路面基层-ppt课件

1、第七章第七章路面基层路面基层School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科主要内容主要内容u第一节第一节 概述概述u第二节第二节 碎石与级配碎石基层碎石与级配碎石基层u第三节第三节 无机结合料稳定资料基层无机结合料稳定资料基层u第四节第四节 沥青稳定碎石基层沥青稳定碎石基层u第五节第五节 水泥混凝土基层水泥混凝土基层u第六节第六节 其他类型基层其他类型基层School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路

2、与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节第一节 概述概述u基层作用：承上启下基层作用：承上启下u基层类型：刚度差别分为三类：基层类型：刚度差别分为三类：u柔性基层、半刚性基层和刚性基层。柔性基层、半刚性基层和刚性基层。 u柔性基层包括碎石类资料和沥青稳定碎石；柔性基层包括碎石类资料和沥青稳定碎石；u半刚性基层指的是以石灰、粉煤灰或水泥等无半刚性基层指的是以石灰、粉煤灰或水泥等无机结合料稳定或综合稳定土；机结合料稳定或综合稳定土；u刚性基层那么是指碾压混凝土、贫混凝土和水刚性基层那么是指碾压混凝土、贫混凝土和水泥混凝土。泥混凝土。u基层类型：结合料类型分为三类：基层类型：结

3、合料类型分为三类：u无结合料的碎石类资料如：级配碎石；无结合料的碎石类资料如：级配碎石；u无机结合料的半刚性资料如：水泥稳定碎石无机结合料的半刚性资料如：水泥稳定碎石、二灰稳定碎石、石灰土等；、二灰稳定碎石、石灰土等；u采用沥青有机结合料的沥青稳定碎石等采用沥青有机结合料的沥青稳定碎石等School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节第一节 概述概述u基层类型，欧洲路面构造进展了调查基层类型，欧洲路面构造进展了调查美国美国/ /加拿大加拿大澳大利澳大利亚亚/ /新西

4、新西兰兰南非南非法国法国/ /英国英国/ /德国德国/ /西班牙西班牙/ /意意大利大利/ /比利时比利时/ /波兰波兰/ /捷克斯洛捷克斯洛伐克伐克/ /俄罗斯俄罗斯/ /挪挪/ /瑞典瑞典/ /丹麦丹麦/ /芬兰芬兰/ /冰岛冰岛 日本日本/ /印度印度/ /巴基斯坦南巴基斯坦南亚以及中东国家亚以及中东国家School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节第一节 概述概述u欧洲路面构造的调查欧洲路面构造的调查u在高速公路上或交通量较大的道路，很多国家在高速公路上或

5、交通量较大的道路，很多国家明确限制采用半刚性基层，且半刚性资料趋向做明确限制采用半刚性基层，且半刚性资料趋向做底基层。底基层。u全厚式沥青路面和厚沥青层的柔性构呵斥为高全厚式沥青路面和厚沥青层的柔性构呵斥为高速公路、大交通量、重载交通的主要构造；速公路、大交通量、重载交通的主要构造；u薄沥青层厚级配碎石基层构造适宜于中、轻薄沥青层厚级配碎石基层构造适宜于中、轻交通道路。交通道路。u结论：基层类型值得研讨和分析！结论：基层类型值得研讨和分析！School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道

6、工程国家重点学科第一节第一节 概述概述u国内路面构造的调查国内路面构造的调查-90%以上采用半刚性基层以上采用半刚性基层黑龙江黑龙江1992年年林齐实验路林齐实验路 陕西1989年西三实验路江苏江苏1992年沪年沪宁高速公路无宁高速公路无锡江阴实验路锡江阴实验路四川四川1993年年 成渝高速成渝高速青海青海80、90年年河北河北1988年年正定实验路正定实验路北京北京80年代京密路、老年代京密路、老107国道、京周公路国道、京周公路 开开展展柔柔性性基基层层的的研研究究School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程

7、国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节第一节 概述概述u国内路面构造调查主要结论国内路面构造调查主要结论u半刚性基层是主要的路面构造基层方式；半刚性基层是主要的路面构造基层方式；u柔性基层级配碎石基层可以减少、延缓沥青面柔性基层级配碎石基层可以减少、延缓沥青面层裂痕。层裂痕。u级配碎石基层路面构造抗车辙性能不比半刚性级配碎石基层路面构造抗车辙性能不比半刚性构造差。构造差。u为提高构造寿命，柔性基层的沥青层厚度不宜为提高构造寿命，柔性基层的沥青层厚度不宜太薄。太薄。u基层类型：刚性基层、半刚性基层、柔性基层基层类型：刚性基层、半刚性基层、柔性基层沥青稳定碎石、级配碎石等沥青稳定碎石

