1、2021-10-18 2021-10-182 Engineering of SubgradeEngineering of Subgrade and Pavement and Pavement 2021-10-183 第十二章第十二章 无机结合料稳定路面无机结合料稳定路面 (stabilized pavement of inorganic binder) 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 无机结合料稳定材料的力学特性无机结合料稳定材料的力学特性 第三节第三节 石灰稳定类基层（底基层）石灰稳定类基层（底基层） 第四节第四节 水泥稳定类基层水泥稳定类基层 第五节第五节 工业废渣稳定基层工业废渣稳
2、定基层 第六节第六节 半刚性路面面层半刚性路面面层 2021-10-184 第一节第一节 概述概述 无机结合料稳定路面：在粉碎的或原状松散的土中掺入一无机结合料稳定路面：在粉碎的或原状松散的土中掺入一 定量的无机结合料和水，经拌和得到的混合料在压实与养定量的无机结合料和水，经拌和得到的混合料在压实与养 生后，其抗压强度符合规定要求的材料称为无机结合料稳生后，其抗压强度符合规定要求的材料称为无机结合料稳 定材料，以此修筑的路面称为无机结合料稳定路面。定材料，以此修筑的路面称为无机结合料稳定路面。 特点：稳定性好，抗冻性强，结构本身成板体，但耐磨性特点：稳定性好，抗冻性强，结构本身成板体，但耐磨性
3、 差。广泛用于修筑路面结构的基层和底基层。差。广泛用于修筑路面结构的基层和底基层。 半刚性基层：不同的土和无机结合料拌和得到不同的稳定半刚性基层：不同的土和无机结合料拌和得到不同的稳定 材料，其刚度介于柔性路面材料和刚性路面材料之间，故材料，其刚度介于柔性路面材料和刚性路面材料之间，故 以此修筑的基层或底基层称为半刚性基层。以此修筑的基层或底基层称为半刚性基层。 2021-10-185 12-1 概述概述 在粉碎的或原状松散的土中掺入一在粉碎的或原状松散的土中掺入一 定量的无机结合料定量的无机结合料(包括水泥、石灰或工包括水泥、石灰或工 业废渣等业废渣等)和水，经拌和得到的混合料在和水，经拌和
4、得到的混合料在 压实与养生后，其抗压强度符合规定要压实与养生后，其抗压强度符合规定要 求的材料称为无机结合料稳定材料，以求的材料称为无机结合料稳定材料，以 此修筑的路面称为无机结合料稳定路面。此修筑的路面称为无机结合料稳定路面。 无机结合料稳定路面具有稳定性好、无机结合料稳定路面具有稳定性好、 抗冻性能强、结构本身自成板体等特点，抗冻性能强、结构本身自成板体等特点， 但其耐磨性差，因此广泛用于修筑路面但其耐磨性差，因此广泛用于修筑路面 结构的基层和底基层。结构的基层和底基层。 2021-10-186 2021-10-187 粉碎的或原状松散的土按照土中单个颗粉碎的或原状松散的土按照土中单个颗
5、粒粒(指碎石、砾石、砂和土颗粒指碎石、砾石、砂和土颗粒)的粒径的大小的粒径的大小 和组成，将土分成细粒土、中粒土和粗粒土。和组成，将土分成细粒土、中粒土和粗粒土。 不同的土与无机结合料拌和得到不同的稳定不同的土与无机结合料拌和得到不同的稳定 材料。例如石灰土、水泥土、水泥砂砾、石材料。例如石灰土、水泥土、水泥砂砾、石 灰粉煤灰碎石等。灰粉煤灰碎石等。 无机结合料稳定材料种类较多，其物理、无机结合料稳定材料种类较多，其物理、 力学性质各有特点，使用时应根据结构要求、力学性质各有特点，使用时应根据结构要求、 掺加剂和原材料的供应情况及施工条件进行掺加剂和原材料的供应情况及施工条件进行 综合技术、经
6、济比较后选定。综合技术、经济比较后选定。 由于无机结合料稳定材料的刚度介于柔由于无机结合料稳定材料的刚度介于柔 性路面材料和刚性路面材料之间，常称此为性路面材料和刚性路面材料之间，常称此为 半刚性材料，以此修筑的基层或底基层亦称半刚性材料，以此修筑的基层或底基层亦称 为半刚性基层（底基层）。为半刚性基层（底基层）。 2021-10-188 第二节第二节 无机结合料稳定材料的无机结合料稳定材料的 力学特性力学特性 无机结合料稳定材料的材料的应力无机结合料稳定材料的材料的应力应变特性应变特性 无机结合料稳定材料的疲劳特性无机结合料稳定材料的疲劳特性 无机结合料稳定材料的干缩特性和收缩特性无机结合料
