质能够选择并应用合适的基层材料v 路面结构分层及层位功能：按照使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素影响程度的不同，将路面分成若干层次。通常按各个层位功能的不同，划分为三个层次，即面层面层、基层基层和垫层垫层，如图所示。路面结构层次划分示意图i-路拱横坡度；1-面层；2-基层（有时包括底基层）；3-垫层；4-路缘石；5-加固路肩（硬路肩）；6-土路肩一、路

2、面结构及基层分类v 面层面层是直接同行车和大气接触的表面层次，它承受较大的行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，同时还受到降水的浸蚀和气温变化的影响 v 修筑面层修筑面层所用的材料主要有：水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎（砾）石混合料、砂砾或碎石掺土或不掺土的混合料以及块料等 一、路面结构及基层分类v 基层基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并扩散到下面的垫层和土基层去 ，基层是路面结构中的承重层承重层，它应具有足够的强度和刚度，并具有良好的扩散应力的能力 一、路面结构及基层分类 垫层介于土基与基层之间垫层介于土基与基层之间v 功能是改善土基的湿度和温度状况，另方面的功能是将基层传下的车

3、辆荷载应力进一步加以扩散，以减小土基产生的应力和变形。同时也能阻止路基土挤入基层中，影响基层结构的性能 垫层材料分为两类垫层材料分为两类v 一类是由松散粒料v 另一类是用水泥或石灰稳定土等修筑的稳定类垫层一、路面结构及基层分类v基层类型 基层类型有沥青混合料（沥青贯入碎石、热拌沥青碎石、乳化沥青碎石混合料等）及沥青稳定土，各种集料基层及采用无机结合料稳定集料或稳定土类。基基 层层半刚性基层半刚性基层柔性基层柔性基层当环境适宜时，强度与刚度会随着时间的增长而不当环境适宜时，强度与刚度会随着时间的增长而不段增长，其最终抗弯拉强度和弹性模量，比一般的段增长，其最终抗弯拉强度和弹性模量，比一般的基层要

4、大，但还是远较刚性路面为低，其刚度介于基层要大，但还是远较刚性路面为低，其刚度介于柔性路面和刚性路面之间。柔性路面和刚性路面之间。用沥青稳定各种集料的基层及不加任何结合材料的用沥青稳定各种集料的基层及不加任何结合材料的各种粒料基层各种粒料基层 1. 1. 无机结合料稳定类基层属半刚性基层。无机结合料稳定类基层属半刚性基层。 在粉碎或原状的在粉碎或原状的土土（或（或砂砾砂砾）中掺入一定量的）中掺入一定量的无机胶结材料无机胶结材料和和适量的适量的水水，经拌和、压实、养生后，得到的具有较高后期强度、整体，经拌和、压实、养生后，得到的具有较高后期强度、整体性和水稳性的材料称为无机结合料稳定材料，以此修

5、筑的基层或底基性和水稳性的材料称为无机结合料稳定材料，以此修筑的基层或底基层亦称半刚性基层。层亦称半刚性基层。 2. 2. 特点特点 无机结合料稳定材料稳定性好，抗冻性强，结构本身成板体，无机结合料稳定材料稳定性好，抗冻性强，结构本身成板体，但耐久性差、平整度低，易产生干缩裂缝，因此一般不用于路面面层但耐久性差、平整度低，易产生干缩裂缝，因此一般不用于路面面层，广泛用于修筑路面结构的基层和底基层。，广泛用于修筑路面结构的基层和底基层。 二、无机结合料稳定材料半刚性基层为什么能够得到广泛应用？ 在我国已建成的高速公路和一级公路中,大多数路面采用了无机结合料稳定基层，即半刚性基层。其原因主要有：

6、车辆轴载增大和交通量增加对路面的承载能力要求越来越高，无机结合料处置基层的沥青路面更能适应现代重型交通的需要； 优质石料的料源日益减少。用无机结合料处置材料时，可以使用原先不能应用的质量较低的石料，甚至使用当地的土。这样可以避免远运优质石料，从而节约大量投资。 按组成的集料材料分：按组成的集料材料分： 稳定土类：如水泥稳定土稳定土类：如水泥稳定土 稳定粒料类：如水泥稳定碎石、水泥稳定砂砾稳定粒料类：如水泥稳定碎石、水泥稳定砂砾 按无机胶结材料的不同分按无机胶结材料的不同分： 石灰稳定类石灰稳定类 水泥稳定类水泥稳定类 水泥石灰稳定类水泥石灰稳定类 石灰工业废渣稳定类石灰工业废渣稳定类面层面层基