8、、级配碎石等School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第二节第二节 碎石与级配碎石基层碎石与级配碎石基层u中心内容中心内容u碎砾石的类型碎砾石的类型u碎砾石基层的力学特性碎砾石基层的力学特性u普通碎石基层普通碎石基层u级配碎砾石基层级配碎砾石基层u优质级配碎石基层优质级配碎石基层School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、碎砾石的类型、

9、碎砾石的类型u主要概念主要概念u碎石指符合工程要求的石料，经开采并按一定尺寸碎石指符合工程要求的石料，经开采并按一定尺寸加工而成的有棱角的粒料。加工而成的有棱角的粒料。u砾石指石料经水流长期搬运而成的无棱角粒料。砾石指石料经水流长期搬运而成的无棱角粒料。u级配碎石指按一定级配要求设计的由碎石组成的资级配碎石指按一定级配要求设计的由碎石组成的资料。料。u级配砾石指按一定级配要求设计的由砾石组成的资级配砾石指按一定级配要求设计的由砾石组成的资料。料。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路

10、与铁道工程国家重点学科 u碎砾石路面类型碎砾石路面类型u 水结碎砾石水结碎砾石资料资料u 碎石砾石资料碎石砾石资料 填隙干压碎填隙干压碎石资料包括大块石资料包括大块u 碎石基层碎石基层u 高级级高级级配碎石资料配碎石资料u 泥结碎泥结碎砾石砾石u 土土碎砾石混合料碎砾石混合料 泥灰结碎泥灰结碎砾石砾石u 级配碎级配碎砾石砾石u 松散碎砾石资料既可用于路松散碎砾石资料既可用于路面基层，也可经过适当处置用于面层构成面基层，也可经过适当处置用于面层构成碎砾石路面碎砾石路面u 1、碎砾石的类型、碎砾石的类型School of Transportation Southeast University，Ch

11、ina 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、碎砾石的类型、碎砾石的类型u碎石消费过程碎石消费过程采石场碎石生成流程及设备表示图采石场碎石生成流程及设备表示图School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、碎砾石的类型、碎砾石的类型u还击式破碎机原理还击式破碎机原理消费高质量碎石消费高质量碎石School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大

12、学道路与铁道工程国家重点学科1、碎砾石的类型、碎砾石的类型u颚式破碎机原理颚式破碎机原理School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、碎砾石的类型、碎砾石的类型u颚式破碎轧制的碎石样本颚式破碎轧制的碎石样本颚式破碎轧制的碎石颚式破碎轧制的碎石School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、碎砾石的类型、碎砾石的类型u还击式破碎的轧制碎石样本

13、还击式破碎的轧制碎石样本还击式破碎的轧制碎石还击式破碎的轧制碎石School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、碎砾石的类型、碎砾石的类型u砾石样本砾石样本砾石砾石School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、碎砾石基层的力学特性、碎砾石基层的力学特性u碎、砾石基层的强度构成碎、砾石基层的强度构成 u按嵌挤原那么或密实原那么构成强度，由按嵌

14、挤原那么或密实原那么构成强度，由C和和表征的内摩擦力所决议的颗粒之间的结合强度表征的内摩擦力所决议的颗粒之间的结合强度即构成资料的构造强度；即构成资料的构造强度；u矿料颗粒之间的结合强度普通要比矿料颗粒本矿料颗粒之间的结合强度普通要比矿料颗粒本身强度小很多，内摩擦角身强度小很多，内摩擦角普通因剪切体积膨胀普通因剪切体积膨胀受阻而比单纯颗粒的外表滑动的摩阻角要大，内受阻而比单纯颗粒的外表滑动的摩阻角要大，内摩擦力受碎石料的强度、外表特征以及混合料的摩擦力受碎石料的强度、外表特征以及混合料的压实度影响。压实度影响。School of Transportation Southeast Univers

15、ity，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、碎砾石基层的力学特性、碎砾石基层的力学特性u纯碎石资料纯碎石资料u纯碎石资料按嵌挤原那么产生强度，它的抗剪纯碎石资料按嵌挤原那么产生强度，它的抗剪强度主要决议于剪切面上的法向应力和资料内摩强度主要决议于剪切面上的法向应力和资料内摩阻角。阻角。u纯碎石粒料摩阻角的大小主要取决于石料的强纯碎石粒料摩阻角的大小主要取决于石料的强度、外形、尺寸、均勻性、外表粗糙度以及施工度、外形、尺寸、均勻性、外表粗糙度以及施工时的压实程度。时的压实程度。u当石料强度高、外形接近正立方体、有棱角、当石料强度高、外形接近正立方体

