其他瀝青混合料

1、本章主要敘述了以水泥穩(wěn)定類、石灰穩(wěn)定類和石灰、粉煤灰穩(wěn)定類為代表的 無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類混合料，闡述了這類材料的強(qiáng)度形成機(jī)理和收縮特性，介紹了 各自的適用范圍和混合料設(shè)計(jì)組成方法。6.1水泥穩(wěn)定類混合料水泥穩(wěn)定類混合料的技術(shù)性質(zhì)水泥穩(wěn)定類的強(qiáng)度特征及影響因素 強(qiáng)度形成機(jī)理水泥穩(wěn)定類混合料的強(qiáng)度形成主要取決與水泥水化硬化、離子交換和火山灰反應(yīng)過(guò)程。 材料組成材料對(duì)強(qiáng)度的影響影響水泥穩(wěn)定類混合料強(qiáng)度的主要因素有水泥劑量、土質(zhì)、集料顆粒組成等。圖6.1 土質(zhì)、養(yǎng)生溫度與水泥穩(wěn)定土強(qiáng)度的關(guān)系曲線表6.1三種級(jí)配水泥穩(wěn)定集料的7d抗壓強(qiáng)度和干密度測(cè)試值序號(hào)>4. 75伽顆粒含量（）7d抗壓強(qiáng)度（MPa

2、）最大干密度（g/ cm 3 ）1704.82.302655.52.313605.82.35不同結(jié)構(gòu)類型的水泥穩(wěn)定碎石在水泥用量相同的條件下，強(qiáng)度也會(huì)有所不同圖6.2不同結(jié)構(gòu)類型水泥穩(wěn)定碎石 環(huán)境因素對(duì)強(qiáng)度的影響?zhàn)B生溫度一一直接影響水泥的水化進(jìn)程，因而對(duì)水泥穩(wěn)定土的強(qiáng)度有很明顯 的影響，在相同齡期時(shí)，養(yǎng)生溫度越高，水泥穩(wěn)定土的強(qiáng)度也越高。延遲時(shí)間一一對(duì)水泥穩(wěn)定土的強(qiáng)度有顯著影響。延遲時(shí)間是指水泥穩(wěn)定土施 工過(guò)程中，從加水拌和開(kāi)始至碾壓結(jié)不束所經(jīng)歷的時(shí)間從#和苗束弼林的間隔時(shí)間估離 4.圖6.3延遲時(shí)間與水泥穩(wěn)定砂礫強(qiáng)度和干密度的關(guān)系曲線 收縮特性及影響因素 產(chǎn)生收縮的原因：水泥穩(wěn)定土在形成強(qiáng)度

3、的硬化過(guò)程中，也會(huì)出現(xiàn)因溫度變化而引起的溫度收 縮和因水分變化而引起的干燥收縮。 不同溫度下，水泥穩(wěn)定土中塑性土含量對(duì)其 溫縮系數(shù)的影響較大。水泥穩(wěn)定土的溫縮系數(shù)隨溫度降低的變化幅度越來(lái)越大， 并以水泥土變化幅度最大，而水泥穩(wěn)定無(wú)塑性集料在不同負(fù)溫度時(shí)的溫縮系數(shù)變 化較小。 影響收縮的因素：水泥穩(wěn)定土的干縮系數(shù)受粒料含量及礦物成分的影響。水泥劑量的關(guān)系曲線，當(dāng)水泥劑量降低，粒料含量增多時(shí)，水泥穩(wěn)定砂礫的 干縮系數(shù)減小。水泥穩(wěn)定砂礫的制件含水量對(duì)其干縮應(yīng)變也有較大的影響。圖6.4水泥穩(wěn)定土干縮系數(shù)與水泥劑量的關(guān)系曲線水泥穩(wěn)定類混合料的適用性水泥穩(wěn)定類材料具有較其它穩(wěn)定類材料高的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性