7、层基层无机结合料稳定材料分类无机结合料稳定混合料无机结合料稳定混合料半刚性基层材料半刚性基层材料石灰石灰水泥水泥工业废渣工业废渣砂砾土砂砾土碎石土碎石土矿渣集料矿渣集料细粒土细粒土中粒土中粒土粗粒土粗粒土无机结合料稳定材料无机结合料稳定材料的技术性质的技术性质v1.强度 要求：具有强度、强度均匀、整体性好、表面密实平整、透水性小柔性路面结构中，基层作为柔性路面结构中，基层作为承重层，需要足够的强度。承重层，需要足够的强度。刚性路面结构中，基层并非是主刚性路面结构中，基层并非是主要承重层，但却是重要支承层次，要承重层，但却是重要支承层次，可延长路面使用寿命。可延长路面使用寿命。基层要具有一定的强

8、度、抗变形能力和水稳定性基层要具有一定的强度、抗变形能力和水稳定性v强度指标：无侧限抗压强度（饱水状态下） （1）试件尺寸：高：直径=1：1 （2）静力压实法制备 （3）强度标准：不同公路等级、稳定剂类型及路面结构层次的标准有不同的要求。v2.密度 密度 材料越致密，耐久性和强度也越高。（1）压实度 材料在外力下获得的密实程度。 =材料干密度/最大干密度（2）含水量 =水分质量/干燥材料质量 最佳含水量 通过标准击实试验得到3.无机结合料稳定材料的力学特性（1）应力）应力-应变特性应变特性: 强度和模量随龄期增长强度和模量随龄期增长一般规定一般规定: :水泥稳定类材料设计龄期为水泥稳定类材料设

9、计龄期为3 3个月个月 石灰或石灰粉煤灰石灰或石灰粉煤灰( (二灰二灰) )稳定类材料设计龄期为稳定类材料设计龄期为6 6个月个月 v顶面法：直接在试件顶面用千分表测量回弹变形v粘贴法：在柱体壁上两端各1/6高度处粘贴支架，用千分表测量中间2/3柱体的回弹变形。v夹具法：在柱体壁上两端各1/6高度处套一箍，在箍上伸出支架，用千分表测量中间2/3柱体的回弹变形。v承载板法：用小承载板在试件中间模拟野外测定方法。顶面法较合理 fs50%时，可经受无限次v （3）干缩特性： 拌和压实后由于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

10、、干缩系数、干缩量、失水量、失水率、平均干缩系数 dddllW 无机结合料稳定材料的干缩特性的大小与结合料的类型、无机结合料稳定材料的干缩特性的大小与结合料的类型、剂量、被稳定材料的类别、粒料含量、剂量、被稳定材料的类别、粒料含量、0.5mm细颗粒含量、细颗粒含量、试件含水量和龄期等有关。试件含水量和龄期等有关。半刚性基层养生半刚性基层养生v 一般在高温季节修建，基层水分蒸发，发生干缩。同时，存在昼夜温度差，发生温缩，因此初期必须注意养护。早期养生良好，则易于成形，早期强度高，减少裂缝。后期（铺筑沥青面层后）以温缩为主。v 裂缝防治措施： （1）改善土质 用粘性较小的土，或掺入砂土、粉煤灰等，

11、以降低塑性指数 （2）控制含水量及压实度 比最佳含水量略小为好，尽可能达到最大压实度 （3）掺加粗粒料 满足最佳组成，提高强度和稳定性（4）水稳定性和抗冻稳定性）水稳定性和抗冻稳定性v评价：浸水强度和冻融循环试验v主要影响因素：（1）土类 含细多、塑性指数大的， 差（2）稳定剂种类和剂量 二灰粒料和水泥粒料的水稳性最好。（3）密实度 越大，则透水性越低，水稳性越好（4）龄期 水泥、石灰、二灰稳定类的强度需要一定时间形成，水稳性随龄期增长而增长。（一）石灰稳定类（一）石灰稳定类石灰土石灰土：用石灰稳定细粒土得到的混合料：用石灰稳定细粒土得到的混合料石灰稳定集料石灰稳定集料：用石灰稳定中粒土和粗粒

