1、路面設(shè)計(jì)原理與方法PAGE 第115頁第七章 無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料1 概述定義：在粉碎的或或原來松松散的土土中摻入入一定量量的無機(jī)機(jī)結(jié)合料料(包括水水泥、石石灰或工工業(yè)廢渣渣等)和水，經(jīng)經(jīng)拌和得得到的混混合料在在壓實(shí)與與養(yǎng)生后后，其抗抗壓強(qiáng)度度符合規(guī)規(guī)定的要要求的材材料稱為為無機(jī)結(jié)結(jié)合料穩(wěn)穩(wěn)定材料料。以此此修筑的的路面稱稱為無機(jī)機(jī)結(jié)合料料穩(wěn)定路路面。特點(diǎn)：無機(jī)結(jié)合料料穩(wěn)定路路面具有有穩(wěn)定性性好、抗抗凍性能能好、結(jié)結(jié)構(gòu)本身身自成板板體等特特點(diǎn)，但但其耐磨磨性差。因因此廣泛泛用于修修筑路面面結(jié)構(gòu)的的基層和和底基層層。 （1）具有一定的抗拉強(qiáng)度，且各種材料的抗拉強(qiáng)度有明顯的不同。（2）環(huán)境溫度對(duì)半剛性

2、材料強(qiáng)度有很大的影響； （3）強(qiáng)度度和剛度度都隨齡齡期增長長； （4）剛度度較柔性性路面大大，但比比剛性路路面小； （5）承載載能力和和分布荷荷載能力力大于柔柔性路面面； （6）容許許彎沉小小于柔性性路面； （7）容易易產(chǎn)生收收縮裂縫縫。土種類：粉碎的或原原來松散散的土按按照土中中單個(gè)顆顆粒(指碎石石、礫石石和砂顆顆粒)的粒徑徑的大小小和組成成，將土土分成細(xì)細(xì)粒土、中中粒土和和粗粒土土。細(xì)粒土：顆顆粒的最最大粒徑徑小于110mmm，且其其中大于于2mmm的顆粒粒不少于于90%。中粒土：顆顆粒的最最大粒徑徑小于330mmm，且其其中大于于20mmm的顆顆粒不少少于855%。粗粒土：顆顆粒的最最大

3、粒徑徑小于550mmm，且其其中大于于40mmm的顆顆粒不少少于855%。無機(jī)結(jié)合料料穩(wěn)定材材料種類類：不同的土與與無機(jī)結(jié)結(jié)合料拌拌和得到到不同的的穩(wěn)定材材料。例例石灰土土、水泥泥土、水水泥砂礫礫、石灰灰粉煤灰灰碎石等等。無機(jī)結(jié)合料料穩(wěn)定材材料種類類較多，其其物理、力力學(xué)性質(zhì)質(zhì)各有特特點(diǎn)，應(yīng)應(yīng)根據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)要求求，摻加加劑和原原材料的的供應(yīng)情情況及施施工條件件，進(jìn)行行綜合技技術(shù)、經(jīng)經(jīng)濟(jì)比較較后確定定。使用場合：由于無無機(jī)結(jié)合合料穩(wěn)定定材料其其剛度介介于粒料料和水泥泥混凝土土之間，常常稱此為為半剛性性材料，以以此修筑筑的基層層或底基基層亦稱稱為半剛剛性基層層。2 無機(jī)機(jī)結(jié)合料料穩(wěn)定材材料的特特性無機(jī)

4、結(jié)合料料穩(wěn)定材材料的力力學(xué)特征征包括應(yīng)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)關(guān)系、疲疲勞特性性、收縮縮特性、溫溫縮特性性。21無機(jī)機(jī)結(jié)合料料穩(wěn)定材材料的應(yīng)應(yīng)力-應(yīng)變特特征設(shè)計(jì)齡期無機(jī)結(jié)合料料穩(wěn)定路路面的重重要特點(diǎn)點(diǎn)之一是是強(qiáng)度和和模量隨隨齡期的的增長而而不斷增增長，逐逐漸具有有一定的的剛性性性質(zhì)。一一般規(guī)定定水泥穩(wěn)穩(wěn)定類材材料設(shè)計(jì)計(jì)齡期為為三個(gè)月月，石灰灰或二灰灰穩(wěn)定類類材料設(shè)設(shè)計(jì)齡期期六個(gè)月月。試驗(yàn)方法：半剛性材料料應(yīng)力-應(yīng)變特特征試驗(yàn)驗(yàn)方法有有頂面法法、粘貼貼法，夾夾具法和和承載板板法等。頂面法：直直接在試試件頂面面用千分分表測量量回彈變變形；粘貼法：在在柱體壁壁上兩端端各1/6高度度處粘貼貼支架，用用千分表表測量

