無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料十一月收集整理.ppt

1,高等筑路材料,廖公云 副教授 Tel025-83790551 Email：,2,第4章 無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料,4,課前提問,為什么無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料又稱為“半剛性材料” ？ 為什么CTB和LFTB會成為無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料中的兩大“主力”？,5,兩個基本概念,無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料 在破碎的或原來松散的土（包括各種粗、中、細(xì)粒土）中，摻入足量的水泥、石灰或工業(yè)廢渣材料和水，經(jīng)拌和得到的混合料，在壓實(shí)和養(yǎng)生后，抗壓強(qiáng)度符合規(guī)定要求的混合料。,半剛性材料 用水泥、石灰或水硬性結(jié)合料等無機(jī)結(jié)合料處治的土或碎（礫），前期具有柔性的性質(zhì)，后期強(qiáng)度和剛度有大幅度的增長，但仍遠(yuǎn)小于水泥混凝土。這樣的混合料稱為半剛性材料。,強(qiáng)度來源,強(qiáng)度特征,6,“半剛性”的由來,瀝青混合料、級配碎石,無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料,水泥混凝土,1200MPa 柔性材料,13001700 半剛性,25000 剛性材料,由于無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的剛度介于柔性材料和剛性材料之間，因此也被稱為“半剛性材料”。,7,結(jié)構(gòu)定位,大多用做瀝青路面或水泥路面的基層或底基層。,最適合這兩個層次的工作！,8,瀝青路面主要病害：反射裂縫,路面裂縫,基層開裂,在荷載和溫度的反復(fù)作用下，無機(jī)結(jié)合料基層上的裂縫逐漸向上反射，形成瀝青路面的裂縫。,9,瀝青路面主要病害：水損害,在瀝青路面上產(chǎn)生反射裂縫后，水沿裂縫面逐漸滲入基層頂面，在高速車載的作用下，高壓水流不斷沖刷無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料基層上的細(xì)小顆粒，逐漸泵吸到路面，形成唧泥。,路面唧泥,10,結(jié)構(gòu)功能及設(shè)計(jì),承受車輛荷載的作用，起主要承重層的作用； 優(yōu)化材料設(shè)計(jì)，盡量減小路面的反射裂縫； 優(yōu)化材料設(shè)計(jì)，增強(qiáng)抵抗水損害的能力。,11,本章內(nèi)容要點(diǎn),一、使用狀況和分類 二、力學(xué)性能 三、收縮性能 四、水穩(wěn)定性 五、疲勞性能 七、配合比設(shè)計(jì) 八、施工工藝及控制,六、綜合性能,12,一、使用狀況和分類,1.使用狀況：國內(nèi)（七五期間）,13,一、使用狀況和分類,1.使用狀況：國內(nèi)（七五以后）,14,一、使用狀況和分類,1.使用狀況：國外 從1980年代中期開始，國外在高速公路中很少使用無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料，即使使用，也是采用較厚的瀝青層、較薄半剛性材料作底基層的“混合結(jié)構(gòu)”。 國外最常用的基層材料是級配碎石（Unbound material 或Granular material）。 與我國的使用狀況存在很大差別（薄瀝青層、厚半剛性材料）。,15,一、使用狀況和分類,按結(jié)合料類型分： 水泥穩(wěn)定材料 （水泥穩(wěn)定碎石等） 石灰穩(wěn)定材料 （石灰土等） 石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定材料 （石灰粉煤灰碎石，簡稱二灰碎石）,按土的顆粒組成分： 穩(wěn)定粗粒土 （二灰穩(wěn)定碎石等，常用做基層） 穩(wěn)定中粒土 （水泥穩(wěn)定砂礫等，常用做基層） 穩(wěn)定細(xì)粒土 （二灰穩(wěn)定土等，常用做底基層）,2.