12、土得到的混合料：用石灰稳定中粒土和粗粒土得到的混合料 石灰砂砾土石灰砂砾土天然砂砾土、级配砂砾（无土）天然砂砾土、级配砂砾（无土） 石灰碎石土石灰碎石土天然碎石土、级配碎石（包括未筛分碎石）天然碎石土、级配碎石（包括未筛分碎石）结构类型结构类型 骨架密实式：粒料骨架密实式：粒料80%80% 悬浮式：粒料悬浮式：粒料50%50%v 石灰稳定土的基本材料石灰稳定土的基本材料土土 一般规定土的液限不大于40%，塑性指数不大于20%，且级配良好。但重粘土颗粒不易粉碎、拌和，易产生缩裂，稳定效果差；有机质或硫酸盐含量高的土对强度有明显影响，都不宜采用。宜采用塑性指数1520的粘土以及含有一定粘性土的中粒

13、土或粗粒土用作石灰稳定土。 当用于不同等级路面不同结构层次时，对颗粒的最大粒径有相应的要求。v石灰稳定土的基本材料石灰 各种化学组成的石灰均可用于稳定土，其质量应符合要求，特别是有效成分含量是评价石灰质量的主要指标。 石灰最佳剂量：对粘性土和粉性土为干土重的8%16%，对砂性土为干土重的10%18%。v 石灰的稳定效果：可使土粒胶结成整体，密实性提高，水稳定性提高，强度提高。重要控制指标，对强度有显著影响重要控制指标，对强度有显著影响EDTA滴定法和钙电极快速测定法滴定法和钙电极快速测定法石灰稳定土的强度形成原理石灰稳定土的强度形成原理 q离子交换作用离子交换作用q火山灰作用火山灰作用q结晶作

14、用结晶作用q碳酸化作用碳酸化作用q机械压实机械压实q 离子交换作用（少部分）离子交换作用（少部分）石灰中石灰中Ca2+、OH土中土中Na+、K+交换交换减薄吸附水膜、土粒聚凝、水稳性增强，易于压实减薄吸附水膜、土粒聚凝、水稳性增强，易于压实q 结晶作用和碳酸化作用结晶作用和碳酸化作用CaCO3 CO2CaO（生石灰）生石灰） CaOH2O Ca(OH)2（消石灰）消石灰）Ca(OH)2 结晶硬化结晶硬化 碳酸化硬化：碳酸化硬化：CO2Ca(OH)2 CaCO3 后期结晶结构形成，提高了石灰土的后期整体性、强度和稳定性。后期结晶结构形成，提高了石灰土的后期整体性、强度和稳定性。q 火山灰作用火山

15、灰作用详解详解反应条件：碱活性激发剂反应条件：碱活性激发剂Ca(OH)2 石灰石灰 活性物质活性物质Al2O3 、SiO2粘土粘土Al2O3H2O Ca(OH)2 水化铝酸钙水化铝酸钙SiO2H2O Ca(OH)2 水化硅酸钙水化硅酸钙 这些胶凝物质减少了土颗粒空隙与透水性，提高密实度。这些胶凝物质减少了土颗粒空隙与透水性，提高密实度。石灰土获得强度和水稳定性石灰土获得强度和水稳定性的基本原因的基本原因 1）反应条件）反应条件 具有活性物质具有活性物质：活性：活性SiO2和活性和活性Al2O3 具有活性激发剂具有活性激发剂：激发活性材料潜在活性的物质：激发活性材料潜在活性的物质 Ca(OH)2

16、溶液（碱性激发剂）溶液（碱性激发剂） CaSO42H2O溶液（硫酸盐激发剂）溶液（硫酸盐激发剂） 2）反应机理）反应机理 SiO2 Ca(OH)2H2O CaO SiO2mH2O 不定型水化硅酸钙（凝胶）不定型水化硅酸钙（凝胶） Al2O3 Ca(OH)2H2O CaO Al2O3nH2O 不定型水化铝酸钙（凝胶）不定型水化铝酸钙（凝胶） Al2O3 CaSO42H2O 水化硫铝酸钙（水化硫铝酸钙（钙矾石钙矾石） 火山灰反应（又称二次反应）火山灰反应（又称二次反应）总结总结：初期初期：离子交换：离子交换 机械压实机械压实中、后期：中、后期：氢氧化钙的结晶和碳酸化作用氢氧化钙的结晶和碳酸化作用