5、中中間2/3柱體體的回彈彈變形；夾具法：在在柱體壁壁上兩端端各1/6高度度處套一一箍，在在箍上伸伸出支架架，用千千分表測測量中間間2/33柱體的的回彈變變形；承載板法：用小承承載板在在試件中中間模擬擬野外測測定方法法。 試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果表表明：頂頂面法較較合理。試件有圓柱柱體試件件和梁式式試件。試驗(yàn)內(nèi)容有有抗壓強(qiáng)強(qiáng)度、抗抗壓回彈彈模量、劈劈裂強(qiáng)度度和劈裂裂模量、抗抗彎拉強(qiáng)強(qiáng)度和抗抗彎拉模模量。圓柱體試件件：抗壓壓、劈裂裂試驗(yàn); 梁式式試件：抗彎拉拉試驗(yàn)【1】細(xì)粒粒土（最最大粒徑徑不大于于10mmm）： 試模模直徑*高=500*500mm【2】中粒粒土（最最大粒徑徑不大于于25mmm）： 試模模直徑*

6、高=1000*1100mmm【3】粗粒粒土（最最大粒徑徑不大于于40mmm）： 試模模直徑*高=1550*1150mmm表9梁式式試件名稱礦料最大粒粒徑(mmm)試件尺寸(cm)大梁2535515*155*555中梁1525510*100*400小梁水泥或或水泥石石灰土石灰粉粉煤灰土土;對(duì)穩(wěn)定粒料料土，三三類半剛剛性材料料的干縮縮量的大大小次序序?yàn)椋菏曳€(wěn)定類類水泥穩(wěn)穩(wěn)定類石灰粉粉煤灰穩(wěn)穩(wěn)定類;例如二二灰(石灰+粉煤灰灰)：碎石石=155:5(重量比比)與二灰灰(石灰+粉煤灰灰)：碎石石=200：80時(shí)，7天齡期期的最大大干縮應(yīng)應(yīng)變和平平均干縮縮系數(shù)為為2333、和6、。2半剛剛性材料料的溫度

7、度收縮特特性定義：半剛性材料料是由固固相(組成其其空間骨骨架的原原材料的的顆粒和和其間的的膠結(jié)構(gòu)構(gòu))、液相相(存在于于固相表表面與空空隙中的的水和水水溶液)和氣相相(存在于于空隙中中的氣體體)組成。半剛性材料料的外觀觀脹縮性性是三相相在降溫溫過程中中相互作作用，使使半剛性性材料產(chǎn)產(chǎn)生體積積收縮，即即為溫度度收縮。概念：溫度應(yīng)應(yīng)變(t)是溫度度變化引引起的試試件單位位長度的的變化量量()；平均溫度收收縮系數(shù)數(shù)t是某溫溫度時(shí)，試試件的溫溫度應(yīng)變變與試件件的溫度度變化之之比(/)一般氣相大大部分與與大氣貫貫通，在在綜合效效應(yīng)中影影響較小小，可以以忽略，原原材料中中砂粒以以上顆粒粒的溫度度收縮系系數(shù)較

8、小小；粉粒粒以下的的顆粒溫溫度收縮縮性較大大。影響因素：【1】封閉閉狀態(tài)下下的溫縮縮試驗(yàn)封閉狀態(tài)：保持含含水量不不變。試驗(yàn)狀態(tài)：飽水；最佳含含水量；半風(fēng)干干狀態(tài)（1/2最佳含水量）；風(fēng)干狀態(tài)（1/5最佳含水量）。結(jié)論：（1）對(duì)烘烘干的試試件，溫溫度收縮縮系數(shù)隨隨齡期的的增大而而增大，初初期較大大，后期期較慢，但但各種材材料差別別不大。 （22）含水水量對(duì)溫溫度收縮縮系數(shù)影影響極大大，飽水水；風(fēng)干干狀態(tài)最最小，約約在最佳佳含水量量最大。 （33）溫度度收縮的的不利狀狀態(tài)是：接近最最佳含水水量和00-100溫度區(qū)區(qū)間。【2】自由由狀態(tài)下下的溫縮縮試驗(yàn)說明隨著粒粒料含量量的增加加干縮+溫度收收縮系數(shù)

