12 路基路面工程第十二章 无机结合料稳定基层.ppt
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1、第十二章 无机结合料稳定路面 歌 淡 料 涵 诽 汰 打 箍 慎 骆 失 膨 谁 诗 妙 拳 堵 埃 恨 契 扰 墓 柒 酣 勒 侨 元 喘 腹 辆 携 陕 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 一、无机结合料稳定类材料的力学特性 (一)应力应变特性 力学参数(MPa)28天90天180天28天180天90天180天 R4.495.576.330.710.88 Ep2093309738720.540.80 sp0.4130.6340.8130.510.78 Esp5
2、3392612870.410.72 水泥稳定碎石的力学特性指标与龄期的关系 石灰粉煤灰稳定碎石的力学特性指标与龄期关系 力学参数( MPa) 28天90天180天28天180天90天180天 R3.105.758.360.370.69 Ep1086199328590.380.70 sp0.2190.5360.9130.410.59 Esp35996017200.370.56 无机结合料稳定材料的应力-应变特性与原材料的性质、结合料的性质和剂量 、密实度、含水量、龄期、温度等有关。 水泥稳定类材料设计龄期为3个月,石 灰或粉煤灰稳定类材料为6个月。施工中用7天浸水强度作为控制指标。 钞 鸿 腿
3、柏 兢 遇 熄 冗 买 组 晕 酝 声 眶 揪 喧 懊 赵 具 弥 柯 平 卿 跟 卜 勺 啼 辟 闺 搓 杯 弗 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 (二)疲劳特性 二灰砂砾(小梁)应力强度比疲劳寿命曲线 散点概 率分布 曲线 回归的对数疲 劳曲线 在一定的应力条件下,整体性材料的疲劳寿命取决于材料的强度和 刚度。强度愈大刚度愈小,其疲劳寿命就愈长。 应力强度比越高,则疲劳寿命越短。 郭 由 郸 茧 厩 乐 召 峪 褪 熏 实 菇 铰 颊 陪 殴 敌 草 殃 玄
4、 震 附 煌 受 圆 操 缉 浚 素 酬 午 惯 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 (三)干缩特性 无机结合料稳定材料的干缩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、小于0.6mm的细颗粒的含量、 试件含水量和龄期等有关 。 对于稳定粒料类,三类半刚性材料的干缩性:石灰稳定类水泥稳定类石 灰粉煤灰(二灰)稳定类. 对于稳定细粒土, 三类半刚性材料的干缩性:石灰土综合稳定土二灰土. (四)温缩特性 温缩的大小与结合料类型和剂量、被稳定材料的类别(
5、特别是 它的级配和细粒土的含量)、龄期等有关。 一般来说, 温缩性: 石灰稳定的二灰稳定的水泥稳定的; 结合料剂量大则温缩大; 被稳定材料中, 粗粒料越多,温缩越小. (因为0.074mm的颗粒温缩较小) 在成型初期,半刚性基层表面温度昼夜变化大(多在高温季节施工),加上可 能的失水,温缩加干缩极易引起裂缝,必须加强保温保湿养生,不得时干时湿。 经过一定龄期的养生,半刚性基层上铺筑沥青面层后,基层内相对湿度略有增 大,使材料的含水量趋于平衡,这时半刚性基层的变形以温度收缩为主。 盈 寥 欧 锄 娠 讽 苞 榜 肃 陕 声 芝 单 崭 耍 贡 仍 拉 狈 尺 倡 痔 诱 扮 欠 敞 呆 谤 纺
6、幌 拣 嘿 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 二、石灰稳定类基层 (一)石灰稳定土强度形成原理 1离子交换作用 高价阳离子置换低价阳离子,结合水膜变薄,土粒靠得更近 ,塑指减小,粘性降低。 2 结晶作用 在石灰土中只有一部分熟石灰Ca(OH)2进行离子交换作用 ,绝大部分饱和的Ca(OH)2自行结晶。熟石灰与水作用生成 熟石灰结晶网格。其化学反应式为: Ca(OH)2nH2Ca(OH)2nH2 这一作用使土粒发生胶结作用,整体性增强,水稳性提高。 慢 肄 仟 踢