16、、有棱角、尺寸均匀、外表粗糙、压实度高时，那么内摩阻尺寸均匀、外表粗糙、压实度高时，那么内摩阻力就大。力就大。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、碎砾石基层的力学特性、碎砾石基层的力学特性u土土碎砾石混合料碎砾石混合料u土土碎砾石混合料的强度和稳定性取决于碎砾石混合料的强度和稳定性取决于内摩阻力和粘结力的大小。内摩阻力和粘结力的大小。u含土量小，按嵌挤原那么构成强度不易压实含土量小，按嵌挤原那么构成强度不易压实，透水性好，不易冰冻，透水性好，不易冰冻;u含

17、土量较多时，按密实原那么构成强度密实含土量较多时，按密实原那么构成强度密实度低，易冰冻、透水性差、水稳性差度低，易冰冻、透水性差、水稳性差u含适量土按嵌挤、粘结原那么易压实，透含适量土按嵌挤、粘结原那么易压实，透水性差水性差School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科土土砾石混合料密实度和砾石混合料密实度和CBR值随细料含量的变化值随细料含量的变化School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道

18、工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第第 十十 章章 碎、砾石路面碎、砾石路面P266-279P266-279上级 上页 下页土体含量和粗粒粒径对土体含量和粗粒粒径对CBR和和的影响的影响对于对于CBR和和都存在有一个最正确的细料含都存在有一个最正确的细料含量量 ；和和CBR随粗料粒径的增大而增大，最正确随粗料粒径的增大而增大，最正确细粒含量随粒径增大而减小；细粒含量随粒径增大而减小；最大最大CBR的细粒含量小于最大的含量的细粒含量小于最大的含量 ; School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家

19、重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科p最正确细粒含量时，碎石的最正确细粒含量时，碎石的CBR砾石的砾石的CBR ；最正确料含量越多，混合料的强度和稳定性越低最正确料含量越多，混合料的强度和稳定性越低 ;细料含量偏大时，混合料的强度随塑性的粒径和细细料含量偏大时，混合料的强度随塑性的粒径和细料的含量料的含量 .School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科uCBR即加州承载比，是评定土基及路面资料承载才干即加州承载比，是评定土基及路面资料承载才干的目的。的目的。 加

20、州承载比加州承载比CBR California bearing ratio是是美国加利福尼亚州提出的一种评定基层资料承载才干的美国加利福尼亚州提出的一种评定基层资料承载才干的实验方法。承载才干以资料抵抗部分荷载压入变形的才实验方法。承载才干以资料抵抗部分荷载压入变形的才干表征，并采用规范碎石的承载才干为规范，以相对值干表征，并采用规范碎石的承载才干为规范，以相对值的百分数表示的百分数表示CBR值。这种方法后来也用于评定土基值。这种方法后来也用于评定土基的强度。由于的强度。由于CBR的实验方法简单，设备造价低廉，的实验方法简单，设备造价低廉，在许多国家得到广泛运用。采用在许多国家得到广泛运用。采

21、用CBR法确定沥青路面法确定沥青路面厚度，有配套的图表，运用非常方便，遭到工程技术人厚度，有配套的图表，运用非常方便，遭到工程技术人员的欢迎。员的欢迎。 测定加州承载比测定加州承载比(CBR)的仪具：由机架、的仪具：由机架、加荷安装、测力安装、贯入压头、百分表等组成。加荷安装、测力安装、贯入压头、百分表等组成。 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、碎砾石基层的力学特性、碎砾石基层的力学特性u土碎砾石混合料三种物理形状土碎砾石混合料三种物理形状不含或含很少细

22、料不含或含很少细料 含有足够的细料来填充颗粒间空隙含有足够的细料来填充颗粒间空隙 含有大量细料而粗颗粒之间的接触很少含有大量细料而粗颗粒之间的接触很少 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、碎砾石基层的力学特性、碎砾石基层的力学特性松散碎松散碎( (砾砾) )石料的强度目的石料的强度目的 土土碎石混合料密实度和碎石混合料密实度和CBR值随细料含量的变化值随细料含量的变化School of Transportation Southeast University

23、，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、碎砾石基层的力学特性、碎砾石基层的力学特性松散碎松散碎( (砾砾) )石料的强度目的石料的强度目的 混合料密实度和混合料密实度和CBR值随细料和最大粒径的变化值随细料和最大粒径的变化按按AASHTO规范密实度为规范密实度为100%的实验的实验School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、碎砾石基层的力学特性、碎砾石基层的力学特性松散碎松散碎( (砾砾) )石料的强度目的石料的强度目