分類：,16,二、力學(xué)性能,1.強(qiáng)度作用原理a（水泥穩(wěn)定材料） （1）水泥水化作用 （2）離子交換作用 （3）化學(xué)激發(fā)作用 （4）碳酸化作用,17,二、力學(xué)性能 ,1.強(qiáng)度作用原理a（水泥穩(wěn)定材料） （1）水泥水化作用 硅酸三鈣 3CaOSiO2 （C3S） 硅酸二鈣 2CaOSiO2 （C2S） 鋁酸三鈣 3CaOAl2O3 （C3A） 鐵鋁酸四鈣 4CaOAl2O3Fe2O3 （C4AF）,強(qiáng)度形成的主要來源。,水泥成分,18,二、力學(xué)性能,19,二、力學(xué)性能,1.強(qiáng)度作用原理a（水泥穩(wěn)定材料） 兩種水泥水化作用的區(qū)別（水泥穩(wěn)定土 VS 水泥混凝土） 土（水泥穩(wěn)定土）具有非常高的比表面積和親水性； 水泥穩(wěn)定土中的水泥含量較少（6%）； 土對水泥的水化產(chǎn)物具有強(qiáng)烈的吸附性； 在一些土中常存在酸性介質(zhì)環(huán)境。,20,二、力學(xué)性能,1.強(qiáng)度作用原理a（水泥穩(wěn)定材料） （2）離子交換作用 水泥水化產(chǎn)物中的Ca(OH)2含量很高，易形成富含Ca2+的堿性溶液環(huán)境； 當(dāng)溶液中富含Ca2+時，因?yàn)镃a2+的電價(jià)高于K+、Na+等離子，因此與電位離子的吸引力較強(qiáng)，從而取代了K+、Na+，成為反離子，同時Ca2+使雙電層電位的降低速度加快。 Ca2+ K+、Na+,增加強(qiáng)度和穩(wěn)定性。,21,二、力學(xué)性能,1.強(qiáng)度作用原理a（水泥穩(wěn)定材料） （3）化學(xué)激發(fā)作用 Ca2+的化學(xué)激發(fā)作用 當(dāng)粘土顆粒周圍介質(zhì)的pH值增加到一定程度時，粘土礦物中的部分SiO2和Al2O3的活性將被激發(fā)出來，與溶液中的Ca2+進(jìn)行反應(yīng)，生成新的礦物，這些礦物主要是硅酸鈣和鋁酸鈣系列，如4CaO5SiO25H2O、4CaOAl2O319H2O、3CaOAl2O316H2O、CaOAl2O310H2O等。,增加強(qiáng)度和水穩(wěn)定性。,22,二、力學(xué)性能,1.強(qiáng)度作用原理a（水泥穩(wěn)定材料） （4）碳酸化作用 水泥水化生成的Ca(OH)2，除了可與粘土礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)外，還可以進(jìn)一步與空氣中的CO2發(fā)生碳化反應(yīng)并生成碳酸鈣晶體。,反應(yīng)緩慢，作用較弱。,23,二、力學(xué)性能,1.強(qiáng)度作用原理b（石灰穩(wěn)定材料） 生石灰的主要成分： 有效氧化鈣CaO和氧化鎂MgO 生石灰的熟化和硬化： 熟化：（消石灰或熟石灰） CaOH2OCa(OH)265.9kJ/mol 硬化： 結(jié)晶和碳酸化,24,石灰的技術(shù)指標(biāo)(JTJ 034-2000,表4.2.2),25,化學(xué)激發(fā)作用,二、力學(xué)性能 ,1.強(qiáng)度作用原理b（石灰穩(wěn)定材料） （1）離子交換作用（初期強(qiáng)度） （2）碳酸化反應(yīng)（后期強(qiáng)度） （3）火山灰反應(yīng)（中后期強(qiáng)度） （4）氫氧化鈣的結(jié)晶反應(yīng),強(qiáng)度主要來源。,26,二、力學(xué)性能,1.強(qiáng)度作用原理c（工業(yè)廢渣穩(wěn)定材料） （1）常用材料：粉煤灰 （2）粉煤灰的相關(guān)參數(shù)： 密 度：19002400kg/m3（普通） 25002800kg/m3（高鈣15） 比表面積：27003500cm2/g 最佳粒徑：530m濕排灰、干排灰,27,二、力學(xué)性能 ,1.強(qiáng)度作用原理c（工業(yè)廢渣穩(wěn)定材料） （3）粉煤灰的化學(xué)組成 氧化物含量：前三種氧化物含量應(yīng)大于70； 三種粉煤灰（CaO含量）：低鈣（15） 燒失量：應(yīng)小于8（未燃煤的含量）,28,二、力學(xué)性能,1.