7、稳定材料的干缩特性和收缩特性 2021-10-189 12-2 无机结合料稳定材料的力学特性无机结合料稳定材料的力学特性 无机结合料稳定材料的力学特性包括应力无机结合料稳定材料的力学特性包括应力-应变应变 关系、疲劳特性、收缩（温缩和干缩）特性。关系、疲劳特性、收缩（温缩和干缩）特性。 1无机结合料稳定材料的应力无机结合料稳定材料的应力-应变特性。应变特性。 无机结合料稳定路面的重要特点之一是强度和无机结合料稳定路面的重要特点之一是强度和 模量随龄期的增长而不断增长，逐渐具有一定的刚性模量随龄期的增长而不断增长，逐渐具有一定的刚性 性质。一般规定水泥稳定类材料设计龄期为三个月，性质。一般规定水
8、泥稳定类材料设计龄期为三个月， 石灰或石灰粉煤灰（简称二灰）稳定类材料设计龄期石灰或石灰粉煤灰（简称二灰）稳定类材料设计龄期 为六个月。为六个月。 半刚性材料应力半刚性材料应力-应变特性试验方法有顶面法、应变特性试验方法有顶面法、 粘贴法、夹具法和承载板法等。试件有圆柱体试件和粘贴法、夹具法和承载板法等。试件有圆柱体试件和 梁式梁式(分大、中、小梁分大、中、小梁)试件。试验内容有抗压强度、试件。试验内容有抗压强度、 抗压回弹模量、劈裂强度和劈裂模量、抗弯拉强度和抗压回弹模量、劈裂强度和劈裂模量、抗弯拉强度和 抗弯拉模量等。抗弯拉模量等。 2021-10-1810 12-2 无机结合料稳定材料的
9、力学特性无机结合料稳定材料的力学特性 2 无机结合料稳定材料的疲劳特性无机结合料稳定材料的疲劳特性 材料的抗压强度是材料组成设计的主材料的抗压强度是材料组成设计的主 要依据，由于无机结合料稳定材料的抗拉强要依据，由于无机结合料稳定材料的抗拉强 度远小于其抗压强度，材料的抗拉强度是路度远小于其抗压强度，材料的抗拉强度是路 面结构设计的控制指标。面结构设计的控制指标。 抗拉强度试验方法有直接抗拉试验、抗拉强度试验方法有直接抗拉试验、 间接抗拉试验和弯拉试验。常用的疲劳试验间接抗拉试验和弯拉试验。常用的疲劳试验 有弯拉疲劳试验和劈裂疲劳试验。有弯拉疲劳试验和劈裂疲劳试验。 2021-10-1811
10、12-2 无机结合料稳定材料的力学特性无机结合料稳定材料的力学特性 3无机结合料稳定材料的干缩特性无机结合料稳定材料的干缩特性 无机结合料稳定材料经拌和压实后，由于水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、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会引起无机结合料稳水的作用和碳化收缩作用等会引起无机结合料稳 定材料体积收缩。定材料体积收缩。 描述材料干缩
11、特性的指标主要有干缩应变、描述材料干缩特性的指标主要有干缩应变、 干缩系数、干缩量、失水量、失水率和平均干缩干缩系数、干缩量、失水量、失水率和平均干缩 系数。系数。 2021-10-1812 12-2 无机结合料稳定材料的力学特性无机结合料稳定材料的力学特性 4半刚性材料的温度收缩特性半刚性材料的温度收缩特性 半刚性材料是由固相半刚性材料是由固相(组成其空间骨架的原材料的颗组成其空间骨架的原材料的颗 粒和其间的胶结物粒和其间的胶结物)、液相、液相(存在于固相表面与空隙中的水存在于固相表面与空隙中的水 和水溶液和水溶液)和气相和气相(存在于空隙中的气体存在于空隙中的气体)组成。所以，半刚组成。所
12、以，半刚 性材料的外观胀缩性是三相的不同的温度收缩性的综合效性材料的外观胀缩性是三相的不同的温度收缩性的综合效 应的结果。一般气相大部分与大气贯通，在综合效应中影应的结果。一般气相大部分与大气贯通，在综合效应中影 响较小，可以忽略，原材料中砂粒以上颗粒的温度收缩系响较小，可以忽略，原材料中砂粒以上颗粒的温度收缩系 数较小，粉粒以下的颗粒温度收缩性较大。数较小，粉粒以下的颗粒温度收缩性较大。 半刚性材料温度收缩的大小与结合料类型和剂量、被半刚性材料温度收缩的大小与结合料类型和剂量、被 稳定材料的类别、粒料含量、龄期等有关。稳定材料的类别、粒料含量、龄期等有关。 2021-10-1813 12-3