24、的 塑性指数对砾石最大粒径塑性指数对砾石最大粒径2.54cm饱水三轴强度的影响饱水三轴强度的影响School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、碎砾石基层的力学特性、碎砾石基层的力学特性u松散碎松散碎(砾砾)石料的应力石料的应力应变特性应变特性u抗压回弹模量经过三轴实验测定抗压回弹模量经过三轴实验测定uEr=k1 k2MPau资料的模量决议于资料的级配、外形、外表构资料的模量决议于资料的级配、外形、外表构造、密实度和含水量等。造、密实度和含水量等。u普通密实度愈高，模

25、量值愈大；普通密实度愈高，模量值愈大；u棱角多棱角多/外表粗糙者有较高模量；外表粗糙者有较高模量；u当细料含量不多时，含水量影响小。当细料含量不多时，含水量影响小。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、碎砾石基层的力学特性、碎砾石基层的力学特性松散碎松散碎( (砾砾) )石料的应力石料的应力应变特性应变特性 碎、砾石资料应力碎、砾石资料应力应变关系应变关系干的轧制集料回弹模量随主应力和的变化干的轧制集料回弹模量随主应力和的变化偏应力：三轴实验中作用于试样上的

26、轴向应力与试样周围的压应力之差 回弹模量：路基，路面及筑路资料在荷载作用下产生的应力与其相应的回弹应变的比值 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 不同的应力程度下具有不同的塑性变形特征：在应力程度较不同的应力程度下具有不同的塑性变形特征：在应力程度较低的情况下，塑性变形量较小，且在一定的荷载作用次数以后变低的情况下，塑性变形量较小，且在一定的荷载作用次数以后变形不再开展；应力较大时，那么形变随作用次数迅速开展，并最形不再开展；应力较大时，那么形变随作用次数迅

27、速开展，并最终导致破坏。终导致破坏。 2、碎砾石基层的力学特性、碎砾石基层的力学特性松散碎松散碎( (砾砾) )石料的形变累积特性石料的形变累积特性 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科运用要求及特点运用要求及特点水结碎石路面、泥灰结碎石路面以及密级水结碎石路面、泥灰结碎石路面以及密级配的碎砾石路面等通常由碎石或砾石为主配的碎砾石路面等通常由碎石或砾石为主要路面资料铺筑的能顺应中低等交通量的路面要路面资料铺筑的能顺应中低等交通量的路面。碎碎( (砾砾) )石路

28、面构造强度构成特点表现为矿料颗石路面构造强度构成特点表现为矿料颗粒之间的结合强度普通都要比矿料颗粒本身的粒之间的结合强度普通都要比矿料颗粒本身的强度小，在外力作用下，资料首先将在颗粒之强度小，在外力作用下，资料首先将在颗粒之间产生滑动和位移，使其失去承载才干而遭致间产生滑动和位移，使其失去承载才干而遭致破坏。破坏。晴天时扬尘很大。晴天时扬尘很大。3、普通碎石基层、普通碎石基层School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科3、普通碎石基层、普通碎石基层School of

29、Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科影响要素影响要素构造强度和稳定性不仅与碎石集料的外形及外构造强度和稳定性不仅与碎石集料的外形及外表特性有关，而受细料含量与性质影响很大。表特性有关，而受细料含量与性质影响很大。优点：投资不高，随交通量的添加分期改善；优点：投资不高，随交通量的添加分期改善；缺 陷 ： 平 整 度 差 ， 易 扬 尘 ，缺 陷 ： 平 整 度 差 ， 易 扬 尘 ， 泥结碎石路面雨天还易泥泞。泥结碎石路面雨天还易泥泞。3、普通碎石基层、普通碎石基层School o

30、f Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 1水结碎石路面-1016cm 2泥结碎石路面- 820cm 3泥灰结碎石路面-石灰剂量为812% 4填隙干压碎石基层 -816cm 5级配碎砾石基层 3、普通碎石基层、普通碎石基层普通碎石基层的类别普通碎石基层的类别 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科4、优质级配碎石基层、优质级配碎石基层u无结合料处治

31、粒料无结合料处治粒料unbound materialunbound material在国外是一在国外是一种运用极为普遍的筑路资料，广泛用于柔性路面的基层种运用极为普遍的筑路资料，广泛用于柔性路面的基层和底基层，用于基层的常为较优质的碎石层。和底基层，用于基层的常为较优质的碎石层。u美国、澳大利亚及南非还把最正确级配的优质碎石用美国、澳大利亚及南非还把最正确级配的优质碎石用于半刚性基层与沥青面层之间，作为减少沥青路面反射于半刚性基层与沥青面层之间，作为减少沥青路面反射裂痕的措施。裂痕的措施。u我国也在多项大型工程中运用了这类资料和构造作为我国也在多项大型工程中运用了这类资料和构造作为柔性基层，获