強(qiáng)度作用原理c（工業(yè)廢渣穩(wěn)定材料） （4）石灰粉煤灰的水化活性 粉煤灰中的CaO含量較少，所以通常不能自行水化； 水化激發(fā)條件包括生石灰、熟石灰、水泥水化生成的Ca(OH)2、石膏、堿性物質(zhì)等，特別是Ca(OH)2。,29,二、力學(xué)性能,1.強(qiáng)度作用原理c（工業(yè)廢渣穩(wěn)定材料） （4）石灰粉煤灰的水化活性 相關(guān)化學(xué)反應(yīng)： （a）CaO+H2OCa(OH)2 （b）Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O （c）Ca(OH)2+SiO2+H2OxCaOySiO2zH2O （c）Ca(OH)2+Al2O3+H2OxCaOyAl2O3zH2O （d）Ca(OH)2+SiO2+Al2O3+H2O xCaOyAl2O3zSiO2wH2O （e）Ca(OH)2+SO42-+Al2O3+H2O xCaOyAl2O3zCaSO4wH2O,30,二、力學(xué)性能,1.強(qiáng)度作用原理c（工業(yè)廢渣穩(wěn)定材料） （5）粉煤灰的技術(shù)要求 燒失量：小于8； 氧化物含量： SiO2、Al2O3、Fe2O3 ，應(yīng)大于70； 細(xì)度：比表面積宜大于2500m2/g； 含水量：不宜超過35。,31,2.溫度和時間對強(qiáng)度的影響 ,二灰穩(wěn)定材料,5,0,32,3.力學(xué)性能的特點(diǎn),3.無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料力學(xué)性能特點(diǎn) 具有較大的抗壓強(qiáng)度和一定的抗拉強(qiáng)度 強(qiáng)度隨齡期逐漸增長，但后期增加幅度較小 環(huán)境溫度對半剛性材料強(qiáng)度的形成和發(fā)展有很大影響 無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料強(qiáng)度的時-溫轉(zhuǎn)換特性,33,4.小結(jié),（1）強(qiáng)度作用原理 水泥穩(wěn)定材料：水泥水化作用、離子交換作用、化學(xué)激發(fā)作用和碳酸化作用 石灰穩(wěn)定材料：離子交換作用、碳酸化反應(yīng)、火山灰反應(yīng)和氫氧化鈣的結(jié)晶反應(yīng) 工業(yè)廢渣穩(wěn)定材料（粉煤灰）：與石灰穩(wěn)定材料類似，但不能自行水化,34,4.小結(jié),（2）溫度和時間對強(qiáng)度的影響 在環(huán)境溫度達(dá)到5以上時，隨著養(yǎng)護(hù)時間（齡期）的增加，無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的強(qiáng)度逐漸增長，但后期增幅較小。 （3）力學(xué)性能的特點(diǎn) 溫度和時間對無機(jī)結(jié)合料的力學(xué)性能影響很大； 無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的時溫轉(zhuǎn)換特性。,35,三、收縮性能,1.兩種主要收縮類型 干縮： 干燥收縮是無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料因內(nèi)部含水量變化而引起的體積收縮現(xiàn)象。 溫縮： 由于溫度的交替而引起的無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料收縮的現(xiàn)象。 關(guān)系： 通常干縮是主要的收縮類型，干縮可達(dá)到溫縮的410倍以上。,36,2.收縮的測試,（1）干縮的測試 百分表測試 應(yīng)變片測試,（2）溫縮的測試 應(yīng)變片測試,在被測試件的適宜位置粘貼應(yīng)變片，采用專用儀器測試應(yīng)變片電阻的變化。,37,3.