13、 石灰稳定类基层（底基层） 在粉碎的土和原状松散的土在粉碎的土和原状松散的土(包括各种粗、中、细粒土包括各种粗、中、细粒土) 中、掺入适量的石灰和水，按照一定技术要求，经拌和，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，其抗压强度符合规定在最佳含水量下摊铺、压实及养生，其抗压强度符合规定 要求的路面基层称为石灰稳定类基层。用石灰稳定细粒土要求的路面基层称为石灰稳定类基层。用石灰稳定细粒土 得到的混合料简称石灰土，所做成的基层称石灰土基层得到的混合料简称石灰土，所做成的基层称石灰土基层 （底基层）。（底基层）。 石灰剂量是石灰质量占全部土颗粒的干质量的百分
14、率，石灰剂量是石灰质量占全部土颗粒的干质量的百分率， 即石灰剂量石灰质量干土质量。即石灰剂量石灰质量干土质量。 石灰稳定类材料适用于各级公路路面的底基层，可用石灰稳定类材料适用于各级公路路面的底基层，可用 作二级和二级以下公路的基层，但石灰土不应用作高等级作二级和二级以下公路的基层，但石灰土不应用作高等级 公路的基层。公路的基层。 2021-10-1814 12-3 石灰稳定类基层（底基层）石灰稳定类基层（底基层） 1石灰稳定土强度形成原理石灰稳定土强度形成原理 在土中掺入适量的石灰，并在最佳含水在土中掺入适量的石灰，并在最佳含水 量下拌匀压实，使石灰与土发生一系列的物量下拌匀压实，使石灰与土
15、发生一系列的物 理、化学作用，从而使土的性质发生根本的理、化学作用，从而使土的性质发生根本的 变化。一般分四个方面，第一是离子交换作变化。一般分四个方面，第一是离子交换作 用，第二是结晶硬化作用，第三是火山灰作用，第二是结晶硬化作用，第三是火山灰作 用，第四是碳酸化作用用，第四是碳酸化作用 2021-10-1815 12-3 石灰稳定类基层（底基层）石灰稳定类基层（底基层） 2影响强度的因素影响强度的因素 1)土质土质 各种成因的土都可以用石灰来稳定，但生产实践说明，粘性土较各种成因的土都可以用石灰来稳定，但生产实践说明，粘性土较 好，其稳定的效果显著，强度也高。当采用高液限粘土时施工不易粉好
16、，其稳定的效果显著，强度也高。当采用高液限粘土时施工不易粉 碎；采用粉性土的石灰土早期强度较低，但后期强度也可满足行车要碎；采用粉性土的石灰土早期强度较低，但后期强度也可满足行车要 求；采用低液限土质时易拌和，但难以碾压成型，稳定的效果不显著。求；采用低液限土质时易拌和，但难以碾压成型，稳定的效果不显著。 采用的土质，既要考虑其强度，还要考虑到施工时易于粉碎便于碾压采用的土质，既要考虑其强度，还要考虑到施工时易于粉碎便于碾压 成型。一般采用塑性指数成型。一般采用塑性指数1218(100g平衡锥测液限，搓条法测塑限平衡锥测液限，搓条法测塑限) 的粘性土为好。塑性指数偏大的粘性土，要加强粉碎，粉碎
17、后，土中的粘性土为好。塑性指数偏大的粘性土，要加强粉碎，粉碎后，土中 1525mm的土块不宜超过的土块不宜超过5%。经验证明塑性指数小于。经验证明塑性指数小于12的土不宜的土不宜 用石灰稳定。对于硫酸盐类含量超过用石灰稳定。对于硫酸盐类含量超过0.8%或腐殖质含量超过或腐殖质含量超过10%的土，的土， 对强度有显著影响，不宜直接采用。对强度有显著影响，不宜直接采用。 2021-10-1816 12-3 石灰稳定类基层（底基层）石灰稳定类基层（底基层） 2)灰质灰质 石灰应是消石灰粉或生石灰粉，对高速公路石灰应是消石灰粉或生石灰粉，对高速公路 或一级公路宜用磨细生石灰粉。或一级公路宜用磨细生石灰