32、得了较好的效果。柔性基层，获得了较好的效果。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科4、优质级配碎石基层、优质级配碎石基层u优质级配碎石基层强度主要来源于碎石本身强度及碎优质级配碎石基层强度主要来源于碎石本身强度及碎石颗粒之间的嵌挤力和内摩阻角。石颗粒之间的嵌挤力和内摩阻角。u级配是影响级配碎石强度与刚度的重要要素。级配是影响级配碎石强度与刚度的重要要素。 School of Transportation Southeast University，China 东南

33、大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科4、优质级配碎石基层、优质级配碎石基层u级配碎石弹性模量随应力形状而变化的非线性特性。u重型击实和振动成型方法对级配碎石的实验阐明，振动成型可使级配碎石获得更高CBR值和回弹模量值。结构层位最小主压实力3（MPa）最大主压应力1（MPa）应力不变量（1+23）回弹模量E（MPa）20120120600250800350550级配碎石级配碎石底基层底基层受拉3012030一120150250路面构造为路面构造为520cm沥青面层沥青面层+1015cm碎石上基层碎石上基层+4050cm半刚性基层半刚性基层+土基。土基。路面构造为路面构

34、造为520cm沥青面层沥青面层+2040cm半刚性基层半刚性基层+20cm碎石底基层碎石底基层+土基。土基。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第三节第三节 无机结合料稳定资料基层无机结合料稳定资料基层u中心内容中心内容u无机结合料资料的物理力学特性无机结合料资料的物理力学特性u石灰稳定类基层石灰稳定类基层u水泥稳定类基层水泥稳定类基层u工业废渣稳定基层工业废渣稳定基层School of Transportation Southeast University，

35、China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 无机结合料稳定资料定义无机结合料稳定资料定义 在粉碎的或原状松散的土中掺入一定量的水泥、或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资料。料经压实和养生后，其抗压强度符合规定要求的资料。 由于无机结合料稳定资料的刚度处于柔性资料由于无机结合料稳定资料的刚度处于柔性资料(如如沥青混合料沥青混合料)和刚性资料和刚性资料(如水泥混凝土如水泥混凝土)之间，所以也之间，所以也称为半刚性资料

36、，由其铺筑的构造层称为半刚性层。称为半刚性资料，由其铺筑的构造层称为半刚性层。 无机结合料稳定资料的特点无机结合料稳定资料的特点 板体性好，具有一定的抗拉强度；稳定性好，抗冻板体性好，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。温缩大，耐磨性差，抗疲劳性也稍差。无机结合料稳定资料及其特点无机结合料稳定资料及其特点第三节第三节 无机结合料稳定资料基层无机结合料稳定资料基层School of Transportation Southeast University，China 东南大学

37、道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 1 1原资料原资料土广义：细粒土、粗粒土、巨粒土土广义：细粒土、粗粒土、巨粒土无机结合料：水泥、石灰、工业废渣等无机结合料：水泥、石灰、工业废渣等 2 2无机结合料稳定种类：无机结合料稳定种类： 细粒土：二灰土、水泥土、石灰土、水泥石灰土、三细粒土：二灰土、水泥土、石灰土、水泥石灰土、三灰土灰土 粗粒土：二灰碎石土、二灰稳定碎石二灰碎石、粗粒土：二灰碎石土、二灰稳定碎石二灰碎石、水泥碎石土、水泥碎石土、 水泥稳定碎石、二灰砂、水泥砂水泥稳定碎石、二灰砂、水泥砂 无土：二灰、二渣、水泥矿渣等无土：二灰、二渣、水泥矿渣等 1、无机结合料

38、资料的物理力学特性、无机结合料资料的物理力学特性无机结合料稳定资料的种类无机结合料稳定资料的种类School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 1强度和模量随龄期增长而变化，不同种类资料的强度变化规强度和模量随龄期增长而变化，不同种类资料的强度变化规律也不同；律也不同； 2有较好的板体性，具有一定的抗拉性能；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

39、模量、干缩与温缩等来衡量资料的性能；弯拉强度与抗弯拉弹性模量、干缩与温缩等来衡量资料的性能； 4应力应力应变特性与原资料和结合料的性质与用量、混合料的应变特性与原资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。含水量及密实度以及龄期、温度等有关。 1、无机结合料资料的物理力学特性、无机结合料资料的物理力学特性无机结合料稳定资料的应力无机结合料稳定资料的应力应变特性应变特性School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、无机结合料资料的物理力学特性