收縮指標(biāo),（1）干縮指標(biāo) 干縮應(yīng)變： 失水率： 干縮系數(shù)： 平均干縮系數(shù)：,（2）溫縮指標(biāo) 溫縮應(yīng)變： 平均溫縮系數(shù)：,38,4.干縮特性,4.1干縮特性 表現(xiàn)形式：常為橫向裂縫，間距310m； 常用材料的干縮應(yīng)變： 石灰土：（12001500）10-6 （失水量2.5%） 將引起基層裂縫，導(dǎo)致“反射裂縫的產(chǎn)生”。 水泥砂礫： （1318）10-6 （50最大失水量） 密實(shí)式二灰砂礫： （2537）10-6 （失水量2.5%） 如果處理得當(dāng)，將大大延緩裂縫的產(chǎn)生。,39,4.干縮特性,4.2干縮特性影響因素 （1）結(jié)合料含量,存在最佳水泥用量，一般為5左右；二灰劑量一般為1525。,40,4.干縮特性,4.2干縮特性影響因素 （2）細(xì)料含量,隨著粘粒含量的增加，干縮應(yīng)變顯著增加。在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)盡量減少粘粒含量。,41,4.干縮特性,4.2干縮特性影響因素 （3）含水量,對二灰砂礫的干縮來說，存在最不利含水量，在施工控制中應(yīng)盡量避免。,最佳用水量范圍：810,42,4.干縮特性,4.2干縮特性影響因素 （4）養(yǎng)護(hù)齡期,隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加，二灰砂礫的干縮性逐漸減小，在施工中應(yīng)盡量增加養(yǎng)護(hù)時間。,43,4.干縮特性,4.3干縮機(jī)理 干燥收縮是無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料因內(nèi)部含水量變化而引起的體積收縮現(xiàn)象。 干燥收縮的基本原理是由于水分蒸發(fā)而發(fā)生的“毛細(xì)管張力作用”、“吸附水及分子間力作用”、“礦物晶體或膠凝體的層間水作用”、“碳化脫水作用”而引起的整體宏觀體積的變化。,44,4.干縮特性,4.3干縮機(jī)理 （1）毛細(xì)管張力作用 當(dāng)水分蒸發(fā)時，毛細(xì)管水分下降，彎液面的曲率半徑變小，致使毛細(xì)管壓力增大，從而產(chǎn)生收縮。 （2）吸附水及分子間力作用 毛細(xì)水蒸發(fā)完結(jié)后，隨著相對濕度的繼續(xù)變小，無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料中的吸附水開始蒸發(fā)，使顆粒表面水膜變薄，顆粒間距變小，分子力增大，導(dǎo)致其宏觀體積進(jìn)一步收縮。這一階段的收縮量比毛細(xì)管作用的量大得多。,45,4.干縮特性,4.3干縮機(jī)理 （3）礦物晶體或膠凝體的層間水作用 隨著相對濕度的繼續(xù)變小，無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料中的層間水開始蒸發(fā)，使晶格間距變小，導(dǎo)致其宏觀體積進(jìn)一步收縮。 （4）碳化脫水作用 碳化脫水作用是Ca(OH)2和CO2反應(yīng)生成CaCO3中析出水而引起體積收縮。,46,5.溫縮特性,5.1溫縮特性 表現(xiàn)形式：常為橫向裂縫，間距315m；縫寬330mm（冬季），小于1mm（夏季）。 常用材料的溫縮應(yīng)變： 石灰土：（3080）10-6 如處理不當(dāng)將引起基層裂縫。 水泥砂礫： （510）10-6 密實(shí)式二灰砂礫： （615）10-6 如果處理得當(dāng)，將大大延緩裂縫的產(chǎn)生。,47,5.溫縮特性,5.2兩種溫縮試驗(yàn)方法 封閉狀態(tài)下的溫縮試驗(yàn) （1）在飽水狀態(tài)下，溫度收縮系數(shù)在高溫區(qū)（T10）變化不大；而在低溫區(qū)，在其相應(yīng)的冰點(diǎn)附近出現(xiàn)負(fù)收縮（膨脹）現(xiàn)象，除水泥砂礫出現(xiàn)在0附近外，其余材料均發(fā)生在-10附近； （2）含水量對溫度收縮系數(shù)影響極大，飽水、風(fēng)干狀態(tài)最??；約在最佳含水量與半風(fēng)干區(qū)間，溫度收縮系數(shù)在溫度T=010區(qū)間最大；當(dāng)含水量低于風(fēng)干含水量時，一般在T=0-10溫度區(qū)間有極小值，隨后又有不同程度的回升。 