18、粉。 石灰质量应符合石灰质量应符合III级以上的技术指标，并要尽量级以上的技术指标，并要尽量 缩短石灰的存放时间。在同等石灰剂量下，质量缩短石灰的存放时间。在同等石灰剂量下，质量 好的石灰，稳定效果好。如采用质量差的石灰，好的石灰，稳定效果好。如采用质量差的石灰， 为了满足石灰土的技术要求，就得适当增加石灰为了满足石灰土的技术要求，就得适当增加石灰 剂量。剂量。 2021-10-1817 12-3 石灰稳定类基层（底基层）石灰稳定类基层（底基层） 3)石灰剂量石灰剂量 石灰剂量对石灰土强度影响显著，石灰剂量石灰剂量对石灰土强度影响显著，石灰剂量 较低较低(小于小于34)时，石灰主要起稳定作用，
19、土时，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。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，对于粘性土及生产实践中常用的最佳剂量范围，对于粘性土及 粉性土为粉性土为814；对砂性土则为；对砂性土则为916。剂量。剂量 的确定应根据结构层技术要求进行混合料组成设的确定应根据结构层技术要求进行混合料组成设 计。计。 2021-10-1818 12-3 石灰稳定类基层（底基层）
20、石灰稳定类基层（底基层） 4)含水量含水量 水是石灰土的重要组成部分。它促使水是石灰土的重要组成部分。它促使 石灰土发生物理化学变化，形成强度；便于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。土的粉碎、拌和与压实，并且有利于养生。 不同土质的石灰土有不同的最佳含水量。需不同土质的石灰土有不同的最佳含水量。需 通过标准击实试验确定，并用以控制施工中通过标准击实试验确定，并用以控制施工中 的实际加水量，所用水应是干净可供饮用的的实际加水量，所用水应是干净可供饮用的 水。水。 2021-10-1819 12-3 石灰稳定类基层（底基层）石灰稳定类基层（底基层） 5)
21、密实度密实度 石灰土的强度随密实度的增加而增长。石灰土的强度随密实度的增加而增长。 实践证明，石灰土的密实度每增减实践证明，石灰土的密实度每增减1%，强，强 度约增减度约增减4%左右。而密实的石灰土，其抗左右。而密实的石灰土，其抗 冻性、水稳定性也好，缩裂现象也少。冻性、水稳定性也好，缩裂现象也少。 2021-10-1820 12-3 石灰稳定类基层（底基层）石灰稳定类基层（底基层） 6)石灰土的龄期石灰土的龄期 石灰土强度具有随龄期增长的特点。一般石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，前期灰土初期强度低，前期(12个月个月)增长速率较后增长速率较后 期为快。石灰土强度与龄
22、期关系可表示为：期为快。石灰土强度与龄期关系可表示为： Rt=Rit （12-2） 式中：式中：Ri一个月龄期抗压强度一个月龄期抗压强度 Rtt个月龄期抗压强度个月龄期抗压强度 系数，约为系数，约为0.10.5。 2021-10-1821 12-3 石灰稳定类基层（底基层）石灰稳定类基层（底基层） 7)养生条件养生条件 养生条件主要指温度与湿度。养生条件不同，其强度养生条件主要指温度与湿度。养生条件不同，其强度 也有差异。当温度高时，物理化学反应、硬化、强度增长也有差异。当温度高时，物理化学反应、硬化、强度增长 快，反之强度增长慢，在负温条件下甚至不增长，因此，快，反之强度增长慢，在负温条件下
23、甚至不增长，因此， 要求施工期的最低温度应在要求施工期的最低温度应在5以上，并在第一次重冰冻以上，并在第一次重冰冻(- 35)到来之前到来之前1个月个月1个半月完成。个半月完成。 多年的施工经验证明，热季施工的灰土强度高，质量多年的施工经验证明，热季施工的灰土强度高，质量 可以保证，一般在使用中很少损坏。可以保证，一般在使用中很少损坏。 养生的湿度条件对石灰土的强度也有很大影响。实践养生的湿度条件对石灰土的强度也有很大影响。实践 证明：在一定潮湿条件下养生强度的形成比在一般空气中证明：在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。养生要好。 2021-10-1822 12-3 石灰稳