40、、无机结合料资料的物理力学特性无机结合料稳定资料的应力无机结合料稳定资料的应力应变特性应变特性School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科无机结合料稳定资料的强度与时间和温度有关。所以要按不同龄期无机结合料稳定资料的强度与时间和温度有关。所以要按不同龄期7d、28d、90d、120d、180d等和不同的温度等和不同的温度(20和和15 )来测定试件的强度，来测定试件的强度，抗压和劈裂测定用圆柱体试件。抗压和劈裂测定用圆柱体试件。1、无机结合料资料的物理力学特性、无机结

41、合料资料的物理力学特性School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科间接拉伸劈裂实验表示图间接拉伸劈裂实验表示图无侧限抗压强度实验表示图无侧限抗压强度实验表示图弯拉强度实验表示图弯拉强度实验表示图1、无机结合料资料的物理力学特性、无机结合料资料的物理力学特性主要实验方法主要实验方法School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科F设计龄期：不同无机

42、结合料稳定资料的强度和模量随龄期增设计龄期：不同无机结合料稳定资料的强度和模量随龄期增长的速度不同，因此，在路面构造设计时的参数设计龄期，对于长的速度不同，因此，在路面构造设计时的参数设计龄期，对于水泥稳定类资料的劈裂及模量的龄期水泥稳定类资料的劈裂及模量的龄期-90天，对于石灰或者二灰天，对于石灰或者二灰稳定类的龄期稳定类的龄期-180天，水泥粉煤灰稳定类天，水泥粉煤灰稳定类-120天，资料组成设计天，资料组成设计-7天的抗压强度。天的抗压强度。F设计目的：由于半刚性基层资料的抗拉强度远小于其抗压强设计目的：由于半刚性基层资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构造设计的主

43、要目的，抗度，因此抗拉强度劈裂强度是路面构造设计的主要目的，抗压强度是资料组成设计的主要目的。压强度是资料组成设计的主要目的。1、无机结合料资料的物理力学特性、无机结合料资料的物理力学特性无机结合料稳定资料的设计龄期无机结合料稳定资料的设计龄期School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科所谓疲劳是指在荷载反复作用下，资料的极限强度会随着作用所谓疲劳是指在荷载反复作用下，资料的极限强度会随着作用次数的添加而降低的景象；普通有劈裂疲劳和小梁疲劳实验。次数的添加而降低的景象

44、；普通有劈裂疲劳和小梁疲劳实验。我国无机结合料稳定资料的疲劳普通采用劈裂疲劳；我国无机结合料稳定资料的疲劳普通采用劈裂疲劳；无机结合料的疲劳寿命普通取决于反复应力与反复荷载作用前无机结合料的疲劳寿命普通取决于反复应力与反复荷载作用前的一次性极限应力的比值，实验证明，用双对数方程或单对数的一次性极限应力的比值，实验证明，用双对数方程或单对数方程表示较合理，为：方程表示较合理，为： 或或1、无机结合料资料的物理力学特性、无机结合料资料的物理力学特性sffbaN/lglg双对数双对数sffbaN/lg单对数单对数无机结合料稳定资料的疲劳特性无机结合料稳定资料的疲劳特性School of Transp

45、ortation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、无机结合料资料的物理力学特性、无机结合料资料的物理力学特性图中所示为小梁弯拉疲劳实验，半刚性资料可以进展小梁弯拉图中所示为小梁弯拉疲劳实验，半刚性资料可以进展小梁弯拉疲劳实验，但是普通以为其变异性较大。疲劳实验，但是普通以为其变异性较大。 UTM实验机实验机室内小梁弯拉疲劳实验设备照片室内小梁弯拉疲劳实验设备照片三分点加载三分点加载无机结合料稳定资料的疲劳特性无机结合料稳定资料的疲劳特性School of Transportation Southeas

46、t University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、无机结合料资料的物理力学特性、无机结合料资料的物理力学特性 无机结合料稳定资料的疲劳特性无机结合料稳定资料的疲劳特性劈裂实验表示图劈裂实验表示图同时由于劈裂实验更能同时由于劈裂实验更能反映资料在路面构造中反映资料在路面构造中的受力形状，因此实践的受力形状，因此实践常采用劈裂疲劳实验。常采用劈裂疲劳实验。典型的劈裂实验，是在典型的劈裂实验，是在圆柱体试件的直径方向圆柱体试件的直径方向上放入上下两根垫条，上放入上下两根垫条，施加相对的线性荷载，施加相对的线性荷载，使之沿试件直径向破坏，使之