自由狀態(tài)下的溫縮試驗(yàn),48,5.溫縮特性,5.3溫縮特性影響因素,水泥劑量在5時，水泥砂礫的溫縮系數(shù)較??；在常用摻量范圍內(nèi)，二灰含量對二灰砂礫的溫縮系數(shù)影響不大。,49,5.溫縮特性,5.4溫縮機(jī)理 （1）固相外觀脹縮性 就組成礦物的顆粒而言，原生礦物一般有較小的熱脹縮性，而新生成膠結(jié)物（次生礦物，如粘土礦物）的熱脹縮性較大。粉煤灰的熱脹縮性最小。,晶體勢能曲線,50,5.溫縮特性,5.4溫縮機(jī)理 （2）水的影響 無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料內(nèi)部廣泛分布有空隙，包括大空隙、毛細(xì)孔和膠凝孔。重力水存在于大空隙中，毛細(xì)水存在于毛細(xì)孔和膠凝孔中；表面結(jié)合水存在于一切固體表面；層間水存在于晶胞和凝膠物層間；結(jié)構(gòu)水和結(jié)晶水存在于礦物晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)部。,51,5.溫縮特性,5.4溫縮機(jī)理 （2）水的影響 擴(kuò)張作用：水有相當(dāng)大的熱脹縮系數(shù)（常溫下達(dá)70*10-6/），比固相部分的熱脹縮系數(shù)大47倍。 毛細(xì)管張力：毛細(xì)管張力只有當(dāng)含水量在一定范圍內(nèi)時才存在，當(dāng)材料過干或過濕時，毛細(xì)管張力消失，因此，在干燥和飽和狀態(tài)下，材料的溫縮系數(shù)較小。 冰凍作用：各空隙中的水在其冰點(diǎn)溫度以下凍結(jié)時，體積增大9%，從而引起膨脹。,52,6.小節(jié),（1）兩種主要的收縮類型 干縮是主要的收縮類型，干縮可達(dá)到溫縮的410倍以上。 （2）收縮性能的測試 常采用百分表或應(yīng)變片進(jìn)行干縮和溫縮的測試。 （3）收縮指標(biāo) 干縮：干縮應(yīng)變、失水率、干縮系數(shù)和平均干縮系數(shù) 溫縮：溫縮應(yīng)變和平均溫縮系數(shù),53,6.小節(jié),（4）干縮的主要影響因素 結(jié)合料含量、細(xì)料含量、含水量和養(yǎng)護(hù)齡期 （5）干縮機(jī)理 “毛細(xì)管張力作用”、“吸附水及分子間力作用”、“礦物晶體或膠凝體的層間水作用”和“碳化脫水作用” （6）溫縮機(jī)理 固體外觀脹縮性和水的作用,54,四、水穩(wěn)定性,1水穩(wěn)定性研究的目的 增強(qiáng)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料抵抗水損害的能力，減少唧泥現(xiàn)象。 2水穩(wěn)定性的分類 抗沖刷性 測試：沖刷試驗(yàn) 指標(biāo)：沖刷率（常為5min內(nèi)的沖刷速率） 抗凍性 測試：凍融試驗(yàn) 指標(biāo)：耐凍系數(shù),55,3.抗沖刷性,3.1抗沖刷性的測試設(shè)備 旋轉(zhuǎn)刷 振動臺 MTS試驗(yàn)裝置 高壓沖洗法,評價(jià)：均能在一定程度上反映無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料抵抗水侵蝕的能力，但均無法完美模擬現(xiàn)場有壓水沖刷的現(xiàn)象，且沖刷機(jī)理不一。,56,養(yǎng)護(hù)齡期90d,3.抗沖刷性,3.2水泥、二灰穩(wěn)定材料抗沖刷性對比,主要結(jié)論：二灰穩(wěn)定材料28d以內(nèi)的抗沖刷性遠(yuǎn)小于水泥穩(wěn)定材料；90d以后兩者的抗沖刷性能相差不大。在實(shí)際使用中應(yīng)優(yōu)先采用水泥穩(wěn)定材料。,57,4.抗凍性,主要結(jié)論：水泥穩(wěn)定材料的抗凍性要優(yōu)于二灰穩(wěn)定材料；材料的抗凍性與其抗壓強(qiáng)度之間不存在絕對的對應(yīng)關(guān)系。,58,5.