第三章石料、稳定土和工业废渣路面和基层

1、第三章石料、稳定土和工业废渣路面和基层2第一节 块石路面一、块石路面一、块石路面1、概念概念:2、分类：、分类：3、路面结构：路面结构：4、强度构成：、强度构成：5、优缺点：、优缺点：6、材料及施工、材料及施工由块状石料或混凝土预制块手工铺砌而成的路面。 条石、小方石； (整齐块石) 高级 粗琢块石； (半整齐块石) 次高级 拳石、弹街石； (不整齐块石) 中级基底的承载力，石料间的嵌锁、摩擦。 耐重载、坚固耐用、少尘、养护方便、抗滑；手工施工速度慢，耗劳力。3第二节 碎、砾石路面的力学特性一、碎、砾石路面的强度构成1、纯碎石材料： 抗剪强度的构成：2、土石混合料 =c+ tg 按嵌挤原则产生

2、强度；c小、大因剪切时体积膨胀而需要克服的阻力粒料表面的相互滑动摩擦因粒料重新排列而受到的阻力a、不含或含很少细料（嵌挤原则）b、含有足够的细料来填充颗粒间的空隙c、含有大量细料而没有粗颗粒与粗颗粒的 接触，集料仅仅是“浮”在细料之中（密实原则）421KrKE第二节 碎、砾石路面的力学特性二、碎、砾石材料的应力应变特性（非线性性质） 模量决定因素：三、碎、砾石材料的变形积累材料的级配、形状、表面构造、密实度、和含水量等不超过耐久疲劳应力：一定次数变形基本不发展超过耐久疲劳应力：导致破坏5第三节 碎、砾石路面与基层一、概念二、水结碎石路面强度构成：材料要求： 用碎、砾石材料做基本的骨料，以石屑或

3、石渣嵌缝，经碾压后所构成的路面结构。其强度主要依靠石料的嵌挤作用以及填充结合料的粘结作用。 用大小不同的轧制碎石从大到小分层铺筑，经洒水碾压后而形成的一种结构层。由碎石之间的嵌挤作用以及碾压时所产生的石粉浆的粘结作用形成的碎石级，有棱角近于立方体，长条、扁平 10%6第三节 碎、砾石路面与基层二、泥结碎石路面强度构成：材料要求：灌浆法施工： 以碎石作骨料，粘土作填充料和粘结料；经压实修筑而成的路面结构。由碎石之间的嵌挤作用以及粘土的粘结作用碎石级，有棱角近于立方体长条、扁平 20%；粘土的塑性指数以1215为宜；含量不超过混合料总重的15%18%准备工作 (2)摊铺石料 (3)初步碾压灌泥浆

4、(5)撒嵌缝料 (6)碾压7第三节 碎、砾石路面与基层三、泥灰碎石路面强度构成：材料要求：用一定数量的石灰和土作粘结添缝料的碎石路面由碎石之间的嵌挤作用以及石灰浆的粘结作用碎石级，石灰与土的含量 20%总量；石灰为土重的812%8第四节 级配碎石（砾）石路面和基（垫）层一、级配碎、砾石路面与基、垫层的厚度和材料1、概念2、要求二、级配碎、砾石路面与基、垫层的施工 由各种集料和土按最佳级配原则修筑的路面和基层。经压实后能形成密实的结构，强度由摩阻力和粘结力构成具有一定的水稳性和力学强度。h=816cm 当h16cm时分两层铺筑；石料强度级，按级配要求配比；(1)开挖路槽；(2)备料运输；(3)铺

5、料；(4)拌和与整形；(5)碾压；(6)铺封层9第五节 碎(砾)石路面的养护一、磨耗层与保护层1、磨耗层(1)最佳级配见JTJ014-97 公路沥青路面设计规范(2)作用：2、保护层(1)作用：(2)类型： 以小颗粒材料组成最佳级配的混合料，铺筑在中、低级路面上的结构层(h=14cm)保护磨耗层，延长其寿命，保证路面的平整度在磨耗层上用砂土材料铺装的薄层(h1cm)耐磨、提高平整性、延长使用寿命松散性保护层：25mm的砂石材料稳定性保护层：由粘土与砂构成10第五节 碎(砾)石路面的养护二、碎（砾石）路面的养护维修与改善1、磨耗层的修理2、坑槽、车辙的修补3、路面松散和波浪的防治11第六节 无机