17、火山灰作用火山灰作用石灰稳定土强度的影响因素 土质土质强度随土的塑性指数增大而增大，但过大的重粘土不易强度随土的塑性指数增大而增大，但过大的重粘土不易 粉碎，且易产生收缩裂缝。粉碎，且易产生收缩裂缝。 粘土含矿物成分（粘土含矿物成分（AlAl2 2O O3 3、SiOSiO2 2），则火山灰作用好。），则火山灰作用好。 规范：宜规范：宜 I IP P 10%20%10%20%的粘性土的粘性土 石灰品种及剂量石灰品种及剂量33级以上的石灰级以上的石灰 最佳石灰剂量最佳石灰剂量含水量含水量最佳含水量下压实的干密度较大的试件的强度最佳含水量下压实的干密度较大的试件的强度也高。也高。图图2 2 控制水

18、分蒸发，保证石灰消解及火山灰反应控制水分蒸发，保证石灰消解及火山灰反应 集料集料 图图1 1级配碎石、未筛分碎石、砂砾、碎石土、砂砾土、粒状矿渣级配碎石、未筛分碎石、砂砾、碎石土、砂砾土、粒状矿渣v 为无塑性指数的粒料或不含粘土的集料时：为无塑性指数的粒料或不含粘土的集料时：+15左右粘性土左右粘性土v 级配良好（当级配不好时，宜外加某种集料改善其级配）级配良好（当级配不好时，宜外加某种集料改善其级配）v 最大粒径最大粒径v 压碎值压碎值 养生条件养生条件强度发展需要适当的温度、湿度（潮湿、高温）强度发展需要适当的温度、湿度（潮湿、高温） 龄期龄期时间时间图1 矿质混合料类型与强度的关系单纯用

19、石灰稳定无粘性或无塑性指数的集料，效果远不如用石灰土稳定的效单纯用石灰稳定无粘性或无塑性指数的集料，效果远不如用石灰土稳定的效果：果：v 石灰稳定粉质粘土的强度石灰稳定砂质粘土石灰稳定粉质粘土的强度石灰稳定砂质粘土v 石灰稳定砂质粘土石灰稳定均质砂石灰稳定砂质粘土石灰稳定均质砂 在适宜的含水量下压实，可以取得最佳的压实效果在适宜的含水量下压实，可以取得最佳的压实效果最大干密度最大干密度最佳含水量最佳含水量: : 压实功压实功最佳含水量最佳含水量最大密实度最大密实度 细料含量细料含量最佳含水量最佳含水量最大密实度最大密实度 石灰剂量石灰剂量最佳含水量最佳含水量最大密实度最大密实度 含水量与干密度

20、的关系含水量与干密度的关系强度指标强度指标 抗压强度抗压强度无侧限抗压强度无侧限抗压强度 配合比设计、施工质量控制配合比设计、施工质量控制 劈裂抗拉强度劈裂抗拉强度 结构计算与验算结构计算与验算 抗折强度抗折强度收缩特征及其影响因素1）温缩温缩：因温度变化而造成的收缩：因温度变化而造成的收缩 新生凝胶矿物新生凝胶矿物热胀冷缩程度大热胀冷缩程度大2）干缩干缩：因含水量变化而造成的收缩：因含水量变化而造成的收缩 新生凝胶矿物新生凝胶矿物产生干缩的主要因素产生干缩的主要因素 图3 收缩程度：石灰土悬浮式粒料密实式粒料收缩程度：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

21、条件改善措施：选择材料、控制含水量、施工压实、养生条件耐久性 收缩裂缝收缩裂缝 图4 水稳定性：软化、冲刷水稳定性：软化、冲刷 图5 抗冻性抗冻性 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只宜作为高等级路面的底基层，或一般交通量道路的基层砂砾体积率与干缩系数的关系石灰稳定砂砾干缩系数石灰土石灰稳定砂砾干缩系数石灰土随着粒料含量，干缩系数随着粒料含量，干缩系数 沥青路表翻浆 石灰稳定土层的应用 石灰稳定土不但具有较高的抗压强度，而且也具有一定的抗弯拉强度。因此，石灰稳定土一般可用于各类路面的基