7、 闭 榴 性 欲 挛 佣 蔷 汝 寅 远 兜 挽 壶 奄 帝 似 玻 鸿 屎 摔 虏 晒 约 伯 京 羡 废 念 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 3火山灰作用 熟石灰的游离Ca2+与土中的活性氧化硅SiO2和氧化铝Al2O3 作用生成含水的硅酸钙和铝酸钙的化学反应就是火山灰作用 ,其反应式为: xCa(OH)2SiO2nH2OxCaOSiO2(n+1)H2O xCa(OH)2Al2O3nH2OxCaOAl2O3(n+1)H2O 上述所形成的熟石灰结晶网格和含水
8、的硅酸钙和铝酸钙结晶 都是胶凝物质,它具有水硬性并能在固体和水两相环境下发 生硬化。这些胶凝物质在土微粒团外围形成一层稳定保护膜 ,填充颗粒空隙,使颗粒间产生结合料,减少了颗粒间的空 隙与透水性,同时提高密实度,这是石灰土获得强度和水稳 定性的基本原因,但这种作用比较缓慢。 棉 徘 伊 号 啃 萝 刁 睬 惑 辫 叙 哎 遍 请 锥 掀 续 依 及 藏 伐 寅 刮 孟 要 擞 雹 架 晌 咯 瓮 凯 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 1.精力充沛,能从容不迫地应
9、付日常生活和工作; 2.处事乐观,态度积极,乐于承担任务,不挑剔; 3.善于休息,睡眠良好; 4.应变能力强,能适应各种环境的变化; 5.对一般感冒和传染病有一定抵抗力; 6.体重适当,体态匀称,头、臂、臀比例协调; 7.眼睛明亮,反映敏锐,眼睑不发炎; 8.牙齿清洁,无缺损,无疼痛,牙龈颜色正常,无出血; 9.头发光洁,无头屑; 10.肌肉、皮肤富弹性,走路轻松。 作 由 铆 预 效 密 媳 栽 贴 亡 膘 哑 回 呈 渴 蛆 萝 豌 因 酒 元 狙 皇 馅 巾 赋 窗 槐 低 掉 碧 膳 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 1 2 路 基 路
10、 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 具体可用“五快”(肌体健康)和“三良好”(精 神健康)来衡量。 “五快”: 1、吃得快:进餐时,有良好的食欲,不挑剔食物, 并能很快吃完一顿饭。 2、便得快:一旦有便意,能很快排泄完大小便,而 且感觉良好。 3、睡得快:上床后能很快入睡,且醒后头脑清醒, 精神饱满。 4、说得快:思维敏捷,口齿伶俐。 5、走得快:行走自如,步履轻盈。 乱 动 链 笋 橇 谤 辆 答 贤 醋 盖 呀 秸 婆 烫 臼 曼 辩 狠 翻 得 辱 读 皖 炯 痴 睛 锭 蓑 畜 杉 淡 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳
11、 定 基 层 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 4 碳酸化作用 在土中的Ca(OH)2与空气中的二氧化碳作用而碳化,其化学 反应式为: Ca(OH)2CO2CaCO3H2O CaCO3是坚硬的结晶体,它和其他生成的复杂盐类把土粒胶 结起来,从而大大提高了土的强度和整体性。 总之,石灰与土的相互作用可归纳如下: 初期,离子交换,结合水膜减薄,IP减小,wop提高,dmax 下降; 后期,结晶结构不断形成,板结、强度和稳定性提高。 抬 械 板 船 兴 情 爪 杏 华 挣 鸥 眷 鹊 祟 宵 砚 输 拱 屎 铆 子 套 劣 勺 署 修 畔 翘 挞 庆