4、，可適用于 各種交通類別道路的基層和底基層。但是水泥土在干縮性和水穩(wěn)定性上有著與石 灰土相同的缺陷，不應(yīng)用作高等級(jí)瀝青路面的基層，只能作為底基層；在高速公 路和一級(jí)公路公路的水泥混凝土面層下，水泥土也不應(yīng)用作基層。水泥穩(wěn)定類混合料的組成設(shè)計(jì)材料組成設(shè)計(jì)要求水泥穩(wěn)定類材料主要用于路面基層、底基層。在路面結(jié)構(gòu)中，基層是直接位于面層下，承受面層傳來(lái)的車輪荷載垂直壓力作用，并將其向下面層次擴(kuò)散分布， 同時(shí)起到調(diào)節(jié)和改善路基路面水溫狀況的作用，并為施工提供穩(wěn)定而堅(jiān)實(shí)的工作 面。所以，對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)合穩(wěn)定類混合料技術(shù)性質(zhì)的要求主要包括強(qiáng)度、抗變形能力和水穩(wěn)性等。根據(jù)(JTJ 034-2000),水泥穩(wěn)定類材料7

5、d浸水抗壓強(qiáng)度應(yīng)符合表 6.2。表6.2 水泥穩(wěn)定類材料的抗壓強(qiáng)度(JTJ 034-2000混合料類型高速公路、一級(jí)公路二級(jí)和二級(jí)以下公路基層（MPa）底層（MPa）基層（MPa）底層（MPa）水泥穩(wěn)定類351.5 2.52.5 3.01.5 2.0原材料要求 水泥普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥， 都可用于水泥穩(wěn) 定土。 水泥穩(wěn)定類混合料用集料與土適宜用水泥穩(wěn)定的材料有：級(jí)配碎石、未篩分碎石、砂礫、碎石土、砂礫土、 煤矸石和各種粒狀礦渣等，集料中不宜含有塑性指數(shù)較大的細(xì)土， 或應(yīng)控制其含 量。用于各種類別道路等級(jí)不同層位的集料的的最大粒徑和壓碎值要求，見(jiàn)表6.3。表6.3水

6、泥穩(wěn)定土用集料的技術(shù)要求道路等級(jí)高速公路及一級(jí)公路二級(jí)和二級(jí)以下公路結(jié)構(gòu)層位基層底基層基層底基層最大粒徑（方孔篩）（mm） <31.537.537.553壓碎值（%）<30303540表6.4適宜于水泥穩(wěn)定的集料的顆粒組成范圍（JTJ0342000）道路等級(jí)結(jié)構(gòu)層位通過(guò)下列篩孔的質(zhì)量百分比（%）（伽）5337.531.526.519.09.54.752.361.180.60.0750.0025010171000二級(jí)和底基層100-二級(jí)以005030基9010661054103910207145下公路-2884847030-層00000750101710咼速公100030路、一級(jí)底基

7、00層9010183公路-100-679045682950-82207-08基100901072894767294917382207層05注：用于基層的混合料中不宜使用含有塑性指數(shù)的土；集料中0.5伽以下細(xì)粒土中有塑性指數(shù)時(shí)，小于0.075伽顆粒含量不應(yīng)超過(guò)5%水泥劑量表6.5水泥劑量推薦范圍（JTJ034-2000結(jié)構(gòu)層位土的類型水泥劑量（%）甘日基7層底基層中粒土和粗粒土3, 4, 5, 6, 73, 4, 5, 6, 7塑性指數(shù)小于12的土5, 7, 8, 9, 114, 5, 6, 7 , 9其它細(xì)粒土8, 10, 12, 14, 166, 8, 9, 10, 12設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟設(shè)計(jì)內(nèi)

8、容水泥穩(wěn)定類材料的組成設(shè)計(jì)， 主要是根據(jù)相關(guān)規(guī)范中的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)， 通過(guò)試驗(yàn) 選取最適宜穩(wěn)定的土類， 確定必須的水泥用量和混合料的最佳含水量， 在需要改 善土的顆粒組成時(shí)， 開(kāi)包括摻加比例。 水泥穩(wěn)定類材料的各項(xiàng)試驗(yàn)應(yīng)該按照 無(wú) 機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行。步驟a. 制備被穩(wěn)定材料，并在其中中加入不同劑量的水泥。b. 確定混合料最大干密度和最佳含水量。至少應(yīng)做三個(gè)不同水泥劑量的 混合料擊實(shí)試驗(yàn)，即最小劑量、中間劑量、最大劑量，其他劑量的混合料 最大干密度和最佳含水量可用內(nèi)插法確定。c. 按照工地預(yù)定達(dá)到的壓實(shí)度和確定的最大干密度、最佳含水量在室內(nèi) 成型試件， 并養(yǎng)生，養(yǎng)生條件：在規(guī)定溫度下保濕養(yǎng)