提高水穩(wěn)定性的措施,加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)排水，采取“排防結(jié)合”的設(shè)計(jì)原則，減少降雨和地下水的不利影響； 加強(qiáng)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的配合比設(shè)計(jì)，盡量減少細(xì)集料用量； 在可能的情況下，盡可能采用水泥穩(wěn)定類材料，提高抗沖刷能力； 及時進(jìn)行路面的裂縫修補(bǔ)。,59,五、疲勞性能,1.疲勞試驗(yàn)方法 試驗(yàn)路（AASHO試驗(yàn)路） 真實(shí)路面 真實(shí)荷載與氣候 足尺路面（ALF、HVS和環(huán)道試驗(yàn)等） 足尺路面（full-scale pavement） 模擬荷載 模擬環(huán)境 室內(nèi)試件疲勞試驗(yàn) 通常意義上的疲勞試驗(yàn)，包括彎拉（曲）疲勞試驗(yàn)和劈裂疲勞試驗(yàn)等。,60,五、疲勞性能,2.室內(nèi)試件疲勞試驗(yàn)方法 彎拉（曲）疲勞試驗(yàn) 彎拉（曲）疲勞試驗(yàn)中試件實(shí)際為單向應(yīng)力狀態(tài)（梁試件），試驗(yàn)較為煩瑣。 劈裂疲勞試驗(yàn) 又稱為間接拉伸試驗(yàn)，試件承受雙向應(yīng)力狀態(tài)（圓柱體試件），操作簡便。,61,3.彎拉（曲）疲勞與劈裂疲勞的對比,彎拉（曲）疲勞試驗(yàn),劈裂疲勞試驗(yàn),62,劈裂試驗(yàn)用壓條,63,3.彎拉（曲）疲勞與劈裂疲勞的對比,劈裂疲勞試驗(yàn)所得疲勞壽命遠(yuǎn)小于彎拉（曲）疲勞試驗(yàn)所得疲勞壽命，與其受力狀態(tài)是密切相關(guān)的。,64,4.疲勞方程形式,疲勞方程形式： 單對數(shù)疲勞方程 雙對數(shù)疲勞方程,65,5.典型的疲勞試驗(yàn)結(jié)果,典型的疲勞試驗(yàn)結(jié)果,66,5.典型的疲勞試驗(yàn)結(jié)果,疲勞試驗(yàn)的特點(diǎn)： 強(qiáng)度愈大、剛度愈小，其疲勞壽命就愈長； 疲勞壽命變異性較大，不同的保證率得到的疲勞壽命不同（保證率愈大，疲勞壽命愈?。?； 半對數(shù)疲勞方程的斜率很小，表明應(yīng)力水平的少量變化將導(dǎo)致無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的疲勞壽命產(chǎn)生較大的變化。（重載車的危害）,67,六、綜合性能,1.性能分類 力學(xué)性能 收縮性能 水穩(wěn)定性 疲勞性能,四種性能之間是否存在內(nèi)在聯(lián)系？ 可否采用單一指標(biāo)來表征其綜合性能？,68,2.性能之間的聯(lián)系,（1）力學(xué)性能 VS 收縮性能（干縮）,力學(xué)性能（抗壓強(qiáng)度）增加，收縮性能（干縮）存在最佳值。（非單調(diào)）,69,2.性能之間的聯(lián)系,（1）力學(xué)性能 VS 收縮性能（溫縮）,力學(xué)性能（抗壓強(qiáng)度）增加，收縮性能（溫縮）存在最佳值。 （非單調(diào)）,70,2.性能之間的聯(lián)系,（2）力學(xué)性能 VS 水穩(wěn)定性,力學(xué)性能（抗壓強(qiáng)度）增加，水穩(wěn)定性也越好。（單調(diào)）,71,2.性能之間的聯(lián)系,（3）力學(xué)性能 VS 疲勞性能,力學(xué)性能（抗壓強(qiáng)度）增加，疲勞性能也越好。 （單調(diào)）,72,2.性能之間的聯(lián)系,（4）力學(xué)性能VS其他性能（匯總）,73,3.綜合性能指標(biāo)(綜合壓縮模量),（1）綜合壓縮模量定義：,74,3.綜合性能指標(biāo)(綜合壓縮模量),（2）綜合壓縮模量參數(shù)建議值：,75,3.綜合性能指標(biāo)(綜合壓縮模量),（3）綜合壓縮模量運(yùn)用（示例）： 水泥穩(wěn)定材料： 14799MPa； 二灰穩(wěn)定材料： 4227MPa。,76,七、配合比設(shè)計(jì),1.配合比設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)（公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范JTJ 034-2000）,77,2.