47、沿试件直径向破坏，测得试件的抗拉强度测得试件的抗拉强度 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 1经过不同应力比经过不同应力比(应变程度应变程度)疲劳实验可测绘出疲劳曲线；疲劳实验可测绘出疲劳曲线； 2在一定的应力应变程度程度条件下，资料的疲劳寿在一定的应力应变程度程度条件下，资料的疲劳寿命取决于资料的强度和刚度，强度愈大刚度愈小，疲劳寿命命取决于资料的强度和刚度，强度愈大刚度愈小，疲劳寿命就愈长；跟实验温度的变化关系不大就愈长；跟实验温度的变化关系不大 。 3

48、反复应力与极限应力之比反复应力与极限应力之比f/s 悬 浮 二 灰 粒 料悬 浮 二 灰 粒 料15.310-6密实式二灰粒料密实式二灰粒料11.410-6和水和水泥砂砾泥砂砾57水泥剂量为水泥剂量为101510-63温缩的发生时节及控制温缩的发生时节及控制 时节：冬季低温时节：冬季低温 控制：选择资料种类与配比控制：选择资料种类与配比1、无机结合料资料的物理力学特性、无机结合料资料的物理力学特性无机结合料稳定资料的收缩特性无机结合料稳定资料的收缩特性School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大

49、学道路与铁道工程国家重点学科经过一定龄期的养生，半刚性资料经过一定龄期的养生，半刚性资料的变形以温度收缩为主。的变形以温度收缩为主。 半刚性基层建筑初期，半刚性资料同时半刚性基层建筑初期，半刚性资料同时遭到枯燥收缩和温度收缩的综协作用。遭到枯燥收缩和温度收缩的综协作用。1、无机结合料资料的物理力学特性、无机结合料资料的物理力学特性无机结合料稳定资料的收缩特性无机结合料稳定资料的收缩特性School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、无机结合料资料的物理力学特性、无机结

50、合料资料的物理力学特性u无机结合料稳定资料的收缩特性无机结合料稳定资料的收缩特性School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 稳定细粒土的干缩和温缩性均较稳定粗粒土的干缩和温缩性大很多，稳定细粒土的干缩和温缩性均较稳定粗粒土的干缩和温缩性大很多，因此稳定细粒土基层能够会产生相对更加严重的收缩裂痕，并反射到沥青因此稳定细粒土基层能够会产生相对更加严重的收缩裂痕，并反射到沥青面层上构成反射裂痕；面层上构成反射裂痕； 裂痕产生后，雨水的浸入会加剧沥青路面的病害；裂痕产生后，

51、雨水的浸入会加剧沥青路面的病害； 稳定细粒土基层对施工环境和工序的要求更加严厉，会导致施工污稳定细粒土基层对施工环境和工序的要求更加严厉，会导致施工污染或者施工质量差等不利情况。染或者施工质量差等不利情况。 1留意无机结合料稳定资料类型选择；留意无机结合料稳定资料类型选择； 稳定细粒土如石灰土、水泥土、石灰水泥土及二灰土不宜稳定细粒土如石灰土、水泥土、石灰水泥土及二灰土不宜用作高等级道路沥青路面的基层，缘由在于：用作高等级道路沥青路面的基层，缘由在于：1、无机结合料资料的物理力学特性、无机结合料资料的物理力学特性施工本卷须知施工本卷须知School of Transportation Sout

52、heast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、无机结合料资料的物理力学特性、无机结合料资料的物理力学特性u施工本卷须知施工本卷须知u2留意施工季节；留意施工季节；u3留意资料组成设计；留意资料组成设计；u4留意施工含水量、压实度、强度等控制在留意施工含水量、压实度、强度等控制在规定的范围；规定的范围；u5留意养生与保湿；留意养生与保湿；u6留意减少施工车辆的养生期间的作用。留意减少施工车辆的养生期间的作用。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与

53、铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、无机结合料资料的物理力学特性、无机结合料资料的物理力学特性School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、无机结合料资料的物理力学特性、无机结合料资料的物理力学特性School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 定义：在粉碎的土或原状松散的土包括各种粗、细粒土定义：在粉碎的土或原状松散的

54、土包括各种粗、细粒土中，掺入适量的石灰和水，按照一定技术要求，经拌和，在中，掺入适量的石灰和水，按照一定技术要求，经拌和，在最正确含水量下摊铺、压实及养生，其抗压强度符合规定要最正确含水量下摊铺、压实及养生，其抗压强度符合规定要求的路面底基层称为石灰稳定类底基层。用石灰稳求的路面底基层称为石灰稳定类底基层。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。基层底基层。石灰稳定不但具有较高的抗压强度，而且也具一定的抗弯强石灰稳定不但具有较高的抗压强度，而且也具一定的抗弯强度，且强度随龄期逐渐添加。因此，普通可用于低等级公路

