石灰粉煤灰稳定类

1、本章主要表达了以水泥稳定类、石灰稳定类和石灰、粉煤灰稳定类为代表的 无机结合料稳定类混合料，阐述了这类材料的强度形成机理和收缩特性，介绍了 各自的适用范围和混合料设计组成方法。6.1水泥稳定类混合料水泥稳定类混合料的技术性质水泥稳定类的强度特征及影响因素 强度形成机理水泥稳定类混合料的强度形成主要取决与水泥水化硬化、离子交换和火山灰反响过程。 材料组成材料对强度的影响影响水泥稳定类混合料强度的主要因素有水泥剂量、土质、集料颗粒组成等。图6.1 土质、养生温度与水泥稳定土强度的关系曲线表6.1三种级配水泥稳定集料的7d抗压强度和干密度测试值序号>4. 75伽颗粒含量7d抗压强度MPa最大干

2、密度g/ cm 3 1704.82.302655.52.313605.82.35不同结构类型的水泥稳定碎石在水泥用量相同的条件下，强度也会有所不同图6.2不同结构类型水泥稳定碎石 环境因素对强度的影响养生温度一一直接影响水泥的水化进程，因而对水泥稳定土的强度有很明显 的影响，在相同龄期时，养生温度越高，水泥稳定土的强度也越高。延迟时间一一对水泥稳定土的强度有显著影响。延迟时间是指水泥稳定土施 工过程中，从加水拌和开始至碾压结不束所经历的时间从#和苗束弼林的间隔时间估离 4.图6.3延迟时间与水泥稳定砂砾强度和干密度的关系曲线 收缩特性及影响因素 产生收缩的原因：水泥稳定土在形成强度的硬化过程中

3、，也会出现因温度变化而引起的温度收 缩和因水分变化而引起的枯燥收缩。 不同温度下，水泥稳定土中塑性土含量对其 温缩系数的影响较大。水泥稳定土的温缩系数随温度降低的变化幅度越来越大， 并以水泥土变化幅度最大，而水泥稳定无塑性集料在不同负温度时的温缩系数变 化较小。 影响收缩的因素：水泥稳定土的干缩系数受粒料含量及矿物成分的影响。水泥剂量的关系曲线，当水泥剂量降低，粒料含量增多时，水泥稳定砂砾的 干缩系数减小。水泥稳定砂砾的制件含水量对其干缩应变也有较大的影响。图6.4水泥稳定土干缩系数与水泥剂量的关系曲线水泥稳定类混合料的适用性水泥稳定类材料具有较其它稳定类材料高的强度、刚度和稳定性，可适用于

4、各种交通类别道路的基层和底基层。但是水泥土在干缩性和水稳定性上有着与石 灰土相同的缺陷，不应用作高等级沥青路面的基层，只能作为底基层；在高速公 路和一级公路公路的水泥混凝土面层下，水泥土也不应用作基层。水泥稳定类混合料的组成设计材料组成设计要求水泥稳定类材料主要用于路面基层、底基层。在路面结构中，基层是直接位于面层下，承受面层传来的车轮荷载垂直压力作用，并将其向下面层次扩散分布， 同时起到调节和改善路基路面水温状况的作用，并为施工提供稳定而坚实的工作 面。所以，对无机结合稳定类混合料技术性质的要求主要包括强度、抗变形能力和水稳性等。根据(JTJ 034-2000),水泥稳定类材料7d浸水抗压强

5、度应符合表 6.2。表6.2 水泥稳定类材料的抗压强度(JTJ 034-2000混合料类型高速公路、一级公路二级和二级以下公路基层MPa底层MPa基层MPa底层MPa水泥稳定类351.5 2.52.5 3.01.5 2.0原材料要求 水泥普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥， 都可用于水泥稳 定土。 水泥稳定类混合料用集料与土适宜用水泥稳定的材料有：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等，集料中不宜含有塑性指数较大的细土， 或应控制其含 量。用于各种类别道路等级不同层位的集料的的最大粒径和压碎值要求，见表6.3。表6.3水泥稳定土用集料的技术要求道路

6、等级高速公路及一级公路二级和二级以下公路结构层位基层底基层基层底基层最大粒径方孔筛mm <31.537.537.553压碎值%<30303540表6.4适宜于水泥稳定的集料的颗粒组成范围JTJ0342000道路等级结构层位通过以下筛孔的质量百分比%伽5337.531.526.519.09.54.752.361.180.60.0750.0025010171000二级和底基层100-二级以005030基9010661054103910207145下公路-2884847030-层000007r 50101710咼速公100030路、一级底基00层9010183公路-100-6790456

7、82950-82207-08基100901072894767294917382207层05注：用于基层的混合料中不宜使用含有塑性指数的土；集料中0.5伽以下细粒土中有塑性指数时，小于0.075伽颗粒含量不应超过5%水泥剂量表6.5水泥剂量推荐范围JTJ034-2000结构层位土的类型水泥剂量%甘日基7层底基层中粒土和粗粒土3, 4, 5, 6, 73, 4, 5, 6, 7塑性指数小于12的土5, 7, 8, 9, 114, 5, 6, 7 , 9其它细粒土8, 10, 12, 14, 166, 8, 9, 10, 12设计内容与步骤设计内容水泥稳定类材料的组成设计， 主要是根据相关标准中的强