22、层和底基层。 但石灰稳定土因其水稳定性较差不宜做高速公路或一级公路的基层，必要时可用作底基层。在冰冻地区的潮湿路段以及其他地区的过湿路段，也不宜采用石灰土做基层。（二）水泥稳定类（二）水泥稳定类 定义：在粉碎的或原来松散的土（包括各种粗、中细土）中，掺入足量的水泥和水，经拌和得到的混合料经压实及养生后，当其抗压强度符合规定的要求时，称为水泥稳定土水泥稳定土。 分类分类v 水泥土水泥土水泥稳定砂性土、粉性土和粘性土水泥稳定砂性土、粉性土和粘性土v 水泥砂水泥砂水泥稳定砂水泥稳定砂v 水泥稳定碎石、水泥稳定砂砾水泥稳定碎石、水泥稳定砂砾水泥稳定级配碎石、未筛水泥稳定级配碎石、未筛分碎石、砂砾等分碎

23、石、砂砾等（二）水泥稳定类（二）水泥稳定类水泥稳定土 水泥稳定土的特点水泥稳定土的特点具有较其它稳定土高的强度、刚度和稳定性具有较其它稳定土高的强度、刚度和稳定性与水泥混凝土的比较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、碾压施工方法：机械摊铺、碾压技术特性技术特性 ：强度小、耐久性差、抗裂性低：强度小、耐久性差、抗裂性低水泥稳定类的组成材料水泥稳定类的组成材料水泥：水泥：各类水泥都可以用于稳定土，如普通各类水泥都可以用于稳定土，如普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥等。泥和火山灰

24、质硅酸盐水泥等。 矿物成分矿物成分 硅酸盐水泥比铝酸盐水泥效果好。硅酸盐水泥比铝酸盐水泥效果好。 比表面积和活性比表面积和活性大，水泥用量越大，则强度越大。大，水泥用量越大，则强度越大。 经济用量经济用量土与集料土与集料v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；各种粒状矿渣；水泥稳定砂性土效果最好，其次是粉性土和粘性土。水泥稳定砂性土效果最好，其次是粉性土和粘性土。v不宜材料：重粘土；塑性指数较大的细粒土不宜材料：重粘土；塑性指数较大的细粒土 有机质含量超过有机质含量超过2 2或硫酸盐含量超过或硫

25、酸盐含量超过0.250.25的土的土v集料的颗粒组成：集料的颗粒组成：级配级配v集料最大粒径和压碎值集料最大粒径和压碎值水泥稳定类的技术性质 强度的形成与影响因素强度的形成与影响因素 强度形成原理强度形成原理v 硬凝反应（水泥水化）硬凝反应（水泥水化）v 离子交换作用离子交换作用 会影响水泥的水化，使强度增长速度缓慢会影响水泥的水化，使强度增长速度缓慢 v 化学激发作用化学激发作用 Ca2+的存在激发了粘土成分的活性，反应生成的物质具有胶凝能力，的存在激发了粘土成分的活性，反应生成的物质具有胶凝能力，提高强度和水稳性。提高强度和水稳性。v 碳酸化作用碳酸化作用Ca(OH)Ca(OH)2 2+C

26、0+C02 2CaCOCaCO3 3v 机械压实机械压实强度主要来源强度主要来源土的比表面积和亲水性非常高水泥含量少土能强烈吸附水泥的水化产物Ca(OH)2土中常存在酸性环境KNa双电层厚度Ca2+的存在降低了厚度，使土凝聚体积膨胀，起填体积膨胀，起填充和加固作用充和加固作用水泥稳定类的技术性质 强度的主要影响因素强度的主要影响因素 组成材料组成材料v 水泥剂量：相同材料时水泥剂量：相同材料时水泥剂量水泥剂量强度强度v 土质土质图v 集料级配集料级配 改善级配可以明显增加水泥稳定集料的强度改善级配可以明显增加水泥稳定集料的强度 养生温度养生温度图 延迟时间：从加水拌和开始到碾压终了的时间延迟时