9、數(shù)減少。【4】評(píng)價(jià)價(jià)方法抗裂系數(shù)表表征半剛剛性材料料對(duì)于溫溫度或濕濕度變化化時(shí)不致致開裂的的承受能能力。對(duì)于溫縮抗抗裂：二灰砂礫石灰粉粉煤灰灰土砂砂礫水泥砂砂粒石灰土土對(duì)于干縮抗抗裂： 石石灰粉煤煤灰二灰砂砂礫水泥砂砂粒灰土砂砂礫石灰土土25半剛剛性材料料收縮機(jī)機(jī)理分析析溫度收縮機(jī)機(jī)理半剛性材料料是由固固相（組組成其空空間骨架架結(jié)構(gòu)的的原材料料的顆粒粒和其間間的膠結(jié)結(jié)構(gòu)）、液液相（存存在與固固相表面面與空隙隙中的水水和水溶溶液）和和氣相（存存在與空空隙中的的氣體）組組成。所所以半剛剛性材料料的外觀觀脹縮性性是由其其基本體體的固相相、氣相相和液相相的不同同溫度收收縮性的的綜合效效應(yīng)結(jié)果果。一般氣

10、相與與大氣相相通，在在綜合效效應(yīng)中影影響較小小。半剛剛性材料料的外觀觀脹縮性性是由固固相、液液相脹縮縮和兩者者的綜合合作用組組成。干燥收縮機(jī)機(jī)理干燥收縮時(shí)時(shí)半剛性性材料因因內(nèi)部含含水量變變化而引引起的體體積收縮縮現(xiàn)象。干燥收縮的的基本原原理是由由于水分分蒸發(fā)而而發(fā)生的的“毛細(xì)管管張力作作用”、“吸附水水及分子子間力作作用”，“礦物晶晶體或膠膠凝體的的層間水水作用”；“炭化脫脫水作用用”而引起起的整體體的宏觀觀體積的的變化。三半剛性性路面面面層1概述半剛性性路面是是介于柔柔性路面面與剛性性路面之之間的特特殊路面面形式，它它最早出出現(xiàn)于法法國。早早在19954年年，法國國就研制制成功了了“灌水泥泥

11、漿開級(jí)級(jí)配瀝青青混凝土土路面施施工法”(Saalaiiaciim PPaoeemennt)，并并在科涅涅克(CCognnac)機(jī)場跑跑道上作作為耐熱熱用的道道面進(jìn)行行了的試試驗(yàn)鋪裝裝。七十十年代初初，英國國、美國國，蘇前前聯(lián)等國國，也相相繼對(duì)這這一課題題進(jìn)行了了研究。英英國是在在攤鋪后后的開級(jí)級(jí)配瀝青青碎石路路面空隙隙中灌入入樹脂水泥灰灰漿。前前蘇聯(lián)則則把水泥泥砂漿作作為第二二結(jié)合料料加入瀝瀝青混凝凝土中進(jìn)進(jìn)行了拌拌和壓實(shí)實(shí)，結(jié)果果證明能能提高這這種材料料的溫度度穩(wěn)定性性。科威威特的HH.R.Guiirguuis的的研究表表明，用用水泥和和置后的的集料鋪鋪筑的瀝瀝青路面面的強(qiáng)度度和穩(wěn)定定性大大

12、大提高，路路面泛油油和抗水水性能也也有相當(dāng)當(dāng)大的改改善。美美國切夫夫隆研究究公司的的R.JJ.SCCHMIIDT和和 L.E.SSANTTUCCCI為提提高乳化化瀝青的的早期強(qiáng)強(qiáng)度，在在混合料料中加入入1.33%的波波特蘭水水泥，結(jié)結(jié)果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，在空空氣中養(yǎng)養(yǎng)生一天天后，材材料的回回彈模量量比未加加水泥的的增加了了大約五五倍，養(yǎng)養(yǎng)生600天后，回回彈模量量仍比未未加水泥泥的度件件提高兩兩倍。但但摻加水水泥后材材料的疲疲勞性能能有所降降低。RRWHeaad對(duì)冷冷拌瀝青青混凝土土的研究究表明，當(dāng)當(dāng)加入11%的水水泥時(shí)，混混合料的的馬歇爾爾穩(wěn)定度度能提高高25-330倍。半剛性路面面于19961年年傳