配合比設(shè)計(jì)步驟,取樣篩分,級配組成,制備試件,養(yǎng) 生,選定劑量,實(shí)用劑量,材料組成設(shè)計(jì),測抗壓強(qiáng)度,78,擊實(shí)試驗(yàn),（1）取樣篩分 從料場選擇有代表性的試樣，進(jìn)行篩分； （2）級配組成（礦料配合比） 圖解法 試算法 “優(yōu)勢粒徑法”（所謂優(yōu)勢粒徑是指某種集料中在某級篩孔上占有絕對優(yōu)勢的粒徑，即分計(jì)篩余最大的粒徑）,79,擊實(shí)試驗(yàn),（3）制備不同結(jié)合料劑量的混合料試樣（混合料配合比） 按不同類型的混合料，預(yù)估其用水量； 至少需要制備三種劑量的混合料試樣； （4）確定各種混合料的最佳含水量和最大干密度 進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，測定和計(jì)算干密度和含水量 確定最佳含水量和最大干密度,80,抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),（1）制備無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試件 按上述最佳含水量和最大干密度制備抗壓強(qiáng)度試件； 平行試件的個數(shù)與偏差系數(shù)有關(guān)，一般為913個。 （2）試件養(yǎng)生 在規(guī)定溫度（北方202，南方252）下保濕養(yǎng)生6d（或27d），浸水1d。 （3）抗壓強(qiáng)度測試與計(jì)算 將試件放在試驗(yàn)儀的升降臺上（臺上先放一偏球座），以1mm/min的速度加載，記錄試件破壞時的最大壓力P。 按RcP/A計(jì)算試件的抗壓強(qiáng)度。,81,確定劑量,（1）選定合理的結(jié)合料劑量 （2）實(shí)際使用劑量 增加0.51.0%,82,八、施工工藝及控制,1.基本過程 混合料拌和（拌和機(jī)） 混合料運(yùn)輸（自卸卡車） 混合料攤鋪（攤鋪機(jī)） 混合料碾壓（壓路機(jī)） 橫縫、縱縫設(shè)置 質(zhì)量管理及驗(yàn)收 養(yǎng)生及交通管制,83,2.混合料拌和,（1）備料 貯料場地硬化 集料分別堆放 細(xì)集料加蓋雨棚 （2）上料 按比例控制各料斗上料速度 控制進(jìn)水速度 （3）拌和 強(qiáng)制式拌和機(jī)等進(jìn)行拌和 檢查拌和均勻性、在線配合比,84,3.混合料運(yùn)輸,（1）備車 大噸位自卸卡車 （2）裝車 清洗車廂 不允許自由跌落 應(yīng)前后移動裝料，防止離析（畫圖） （3）運(yùn)輸 盡快運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場 覆蓋篷布，盡量減少水分損失,85,4.混合料攤鋪,（1）檢查 下承層表面，并灑水濕潤 攤鋪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況 調(diào)整好傳感器臂與控制線的關(guān)系（控制高程） （2）攤鋪 宜連續(xù)攤鋪，禁止停機(jī)待料 適宜速度：1m/min左右 列隊(duì)方式：兩臺梯隊(duì)攤鋪 離析處理：及時消除粗細(xì)集料離析現(xiàn)象 檢查：攤鋪均勻性,松鋪系數(shù)：某路面結(jié)構(gòu)層攤鋪厚度與壓實(shí)（設(shè)計(jì)）厚度的比值。是施工質(zhì)量控制的一個重要指標(biāo)，一般通過試鋪段的施工來確定。,86,4.混合料碾壓,（1）碾壓 壓路機(jī)緊跟攤鋪機(jī) 合適碾壓長度：50m-80m 合適碾壓順序：靜壓輕振重振膠輪靜壓鋼輪靜壓 合適碾壓速度：（1.5-1.7）km/h （1.8-2.2）km/h 靜壓要充分，振壓不起浪、不推移 碾壓時應(yīng)重疊1/2輪寬，結(jié)束時應(yīng)無明顯輪跡 壓路機(jī)禁止剎車 （2）檢測 灌砂法檢測壓實(shí)度,87,5.橫縫、縱縫設(shè)置,（1）橫縫設(shè)置（畫圖） 中斷施工超過2h（水泥穩(wěn)定類），應(yīng)設(shè)置橫縫 縱向用三米