27、间：从加水拌和开始到碾压终了的时间 图图 延迟时间与水泥砂砾强度和干密度延迟时间与水泥砂砾强度和干密度图 土质、养生温度与强度的关系v相同养生温度：相同养生温度：Ip强强度度v相同龄期时：相同龄期时： 养生温度养生温度强度强度 延迟时间与水泥砂砾强度和干密度 v延迟时间越长，稳定土强度和延迟时间越长，稳定土强度和密度的损失越大。密度的损失越大。v在土质不变时，用终凝时间短在土质不变时，用终凝时间短的水泥时，延迟时间对混合料强的水泥时，延迟时间对混合料强度损失的影响大。度损失的影响大。v在水泥不变的情况下，延迟时在水泥不变的情况下，延迟时间为间为2h时，用中等粘土或砾质砂时，用中等粘土或砾质砂等

28、制得的水泥稳定土强度可损失等制得的水泥稳定土强度可损失60；用原状砂砾或粗石灰石等；用原状砂砾或粗石灰石等）制得的混合料的强度损失只有）制得的混合料的强度损失只有20左右，甚至没有损失。左右，甚至没有损失。收缩特性及影响因素 温度收缩：粘性土含量温度收缩：粘性土含量，温度收缩系数，温度收缩系数 干缩系数干缩系数 粒料含量粒料含量，干缩系数，干缩系数 粘土矿物粘土矿物，干缩系数，干缩系数 水泥剂量水泥剂量图 含水量：含水量：含水量增加的影响水泥用量增加的影响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三

29、种稳定土收缩系数的排序温缩系数温缩系数：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：干缩系数：石灰土石灰土砂砾二灰二灰砂砾水泥砂砾石灰土石灰土砂砾二灰二灰砂砾水泥砂砾水泥剂量与干缩系数的关系（）影响强度的因素 ）水泥类型及剂量 ）施工及养生（）混合料组成设计 作底基层时，集料的最大粒径不应出mm； 用作基层时，不应超过mm，并且都应有较好的级配。 水泥稳定土d无侧限抗压强度和压实密度应如表所示：水泥稳定土的强度及压实度标准 层位高速公路和一级公路二级和二级以下公路强度MPa压实度强度/MPa压实度 基层359823中、粗粒土细、粒土底基层1.5

30、中、粗粒土细、粒土1.5中、粗粒土细、粒土使用范围:（1）各级公路的底基层,二级以下公路基层（2）禁止作为高速公路或一级公路的基层,只能用作底基层 一定数量的石灰和粉煤灰，或石灰和煤渣与其他集料相配合，加入适量的水（通常为最佳含水量），经拌和、压实及养生后得到的混合料，当其抗压强度符合一定要求时，称为石灰工业废渣稳定土（简称石灰工业废渣）。（三）石灰工业废渣稳定类（三）石灰工业废渣稳定类石灰工业废渣稳定土石灰工业废渣稳定土（石灰粉煤灰稳定土）（石灰粉煤灰稳定土） q 常用工业废渣品种常用工业废渣品种粉煤灰、煤渣、高炉矿渣、钢渣以及其它粉煤灰、煤渣、高炉矿渣、钢渣以及其它冶金矿渣、煤矸石等冶金矿

31、渣、煤矸石等q 矿物组成特点矿物组成特点活性活性Al2O3、SiO2或或CaO，具有水硬性，具有水硬性q 石灰粉煤灰稳定土石灰粉煤灰稳定土 二灰二灰石灰粉煤灰石灰粉煤灰 二灰土二灰土石灰粉煤灰石灰粉煤灰稳定细粒土稳定细粒土 二灰集料二灰集料(或粒料或粒料)石灰粉煤灰石灰粉煤灰稳定稳定砂砾砂砾、碎石碎石、矿渣矿渣、煤矸石煤矸石等等q 结构类型：悬浮式结构类型：悬浮式粒料粒料50% 密实式密实式粒料粒料80%石灰粉煤灰稳定土组成材料石灰粉煤灰稳定土组成材料石灰和粉煤灰石灰和粉煤灰: 石灰质量：石灰质量：3级或级或3级以上消石灰或生石灰级以上消石灰或生石灰 粉煤灰：粉煤灰：SiO2Al2O3Fe2O

32、370% 烧失量烧失量20% 比面积比面积2500 cm2/g 湿粉煤灰的含水量湿粉煤灰的含水量35%土土: 塑性指数塑性指数1220的粘性土的粘性土（亚粘土）（亚粘土）最大粒径最大粒径15 mm，有机质含量，有机质含量10集料集料: 最大粒径和压碎值最大粒径和压碎值 级配级配粉煤灰本身不具有或有很小粘性，加粉煤灰本身不具有或有很小粘性，加入土中既能起填充的作用，又能与石入土中既能起填充的作用，又能与石灰或水泥反应，生成起胶结作用的产灰或水泥反应，生成起胶结作用的产物，从而改善稳定土的水稳定性、提物，从而改善稳定土的水稳定性、提高强度与密实度。高强度与密实度。石灰粉煤灰稳定土的技术性质 强度形