8、度标准， 通过试验 选取最适宜稳定的土类， 确定必须的水泥用量和混合料的最正确含水量， 在需要改 善土的颗粒组成时， 开包括掺加比例。 水泥稳定类材料的各项试验应该按照 ?无 机结合料稳定材料试验规程?进行。步骤a. 制备被稳定材料，并在其中中参加不同剂量的水泥。b. 确定混合料最大干密度和最正确含水量。至少应做三个不同水泥剂量的 混合料击实试验，即最小剂量、中间剂量、最大剂量，其他剂量的混合料 最大干密度和最正确含水量可用内插法确定。c. 按照工地预定到达的压实度和确定的最大干密度、最正确含水量在室内 成型试件， 并养生，养生条件：在规定温度下保湿养生 6 天，浸水 1天后， 进行 7 天无

9、侧限抗压强度测试。d. 根据测试结果，选择适宜的材料组成比例。6.2 石灰稳定类6.2.1 石灰稳定土的技术性质石灰稳定土的强度 石灰稳定土的强度形成机理 石灰稳定土强度的形成与开展是通过机械压实、 离子交换反响、 氢氧化钙结晶和碳酸化反响， 以及火山灰反响等一系列复杂、 交织的物理一化学作用过程完 成的。 石灰稳定土强度的影响素a. 石灰的细度石灰细度越大， 在相同剂量下与土粒的作用越充分， 反响进行得越快， 稳定 效果越好。b. 土与集料图6.5 土质对石灰稳疋土搞压强度的影响工程实践说明：塑性指数1520的粘土，易于粉碎和拌和，便于碾压成型， 施工和使用效果都较好。塑性指数更大的重粘土虽

10、然含粘土矿物较多， 但由于不 易破碎拌和，稳定效果反而不佳。塑性指数小于 12的土那么不宜用石灰稳定，最 好用水泥来稳定。对于无粘性或无塑性指数的集料，单纯用石灰稳定的效果远不 如用石灰稳定的效果。c. 石灰稳定土的最正确含水率图6.6石灰稳定土的压实曲线d. 养生条件和龄期石灰稳定土中的火山灰反响的进程缓慢， 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，石灰土的强度随龄期的增长大体的 符合指数规律。石灰稳定土的体积收缩特征 温度胀缩原因及影响因素分析在石灰稳定土中液相的热胀缩系数比固相局

11、部的热胀缩系数大47倍，温度升高时，水的扩张压力使固体颗粒间距离增大而产生膨胀，反之，那么产生收缩。毛细管张力的作用只有当含水量在一定的范围内时才存在，当材料过干或过湿 时，这种作用消失。所以在枯燥和饱水状态下，稳定土的温缩系数值远比含水而非饱水状态下的值小 枯燥收缩及影响因素分析石灰稳定土的枯燥收缩主要是由于水分蒸发而产生的， 稳定土的干缩系数随 着龄期的增长而减小，初期下降较快，随后逐渐缓慢。图6.7干缩系数与砂砾含量关系石灰稳定土的适用性石灰土禁止用作高等级路面的基层，只能作为高等级路面的底基层，或一般交通量道路路面的基层。砂砾或碎石含量小于50%的悬浮式石灰稳定集料土虽然比石灰土的收缩

12、性小，但同样具有遇水后表层软化的抗水冲刷能力差的缺点，这种悬浮式石灰粒料也不宜用作高等级路面的基层。石灰稳定类材料组成材料设计材料组成设计要求根据JTJ 034-2000,石灰稳定类材料7d浸水抗压强度应符合表6.6。表6.6石灰稳定类材料的抗压强度JTJ 034-2000混合料类型高速公路、一级公路二级和二级以下公路基层MPa底层MPa基层MPa底层MPa石灰稳定类-> 0.8> 0.P0.50.7原材料要求 石灰石灰质量应符合3级以上消石灰或生石灰的技术要求。 石灰稳定类材料所用集料与土土中的粘土矿物愈多，土颗粒愈细，塑性指数Ip愈大，用石灰移民定的效果就越好。表6.7石灰稳定

13、土用集料的最大粒径和压碎值要求公路等级高速公路、一级公路二级和二级以下公路结构层位底基层基层底基层基层最大粒径方孔筛伽37.537. 55337.5压碎值%354030/35石灰剂量石灰土配合比以石灰剂量表示，石灰剂量=石灰质量/干土质量。石灰剂量与土的种类、石灰品种关系甚大，石灰剂量范围可参考表6.8中的推荐值。表6.8 石灰剂量推荐范围JTJ034-93结构层位石灰剂量%稳定土品种基层底基层砂砾土和碎石土3, 4, 5, 6, 7-粘性土塑性指数?1210，12，13，14，168， 10， 11， 12， 14粘性土塑性指数125， 7， 9， 11， 135， 7， 8， 9， 11