9、生 6 天，浸水 1天后， 進(jìn)行 7 天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度測(cè)試。d. 根據(jù)測(cè)試結(jié)果，選擇合適的材料組成比例。6.2 石灰穩(wěn)定類石灰穩(wěn)定土的技術(shù)性質(zhì)石灰穩(wěn)定土的強(qiáng)度 石灰穩(wěn)定土的強(qiáng)度形成機(jī)理 石灰穩(wěn)定土強(qiáng)度的形成與發(fā)展是通過(guò)機(jī)械壓實(shí)、 離子交換反應(yīng)、 氫氧化鈣結(jié)晶和碳酸化反應(yīng)， 以及火山灰反應(yīng)等一系列復(fù)雜、 交織的物理一化學(xué)作用過(guò)程完 成的。 石灰穩(wěn)定土強(qiáng)度的影響素a. 石灰的細(xì)度石灰細(xì)度越大， 在相同劑量下與土粒的作用越充分， 反應(yīng)進(jìn)行得越快， 穩(wěn)定 效果越好。b. 土與集料圖6.5 土質(zhì)對(duì)石灰穩(wěn)疋土搞壓強(qiáng)度的影響工程實(shí)踐表明：塑性指數(shù)1520的粘土，易于粉碎和拌和，便于碾壓成型， 施工和使用效果

10、都較好。塑性指數(shù)更大的重粘土雖然含粘土礦物較多， 但由于不 易破碎拌和，穩(wěn)定效果反而不佳。塑性指數(shù)小于 12的土則不宜用石灰穩(wěn)定，最 好用水泥來(lái)穩(wěn)定。對(duì)于無(wú)粘性或無(wú)塑性指數(shù)的集料，單純用石灰穩(wěn)定的效果遠(yuǎn)不 如用石灰穩(wěn)定的效果。c. 石灰穩(wěn)定土的最佳含水率圖6.6石灰穩(wěn)定土的壓實(shí)曲線d. 養(yǎng)生條件和齡期石灰穩(wěn)定土中的火山灰反應(yīng)的進(jìn)程緩慢， 其強(qiáng)度隨著齡期的增大而增長(zhǎng)，甚 至到180d時(shí)，石灰穩(wěn)定土的強(qiáng)度還會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)。所以，7d或28d齡期的強(qiáng)度試 驗(yàn)結(jié)果，并不能代表石灰穩(wěn)定土的最終強(qiáng)度，石灰土的強(qiáng)度隨齡期的增長(zhǎng)大體的 符合指數(shù)規(guī)律。石灰穩(wěn)定土的體積收縮特征 溫度脹縮原因及影響因素分析在石灰穩(wěn)定土

11、中液相的熱脹縮系數(shù)比固相部分的熱脹縮系數(shù)大47倍，溫度升高時(shí)，水的擴(kuò)張壓力使固體顆粒間距離增大而產(chǎn)生膨脹，反之，則產(chǎn)生收縮。毛細(xì)管張力的作用只有當(dāng)含水量在一定的范圍內(nèi)時(shí)才存在，當(dāng)材料過(guò)干或過(guò)濕 時(shí)，這種作用消失。所以在干燥和飽水狀態(tài)下，穩(wěn)定土的溫縮系數(shù)值遠(yuǎn)比含水而非飽水狀態(tài)下的值小 干燥收縮及影響因素分析石灰穩(wěn)定土的干燥收縮主要是由于水分蒸發(fā)而產(chǎn)生的， 穩(wěn)定土的干縮系數(shù)隨 著齡期的增長(zhǎng)而減小，初期下降較快，隨后逐漸緩慢。圖6.7干縮系數(shù)與砂礫含量關(guān)系石灰穩(wěn)定土的適用性石灰土禁止用作高等級(jí)路面的基層，只能作為高等級(jí)路面的底基層，或一般交通量道路路面的基層。砂礫或碎石含量小于50%的懸浮式石灰穩(wěn)定