33、成机理强度形成机理v 石灰自硬、粉煤灰材料的石灰自硬、粉煤灰材料的火山灰反应火山灰反应v 石灰粉煤灰的填充作用石灰粉煤灰的填充作用v 集料的骨架作用集料的骨架作用v 机械压实机械压实 强度特点强度特点v 较高的强度和稳定性较高的强度和稳定性v 早期强度较低，有着较高的后期强度早期强度较低，有着较高的后期强度 强度的主要影响因素强度的主要影响因素v 粒料比例粒料比例v 粉煤灰掺量越高早期强度越低，但不影响后期强度粉煤灰掺量越高早期强度越低，但不影响后期强度v 养生温度养生温度收缩特征 粒料含量粒料含量 悬浮式二灰粒料密实式二灰粒料悬浮式二灰粒料密实式二灰粒料 密实式二灰粒料平均干缩系数为密实式二

34、灰粒料平均干缩系数为5510-6，温缩系数为，温缩系数为4.210 -6 悬浮式二灰粒料平均干缩系数为悬浮式二灰粒料平均干缩系数为10910 -6 ，温缩系数为，温缩系数为6.710 -6 结合料剂量结合料剂量 粉煤灰用量：石灰剂量一定，粉煤灰用量粉煤灰用量：石灰剂量一定，粉煤灰用量干缩系数和温缩系数干缩系数和温缩系数 石灰剂量：粉煤灰用量一定，石灰剂量石灰剂量：粉煤灰用量一定，石灰剂量干缩系数和温缩系数干缩系数和温缩系数 排序排序 石灰土石灰砂砾石灰粉煤灰二灰稳定砂砾石灰土石灰砂砾石灰粉煤灰二灰稳定砂砾耐久性 稳定性、稳定性、抗冻性有较石灰稳定类有显著的改善抗冻性有较石灰稳定类有显著的改善

35、温度收缩系数比石灰稳定类有所减小温度收缩系数比石灰稳定类有所减小 二灰土收缩性虽小于石灰土和水泥土，但仍具有相当的干缩二灰土收缩性虽小于石灰土和水泥土，但仍具有相当的干缩变形，不允许应用于高等级道路的上基层变形，不允许应用于高等级道路的上基层 （四）稳定类材料组成设计（四）稳定类材料组成设计 根据对某种稳定材料规定的技术要求，选择合适的原材料、掺配用料（需要时），确定结合料的种类及剂量以及混合料的最佳含水量。v 设计要达到的目标目标：满足设计强度要求、抗裂性达到最优，且便于施工。v 设计的基本原则基本原则：结合料剂量合理、尽可能采用综合稳定，集料有一定级配。（一）、设计标准：主要考虑强度和耐久

36、性。（二）、材料组成设计步骤 、原材料试验 、拟定混合料配合比（1）选定不同的稳定剂剂量，制备同一种土样的混合料试件若干个（2）通过击实试验确定混合料的最佳含水量和最大干密度。（3）按规定压实度计算混合料试件应有的干密度。（4）按最佳含水量和计算得的干密度制备试件，进行强度试验 、试件的强度试验 、选定石灰或水泥剂量。（应进行验算） 5、工地实际剂量应比实验室内试验确定的剂量多0.5%1.0%无侧限抗压强度无侧限抗压强度v基础材料（土、砂砾、碎石） （1）颗粒分析（2）液限和塑性指数（3）相对密度（4）击实试验（5）压碎值（6）有机质含量和硫酸盐含量（必要时做）v稳定剂性质试验（石灰、水泥或其他稳定剂）石灰稳定类混合料的组成设计 1.设计要求设计要求 确定混合料中组成材料比例确定混合料中组成材料比例 石灰土石灰土：石灰剂量：石灰剂量=石灰质量石灰质量/干土质量干土质量 石灰集料石灰集料：石灰：土：碎石（或砂砾）：石灰：土：碎石（或砂砾） 确定混合料的最大干密度确定混合料的最大干