6、稳定土路面一、概述1、稳定土：2、常用稳定土：3、技术措施：4、特点：采用一定的技术措施，使土成为具有一定的强度和稳定性的筑路材料称稳定土。石灰土、水泥土、沥青土、二灰（石灰粉煤灰）土等机械方法 (压实）物理方法 (改善水温状况)加入掺加剂（有机结合料、无机结合料、高分子等）技术措施（热加固、电化学） 结构具有一定的板体性和抗拉强度，强度形成受温度影响；强度和刚度随龄期的增长而不断增长，具有一定的刚性。12第六节 稳定土材料的力学特性二、稳定土材料的力学特征1、稳定土材料的应力应变特性 特点：2、稳定土材料的疲劳特性 公式： 疲劳寿命的决定因素：强度与模量随龄期而不断增长，逐渐具有一定的刚性性

7、质，在较宽的范围内应力与应变间基本上呈直线关系/ R=a+blgNf重复应力与极限应力之比f/ s材料的强度与刚度；强度愈大刚度愈小寿命愈长13第六节 稳定土材料的力学特性三、无机结合料稳定材料的干缩特性主要指标：干缩特性的次序： 无机结合料稳定材料经拌和压实后，由于水分挥发和混合料内部的水化作用，混合料的水分会不断减少。由此发生的毛细管作用、吸附作用、分子间力的作用、材料矿物晶体或凝胶体间层间水的作用和碳化收缩作用等引起的体积收缩。石灰稳定类水泥稳定类石灰粉煤灰稳定类干缩应变、干缩系数、干缩量、失水量、失水率和平均干缩系数稳定细粒土稳定粒料土稳定粒料14第六节 稳定土材料的力学特性四、无机结

8、合料稳定材料的温度收缩特性温缩特性的次序： 由于温差产生的收缩。石灰土砂砾石灰粉煤灰水泥砂砾15第七节 石灰稳定类基层(底基层）一、概念一、概念二、石灰稳定土强度形成机理二、石灰稳定土强度形成机理1、离子交换作用、离子交换作用 在粉碎的土和原状松散的土中掺入适量的石灰和水，按照一定技术要求，经拌和，在最佳含水量下摊铺、压实及养生，其强度符合规定要求的路面基层称为石灰稳定土基层。土X+Ca+ 土Ca+X+ 由于离子交换作用原来的钠（钾）土变成钙土，土粒表面所吸附的离子由一价变成二价，减少了土粒表面吸附水膜的厚度，使土粒相互之间更为接近，分子引力随着增加，许多单个土粒聚成小团粒，组成一个稳定结构。

9、16第七节 石灰稳定类基层(底基层）2、碳酸化作用、碳酸化作用3、结晶作用、结晶作用Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2O CaCO3是坚硬的结晶体，具有较高的强度和水稳性，它对土的胶结作用使土的到了加固。由于该反应的长期性，它是石灰土后期强度的主要原因之一。 Ca(OH)2+ nH2O Ca(OH)2nH2O 由于结晶作用， Ca(OH)2由胶体逐渐成为晶体。这种晶体能够相互结合，并与土粒 结合起来形成共晶体，把土粒胶结成整体。17第七节 石灰稳定类基层(底基层）4、火山灰作用、火山灰作用 上述所形成的熟石灰结晶网格和含水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

10、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。xCa(OH)2+Al2O3+(n-1) H2O x CaO Al2O3 nH2OxCa(OH)2+SiO2+(n-1) H2O x CaOSiO2 nH2O18第七节 石灰稳定类基层(底基层）三、三、影响强度的因素及其对材料的要求 内因： 外因： 1、土质 2、灰质土质、灰质、石灰剂量、含水量与密实度时间、温度、湿度、机械压实及行车作用 Ip（塑性指数）=1520为宜；Ip10时不宜用石灰稳定；土易粉碎；易与

11、石灰充分混合；易成型；腐质土10%; 有机酸盐30%40%对于石灰水淬渣：CaO20%石灰质量宜符合级以上 热溶状的铁渣经水骤冷，加速分解成松散的一种材料，一般宜用碱性水淬渣，且水淬 渣不宜长久堆置，否则会自行胶结，品质有所降低。31第八节 其它稳定类基层 煤渣：煤渣： 粉煤灰：粉煤灰： (3) 粗骨料粗骨料粗细搭配，略有级配；含煤量20%。 碎石、碎砖、高炉重矿渣等；细料不宜太多，否则锁结强度不够。 提高早期承载力，增进颗粒间的锁结力。32第八节 其它稳定类基层 3、特性特性 (1)水硬性水硬性： (2)缓凝性：缓凝性： (3)抗裂性好、抗磨性差抗裂性好、抗磨性差 (4)温度影响较大温度影响较大 (5)板体性好板体性好 4、常用工业废渣基层、常用工业废渣基层 (1)石灰煤渣基层石灰煤渣基层(二渣）二渣） 石灰石灰+煤渣煤渣+碎石碎石 (三渣）三渣）工业废渣的主要成分为钙、硅、铝等属硅酸盐一类材料有明显的水硬性形成强度较晚，增长时间较长。 具有水硬性，强度与水稳性比石灰土好。易产生冷缩、干缩