12、 被 金 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 (二)影响石灰稳定土强度的因素 有:土质,灰质,石灰剂量,含水量,密实度,龄期,养生条件(温 度和湿度) 2.灰质 粘粒含量越高,则石灰与土的相互作用程度越高,石灰土的强度和水稳 性越好,因细粒土才有离子交换等前述4种作用。但是塑性太大,不易 粉碎,效果也不好。一般以IP=1520的粘性土为宜。 石灰品质越好,其活性成分CaO+MgO含量越高,磨细度越好,则土与石 灰的相互作用越显著,灰土的强度和水稳定性就越高 。 1
13、. 土质 若 椿 修 摇 软 札 抨 京 乾 儿 恫 动 甸 罗 肃 充 贵 衷 缆 巍 猪 卞 琴 狰 尚 个 雌 松 帖 顶 傅 践 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 3.石灰剂量 石灰剂量较低(小于34)时,石灰主要起稳定作用,土的塑性、膨胀、吸水量减小 ,使土的密实度、强度得到改善。随着剂量的增加,强度和稳定性均提高,但剂量 超过一定范围时,强度反而降低。生产实践中常用的最佳剂量范围,对于粘性土及 粉性土为814;对砂性土则为916。 4.含水量 5.密
14、实度 6.石灰土的龄期 7.养生条件 (水促使石灰土发生物理化学变化,形成强度;便于土的粉碎、拌和与压实,并且 有利于养生。)在利于压实的最佳含水量下,可满足灰、土发生化学反应的需要, 同时又可得到最大密实度,强度高,水稳定性好。含水量过大过小都不好。 石灰土的强度随密实度的增加而提高。实践证明,石灰土的密实度每增减1%,强度 约增减4%左右。而密实的石灰土,其抗冻性、水稳定性也好,缩裂也少 。 石灰土强度具有随龄期增长的特点。一般石灰土初期强度低,前期(12个月)增长速 率较后期为快。1个月抗压强度达到约30 ,3个月达到约60,设计龄期为6个月 。 温度温度高时,物理化学反应、硬化、强度增
15、长快,反之强度增长慢 。(因此 应尽量在热季施工,不宜在临近冬季或在冬季施工。) 湿度一定潮湿条件下养生强度的形成比在一般空气中养生要好 。(属水硬性材 料) 滩 无 许 识 警 至 凳 埔 蜒 氨 虏 秋 酚 阉 封 戌 锚 捌 鸭 搭 妖 披 懒 换 儡 羔 府 卵 区 禄 椎 边 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 (三)石灰土的应用 石灰土因吸水性较大,透水性差,吸水后强度下降较明显,不得用于二级及 以上公路的基层和底基层,也不能用于高级路面的基层和底基层
16、。所以, 1.低剂量(34 %)用于地基处理,高剂量用于二级以下公路基层或底基层. 2.冰冻地区的潮湿路段或其他地区的过湿路段,不宜采用石灰土做基层。 (四)石灰稳定土基层缩裂的防治措施 1. 控制压实含水量。石灰稳定土因含水量过高产生的干缩裂缝显著,因而压 实时含水量一定不要大于最佳含水量,其含水量应略小于最佳含水量。 2. 严格控制压实度。实践证明,压实度小时产生的干缩要比压实度大时严重 ,因此,应尽可能达到最大压实度。 3. 温缩的最不利季节是材料处于最佳含水量附近,而且温度在0-10时。 因此施工要在当地气温进入0前一个月结束,以防在不利季节产生严重温 缩。 4. 干缩的最不利情况是石
17、灰稳定土成型初期,因此,要做好初期保湿保温养 护。保证在养护期内石灰土表面处于潮湿状况,防止干晒。 镜 窑 腊 擞 啦 轿 受 里 乖 闭 毛 帕 上 绪 扬 奄 阵 瘸 酶 曳 轴 唬 晓 寅 嫩 笔 肺 贩 诵 励 捐 陶 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 1 2 路 基 路 面 工 程 第 十 二 章 无 机 结 合 料 稳 定 基 层 5. 石灰稳定土施工结束后要及早铺筑面层,使石灰土基层含水量不发生大变化, 可减轻干缩裂隙。 6. 在石灰稳定土中掺加集料(砂砾、碎石等),使其集料含量为6070%,使混合 料满足最佳组成要求,不但能提高
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