13、至日日本，次次年2月由日日本道路路公團(tuán)在在箱根新新道上的的立交樞樞紐部分分鋪筑了了一千平平方米的的試驗(yàn)性性路面。此此后，這這種路面面結(jié)構(gòu)在在日本逐逐漸被采采用，并并在19978年年作為一一種特殊殊的施工工方法正正式列入入瀝青青路面施施工規(guī)范范。八八十年代代以來，在在大孔隙隙率的開開級(jí)配瀝瀝青混凝凝土中灌灌注水泥泥(砂)漿的半半剛性路路面在日日本有了了廣泛的的應(yīng)用與與發(fā)展，每每年的施施工面積積已超過過二十萬萬平方米米，各大大道路公公司和研研究所對(duì)對(duì)半剛性性路面都都進(jìn)行了了試驗(yàn)研研究，提提出了這這種特殊殊路面材材料的力力學(xué)性能能與路面面結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算算方法的的研究論論文，證證實(shí)了該該種材料料提高了

14、了瀝青混混合料的的高溫穩(wěn)穩(wěn)定性、低低溫抗裂裂性，尤尤其是對(duì)對(duì)抵抗永永久性變變形有較較大程度度的改善善。特別別適用于于公共汽汽車站、停停車場，收收費(fèi)站等等車轍現(xiàn)現(xiàn)象比較較嚴(yán)重的的場所。2施工由于半半剛性路路面是由由水泥砂砂漿和乳乳化瀝青青(渣油)兩種結(jié)結(jié)合料組組成的新新型路面面結(jié)構(gòu)，因因而在施施工技術(shù)術(shù)上與熱熱拌瀝青青混凝土土和乳化化瀝青混混凝土具具有不同同的特點(diǎn)點(diǎn)，有著著不同的的特殊要要求，必必須根據(jù)據(jù)這種新新型路面面材料的的特性，掌掌握其施施工規(guī)律律和方法法，才能能保證施施工質(zhì)量量，取得得預(yù)期效效果。在在施工中中應(yīng)注意意以下事事項(xiàng)：2拌和和 半半剛性路路面材料料有三道道拌和工工序，其其順序是

15、是水泥砂砂漿的拌拌制，水水泥砂漿漿與礦料料的拌和和，以及及水泥砂砂漿、乳乳化瀝青青(渣油)混合料料的拌和和。在這這三次拌拌和中，水水泥砂漿漿也可以以用人工工拌和，便便必須保保證質(zhì)量量要求。而而最后一一道拌和和，則應(yīng)應(yīng)選用強(qiáng)強(qiáng)制式拌拌和機(jī)，因因一般的的自落式式拌和機(jī)機(jī)拌和能能力差，出出料慢。細(xì)細(xì)料容易易聚團(tuán)或或粘附在在簡壁上上，使得得混合料料的質(zhì)量量不均勻勻。混合料料的拌和和應(yīng)在乳乳液破乳乳前結(jié)束束，否則則將因乳乳液的破破乳而失失去施工工的和易易性。一一般拌和和時(shí)間在在乳液加加入后不不超過660秒。最最佳拌和和時(shí)間應(yīng)應(yīng)根據(jù)施施工現(xiàn)場場使用的的骨料級(jí)級(jí)配情況況，拌和和機(jī)械性性能，施施工時(shí)的的氣候等