55、度，且强度随龄期逐渐添加。因此，普通可用于低等级公路的基层或底基层。的基层或底基层。石灰稳定土因其水稳定性较差，不应做高速公路或一级公路石灰稳定土因其水稳定性较差，不应做高速公路或一级公路的基层，必要时可以用作底基层。在冰冻地域的潮湿路段以的基层，必要时可以用作底基层。在冰冻地域的潮湿路段以及其他地域的过分潮湿路段，也不宜采用石灰土做基层及其他地域的过分潮湿路段，也不宜采用石灰土做基层2、石灰稳定类基层、石灰稳定类基层School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1 离

56、子交换作用离子交换作用 土具有胶体性质，外表带负电荷，并吸附钠离土具有胶体性质，外表带负电荷，并吸附钠离子、钾离子和氢离子，石灰中的钙离子会与其发生子、钾离子和氢离子，石灰中的钙离子会与其发生离子交换作用，构成钙土，减小了土颗粒外表水膜离子交换作用，构成钙土，减小了土颗粒外表水膜厚度，分子引力添加。厚度，分子引力添加。2碳酸化作用碳酸化作用 生成的碳酸钙是巩固的晶体，具有较高的强度和水稳性，它对土的胶结作生成的碳酸钙是巩固的晶体，具有较高的强度和水稳性，它对土的胶结作用使土得到了加固。用使土得到了加固。 石灰土外表钙化后，构成硬壳层，进一步妨碍了二氧化碳的进入，碳化过石灰土外表钙化后，构成硬壳

57、层，进一步妨碍了二氧化碳的进入，碳化过程非常缓慢，是构成石灰土后期强度的主要缘由。程非常缓慢，是构成石灰土后期强度的主要缘由。2、石灰稳定类基层、石灰稳定类基层石灰稳定资料的强度构成机理石灰稳定资料的强度构成机理School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科4 火山灰作用火山灰作用3 结晶作用结晶作用经过结晶作用，消石灰逐渐由胶体转化为晶体，晶体间可以相互结合，经过结晶作用，消石灰逐渐由胶体转化为晶体，晶体间可以相互结合，与土构成共晶体，从而使得土粒胶结成整体。与土构成

58、共晶体，从而使得土粒胶结成整体。土中充分的硅、钙离子是火山灰作用的前提，同时必需添加土的碱性；土中充分的硅、钙离子是火山灰作用的前提，同时必需添加土的碱性；火山灰作用生成物具有水硬性性质，是构成石灰土早期强度的主要缘由。火山灰作用生成物具有水硬性性质，是构成石灰土早期强度的主要缘由。2、石灰稳定类基层、石灰稳定类基层石灰稳定资料的强度构成机理石灰稳定资料的强度构成机理School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科四种作用中，主要是离子交换作用与火山灰作用，是构成石灰四种

59、作用中，主要是离子交换作用与火山灰作用，是构成石灰土早期强度的主要要素，后期强度那么更多源于碳酸化作用和结土早期强度的主要要素，后期强度那么更多源于碳酸化作用和结晶作用。晶作用。由于石灰与土发生了一系列的相互作用，从而使土的性质发生由于石灰与土发生了一系列的相互作用，从而使土的性质发生根本的改动。在初期，主要表现为土的结团、塑性降低、最正确根本的改动。在初期，主要表现为土的结团、塑性降低、最正确含水量添加和最大密实度减小等。后期主要表现为结晶构造的构含水量添加和最大密实度减小等。后期主要表现为结晶构造的构成，从而提高其板体性、强度和稳定性。成，从而提高其板体性、强度和稳定性。2、石灰稳定类基层

60、、石灰稳定类基层石灰稳定资料的强度构成机理石灰稳定资料的强度构成机理School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1土质土质 各种成因土都可用石灰稳定，但塑性指数低于各种成因土都可用石灰稳定，但塑性指数低于10以下的低塑性土这与水泥稳定土刚好相反不适宜以下的低塑性土这与水泥稳定土刚好相反不适宜稳定，更适宜于稳定粘性土，尤其是塑性指数在稳定，更适宜于稳定粘性土，尤其是塑性指数在1220的粘性土。的粘性土。 缘由：粘性颗粒的活性强、比外表积大、外表能大，缘由：粘性颗粒的活性