14、设计内容与步骤设计内容石灰稳定类材料的组成设计，主要是根据相关标准中的强度标准，通过试验 选取最适宜稳定的土类，确定必须的石灰用量和混合料的最正确含水量， 在需要改 善土的颗粒组成时，开包括掺加比例，各项试验应该按照?无机结合料稳定材料 试验规程?进行。步骤a. 制备被稳定材料，并在其中中参加不同剂量的石灰。b. 确定混合料最大干密度和最正确含水量。至少应做三个不同石灰剂量的混 合料击实试验，即最小剂量、中间剂量、最大剂量，其他剂量的混合料最 大干密度和最正确含水量可用内插法确定。C.按照工地预定到达的压实度和确定的最大干密度、最正确含水量在室内 成型试件，并养生，养生条件：在规定温度下保湿养

15、生6天，浸水1天后, 进行7天无侧限抗压强度测试。d.根据测试结果，选择适宜的材料组成比例6.3石灰粉煤灰稳定类石灰粉煤灰稳定土的技术性质二灰稳定土的强度特征及其影响因素二灰稳定的强度形成机理与石灰稳定土根本相同。与石灰稳定土相比，二灰稳定土强度形成更多的依赖于火山灰反响生成的水 化物。养生温度对二灰稳定土的抗压强度有明显影响。密实式二灰粒料的强度较悬浮式二灰粒料的强度高15%以上。表6.9二灰碎石的7d抗压强度与养生温度养生温度C203040抗压强度悬浮式二灰粒料1.355.85(Mpa)密实式二灰粒料1.603.036.78二灰稳定土的收缩特征及其影响因素二灰稳定土的干缩和温缩机理及其影响

16、因素与石灰稳定土相同。收缩程度主要取决于试件含水量、材料组成如粒料含量、石灰剂量、粉煤 灰含量、粘土矿物的含量与其塑性指数等。表6.10石灰土与二灰稳定土的最大干缩应变二灰稳定粒料最大干缩应 变X10-3石灰:粉煤灰:碎石:土最大干缩应变X10-3稳定十类型最大干缩应变X10-3密实式0.23 0.274 ： 18 ： 94 : 00.67石灰土3.12 6.03悬浮式0.834 ： 12 ： 60 : 231.78二灰土0.3 4 2.63由于粉煤灰的作用，二灰土与石灰相比，二灰稳定砂粒与石灰稳定砂砾相比， 干缩性和温缩性均有不同程度的降低。按照稳定土干缩系数和温缩系数的大小排 序为：石灰土

17、石灰稳定砂砾二灰土二灰稳定砂砾。二灰稳定土的适用性二灰土禁止用作高等级道路路面的基层，在高速公路和一级公路上的水泥混 凝土面层下，也不应采用二灰土铺筑道路基层结构。悬浮式二灰粒料的干缩性大，容易产生干缩裂缝，它的抗冲刷性也明显差于 密实式粒料，在其它条件相同的情况下，悬浮式二灰粒料基层上沥青面层的裂缝 较密式二灰粒料基层上沥青面层的裂缝严重得多，因此在粒料不很缺乏的地区， 最好采用密实式二灰集料。632石灰粉煤灰稳定类材料组成设计材料设计组成要求根据JTJ 034-2000，石灰、粉煤灰稳定类材料7d浸水抗压强度应符合表 6.11。表6.11石灰、粉煤灰稳定类材料的抗压强度JTJ 034-20

18、00混合料类型咼速公路、一级公路二级和二级以下公路基层MPa底层MPa基层MPa底层MPa石灰、粉煤灰稳定类> 0.8> 0.5> 0.6> 0.5原材料要求石灰石灰、粉煤灰稳定类材料对石灰的要求与石灰稳定类相同 粉煤灰粉煤灰中siO2、AI2O3和Fe2O3的总含量应大于70%，烧失量不应超过20%， 比面积宜大于2500 cm 2/g。 二灰稳定类材料所用集料与土在二灰稳定土中宜采用塑性指数在 1220范围内的粘性土或亚粘土。土中 所含土块的最大尺寸不应超过15m m,也不可选用有机质含量超过10%的土。二灰稳定集料中所用集料的最大粒径和压碎值应符合表6.12中的要

19、求，为了充分挥集料密实和嵌锁作用，集料应具有良好的级配。表6.12石灰粉煤灰稳定土中集料的技术要求道路等级高速公路及一级公路二级和二级以下公路结构层位基层底基层基层低基层最大粒径方孔筛mm31.537.537.553压碎值%<30353540应符合级配编号表6.7中2或4表6.7中1或3表6.13二灰级配集料混合料中集料的颗粒组成范围JTJ03 2000通过以下筛孔mm的质量百分之比%37.531.519.09.54.752.361.180.60.075856550352517100砂砾110010085705545352715210085553927171001007559473525109072483018106碎石31001009068503827200741008152301810607987050382720二灰稳定土组成材料的配合比范围石灰工业废渣稳