16、等條件通通過試拌拌和確定定。2攤鋪鋪拌制的的水泥砂砂漿、乳乳化渣油油混合料料最好用用攤鋪機(jī)機(jī)攤鋪，條條件不允允許時(shí)，也也可用人人工攤鋪鋪，提人人工攤鋪鋪時(shí)不得得揚(yáng)鍬甩甩料，以以避免混混合料的的離散。整整平時(shí)也也不能過過多地用用刮板攤攤料，防防止瀝青青膜的剝剝落。攤鋪混混合料的的虛方厚厚度，需需通過試試驗(yàn)求出出壓實(shí)系系數(shù)，根根據(jù)骨料料的級(jí)配配情況及及攤鋪方方式的相相同，一一般情況況下壓實(shí)實(shí)系數(shù)為為1215，具體體的數(shù)值值應(yīng)根據(jù)據(jù)現(xiàn)場施施工條件件，并通通過鋪筑筑試驗(yàn)路路段確定定。2碾壓壓當(dāng)混合合料攤鋪鋪整齊后后，可立立即進(jìn)行行初壓，為為防止初初期碾壓壓出現(xiàn)波波浪、推推移現(xiàn)象象，開始始應(yīng)用66噸左右

17、右的輕型型壓路機(jī)機(jī)碾壓11-2遍遍，使混混合料初初步穩(wěn)定定后，再再用輪胎胎壓路機(jī)機(jī)碾壓11-2遍遍，碾壓壓時(shí)應(yīng)勻勻速退進(jìn)進(jìn)，不得得在碾壓壓路段上上制動(dòng)或或啟動(dòng)，以以免混合合料發(fā)生生局部擁擁包和搓搓板開裂裂。當(dāng)碾碾壓時(shí)有有粘輪現(xiàn)現(xiàn)象時(shí)，可可在碾辦辦引適當(dāng)當(dāng)灑水或或涂廢機(jī)機(jī)油。當(dāng)瀝青青(渣油)乳液開開始破乳乳，混合合料由褐褐色轉(zhuǎn)為為黑色時(shí)時(shí)，用壓壓路機(jī)復(fù)復(fù)壓，復(fù)復(fù)壓2-3遍后后停止，待待晾曬一一般時(shí)間間，待水水分蒸發(fā)發(fā)后再壓壓實(shí)。因半剛剛性路面面材料中中含中水水泥砂漿漿，所以以在水泥泥砂漿終終凝前，一一般5-8小時(shí)時(shí)，用壓壓路機(jī)再再復(fù)壓11-2遍遍。2早期期養(yǎng)護(hù)由于乳乳化瀝青青路面的的早期強(qiáng)強(qiáng)度較

18、低低，穩(wěn)定定性差，尤尤其大低低溫或陰陰濕的情情況下表表現(xiàn)得更更為明顯顯，因此此要注意意早期養(yǎng)養(yǎng)護(hù)，一一般應(yīng)斷斷絕交通通2-66小時(shí)，在在不斷絕絕交通時(shí)時(shí)，必須須設(shè)專人人指揮車車輛慢速速通過(不超過過20kkm/hh)，并并嚴(yán)禁獸獸力車和和鐵輪車車在未穩(wěn)穩(wěn)定成型型的路段段上行駛駛，如發(fā)發(fā)現(xiàn)路面面有局部部破壞應(yīng)應(yīng)及時(shí)予予以修補(bǔ)補(bǔ)。為使半半剛性路路面能均均勻地壓壓實(shí)，應(yīng)應(yīng)采用適適當(dāng)?shù)慕唤煌ù胧┦┛刂栖囓囕v的行行駛，讓讓車輛沿沿整個(gè)路路面寬度度分散行行駛，通通過車輛輛荷載的的補(bǔ)充壓壓實(shí)提高高路面的的整體強(qiáng)強(qiáng)度。目前，國國內(nèi)對(duì)半半剛性路路面材料料的研究究還是處處于起步步階段。七七十年代代末期瀝瀝青水泥泥砂漿曾曾被嘗試試作為滲滲漏建筑筑物的內(nèi)內(nèi)粉刷材材料用于于人防工工程中。直直到八十十年代中中期，國國內(nèi)有些些單位將將含高分分子聚合合物的特特種水泥泥砂礫，作作為第二二結(jié)合料料，摻加加到普通通瀝青混混合料中中，使用用拌和法法和灌漿漿法兩種種工藝制制成特殊殊路面材材料進(jìn)行行各種物物理力學(xué)學(xué)試驗(yàn)，對(duì)對(duì)不同溫溫度條件件下的力力學(xué)性質(zhì)質(zhì)進(jìn)行比比較，并并初步探探討了該該種路面面材料的的使用性性能與強(qiáng)強(qiáng)度形成成理論。此此外，湖湖北、四四川等省省