12、集料土雖然比石灰土的收縮性小，但同樣具有遇水后表層軟化的抗水沖刷能力差的缺點(diǎn)，這種懸浮式石灰粒料也不宜用作高等級(jí)路面的基層。石灰穩(wěn)定類材料組成材料設(shè)計(jì)材料組成設(shè)計(jì)要求根據(jù)（JTJ 034-2000）,石灰穩(wěn)定類材料7d浸水抗壓強(qiáng)度應(yīng)符合表6.6。表6.6石灰穩(wěn)定類材料的抗壓強(qiáng)度（JTJ 034-2000）混合料類型高速公路、一級(jí)公路二級(jí)和二級(jí)以下公路基層（MPa）底層（MPa）基層（MPa）底層（MPa）石灰穩(wěn)定類-> 0.8> 0.P0.50.7原材料要求 石灰石灰質(zhì)量應(yīng)符合3級(jí)以上消石灰或生石灰的技術(shù)要求。 石灰穩(wěn)定類材料所用集料與土土中的粘土礦物愈多，土顆粒愈細(xì)，塑性指數(shù)Ip

13、愈大，用石灰移民定的效果就越好。表6.7石灰穩(wěn)定土用集料的最大粒徑和壓碎值要求公路等級(jí)高速公路、一級(jí)公路二級(jí)和二級(jí)以下公路結(jié)構(gòu)層位底基層基層底基層基層最大粒徑（方孔篩）（伽）37.537. 55337.5壓碎值（%）354030/35石灰劑量石灰土配合比以石灰劑量表示，石灰劑量=石灰質(zhì)量/干土質(zhì)量。石灰劑量與土的種類、石灰品種關(guān)系甚大，石灰劑量范圍可參考表6.8中的推薦值。表6.8 石灰劑量推薦范圍（JTJ034-93）結(jié)構(gòu)層位石灰劑量（%）穩(wěn)定土品種基層底基層砂礫土和碎石土3, 4, 5, 6, 7-粘性土（塑性指數(shù)12）10，12，13，14，168， 10， 11， 12， 14粘性土（

14、塑性指數(shù)12）5， 7， 9， 11， 135， 7， 8， 9， 11 設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟設(shè)計(jì)內(nèi)容石灰穩(wěn)定類材料的組成設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)相關(guān)規(guī)范中的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)試驗(yàn) 選取最適宜穩(wěn)定的土類，確定必須的石灰用量和混合料的最佳含水量， 在需要改 善土的顆粒組成時(shí)，開(kāi)包括摻加比例，各項(xiàng)試驗(yàn)應(yīng)該按照無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料 試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行。步驟a. 制備被穩(wěn)定材料，并在其中中加入不同劑量的石灰。b. 確定混合料最大干密度和最佳含水量。至少應(yīng)做三個(gè)不同石灰劑量的混 合料擊實(shí)試驗(yàn)，即最小劑量、中間劑量、最大劑量，其他劑量的混合料最 大干密度和最佳含水量可用內(nèi)插法確定。C.按照工地預(yù)定達(dá)到的壓實(shí)度和確定的最大干密度、最

15、佳含水量在室內(nèi) 成型試件，并養(yǎng)生，養(yǎng)生條件：在規(guī)定溫度下保濕養(yǎng)生6天，浸水1天后, 進(jìn)行7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度測(cè)試。d.根據(jù)測(cè)試結(jié)果，選擇合適的材料組成比例6.3石灰粉煤灰穩(wěn)定類石灰粉煤灰穩(wěn)定土的技術(shù)性質(zhì)二灰穩(wěn)定土的強(qiáng)度特征及其影響因素二灰穩(wěn)定的強(qiáng)度形成機(jī)理與石灰穩(wěn)定土基本相同。與石灰穩(wěn)定土相比，二灰穩(wěn)定土強(qiáng)度形成更多的依賴于火山灰反應(yīng)生成的水 化物。養(yǎng)生溫度對(duì)二灰穩(wěn)定土的抗壓強(qiáng)度有明顯影響。密實(shí)式二灰粒料的強(qiáng)度較懸浮式二灰粒料的強(qiáng)度高15%以上。表6.9二灰碎石的7d抗壓強(qiáng)度與養(yǎng)生溫度養(yǎng)生溫度C）203040抗壓強(qiáng)度懸浮式二灰粒料1.355.85(Mpa)密實(shí)式二灰粒料1.603.036.78二

16、灰穩(wěn)定土的收縮特征及其影響因素二灰穩(wěn)定土的干縮和溫縮機(jī)理及其影響因素與石灰穩(wěn)定土相同。收縮程度主要取決于試件含水量、材料組成（如粒料含量、石灰劑量、粉煤 灰含量、粘土礦物的含量與其塑性指數(shù)）等。表6.10石灰土與二灰穩(wěn)定土的最大干縮應(yīng)變二灰穩(wěn)定粒料最大干縮應(yīng) 變X10-3石灰:粉煤灰:碎石:土最大干縮應(yīng)變X10-3穩(wěn)定十類型最大干縮應(yīng)變X10-3密實(shí)式0.23 0.274 ： 18 ： 94 : 00.67石灰土3.12 6.03懸浮式0.834 ： 12 ： 60 : 231.78二灰土0.3 4 2.63由于粉煤灰的作用，二灰土與石灰相比，二灰穩(wěn)定砂粒與石灰穩(wěn)定砂礫相比， 干縮性和溫縮性均

17、有不同程度的降低。按照穩(wěn)定土干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)的大小排 序?yàn)椋菏彝潦曳€(wěn)定砂礫二灰土二灰穩(wěn)定砂礫。二灰穩(wěn)定土的適用性二灰土禁止用作高等級(jí)道路路面的基層，在高速公路和一級(jí)公路上的水泥混 凝土面層下，也不應(yīng)采用二灰土鋪筑道路基層結(jié)構(gòu)。懸浮式二灰粒料的干縮性大，容易產(chǎn)生干縮裂縫，它的抗沖刷性也明顯差于 密實(shí)式粒料，在其它條件相同的情況下，懸浮式二灰粒料基層上瀝青面層的裂縫 較密式二灰粒料基層上瀝青面層的裂縫嚴(yán)重得多，因此在粒料不很缺乏的地區(qū)， 最好采用密實(shí)式二灰集料。632石灰粉煤灰穩(wěn)定類材料組成設(shè)計(jì)材料設(shè)計(jì)組成要求根據(jù)（JTJ 034-2000），石灰、粉煤灰穩(wěn)定類材料7d浸水抗壓強(qiáng)度應(yīng)符合表

18、6.11。表6.11石灰、粉煤灰穩(wěn)定類材料的抗壓強(qiáng)度（JTJ 034-2000）混合料類型咼速公路、一級(jí)公路二級(jí)和二級(jí)以下公路基層（MPa）底層（MPa）基層（MPa）底層（MPa）石灰、粉煤灰穩(wěn)定類> 0.8> 0.5> 0.6> 0.5原材料要求石灰石灰、粉煤灰穩(wěn)定類材料對(duì)石灰的要求與石灰穩(wěn)定類相同 粉煤灰粉煤灰中siO2、AI2O3和Fe2O3的總含量應(yīng)大于70%，燒失量不應(yīng)超過(guò)20%， 比面積宜大于2500 cm 2/g。 二灰穩(wěn)定類材料所用集料與土在二灰穩(wěn)定土中宜采用塑性指數(shù)在 1220范圍內(nèi)的粘性土或亞粘土。土中 所含土塊的最大尺寸不應(yīng)超過(guò)15m m,也不可

19、選用有機(jī)質(zhì)含量超過(guò)10%的土。二灰穩(wěn)定集料中所用集料的最大粒徑和壓碎值應(yīng)符合表6.12中的要求，為了充分揮集料密實(shí)和嵌鎖作用，集料應(yīng)具有良好的級(jí)配。表6.12石灰粉煤灰穩(wěn)定土中集料的技術(shù)要求道路等級(jí)高速公路及一級(jí)公路二級(jí)和二級(jí)以下公路結(jié)構(gòu)層位基層底基層基層低基層最大粒徑（方孔篩）（mm）31.537.537.553壓碎值（%）<30353540應(yīng)符合級(jí)配編號(hào)表6.7中2或4表6.7中1或3表6.13二灰級(jí)配集料混合料中集料的顆粒組成范圍（JTJ03 2000）通過(guò)下列篩孔（mm）的質(zhì)量百分之比（%）37.531.519.09.54.752.361.180.60.075856550352517100砂礫110010085705545352715210085553927171001007559473525109072483018106碎石31001009068503827200741008152301810607987050382720二灰穩(wěn)定土組成材料的配合比范圍石灰工業(yè)廢渣