24、定类基层（底基层）石灰稳定类基层（底基层） 3石灰土基层的应用石灰土基层的应用 石灰稳定土不但具有较高的抗压强度，而且石灰稳定土不但具有较高的抗压强度，而且 也具有一定的抗弯强度，且强度随龄期逐渐增加。也具有一定的抗弯强度，且强度随龄期逐渐增加。 因此，石灰稳定土一般可以用于各类路面的基层因此，石灰稳定土一般可以用于各类路面的基层 或底基层。但石灰稳定土因其水稳定性较差不应或底基层。但石灰稳定土因其水稳定性较差不应 做高速公路或一级公路的基层，必要时可以用作做高速公路或一级公路的基层，必要时可以用作 底基层。在冰冻地区的潮湿路段以及其他地区的底基层。在冰冻地区的潮湿路段以及其他地区的 过分潮湿
25、路段，也不宜采用石灰土做基层。过分潮湿路段，也不宜采用石灰土做基层。 2021-10-1823 12-3 石灰稳定类基层（底基层）石灰稳定类基层（底基层） 4石灰稳定土基层缩裂防治石灰稳定土基层缩裂防治 石灰稳定土基层防治缩裂的措施有：石灰稳定土基层防治缩裂的措施有： 1)控制压实含水量：石灰稳定土因含水量过多产生的控制压实含水量：石灰稳定土因含水量过多产生的 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。含水量，其含水量应略小于最佳含水量。 2)严格控制压实标准，实践证明，压实度小时产生的严格控制压实标准，实
26、践证明，压实度小时产生的 干缩要比压实度大时严重，因此，应尽可能达到最大干缩要比压实度大时严重，因此，应尽可能达到最大 压实度。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 且温度在且温度在0-10时。因此施工要在当地气温进入时。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。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灰稳定土成型初期，因此，干缩的最不利情况是石灰稳定土成型初期，因此， 要重视初期养护。保证石灰土表面处于潮湿状况，禁要重视初期养护。保证石灰土表面处于潮湿状况，禁 防干晒。防
27、干晒。 2021-10-1824 12-3 石灰稳定类基层（底基层）石灰稳定类基层（底基层） 5)石灰稳定土施工结束后要及早铺筑面层，使石灰土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。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在石灰稳定土中掺加集料(砂砾、碎石等砂砾、碎石等)，使其集，使其集 料含量为料含量为6070%，使混合料满足最佳组成要求，不，使混合料满足最佳组成要求，不 但提高强度和稳定性，而且具有较好的抗裂性。但提高强度和稳定性，而且具有较好的抗裂性。 7)基层的缩裂会反射到面层，为了防止基层裂缝的反基层的缩裂会反
28、射到面层，为了防止基层裂缝的反 射，国内外常采取以下措施：射，国内外常采取以下措施： (1)设置联结层。设置沥青碎石或沥青贯入式联结层，设置联结层。设置沥青碎石或沥青贯入式联结层， 是防止反射裂缝的有效措施。是防止反射裂缝的有效措施。 (2)铺筑碎石隔离过渡层。在石灰土与沥青面层间铺铺筑碎石隔离过渡层。在石灰土与沥青面层间铺 筑厚筑厚1020cm的碎石层或玻璃纤维网格，可减轻反的碎石层或玻璃纤维网格，可减轻反 射裂缝出现。射裂缝出现。 2021-10-1825 12-4 水泥稳定类基层水泥稳定类基层 1概述概述 在粉碎的或原状松散的土在粉碎的或原状松散的土(包括各种粗、中、包括各种粗、中、 细
29、粒土细粒土)中，掺入适当水泥和水，按照技术要求，中，掺入适当水泥和水，按照技术要求， 经拌和摊铺，在最佳含水量时压实及养护成型，经拌和摊铺，在最佳含水量时压实及养护成型， 其抗压强度符合规定要求，以此修建的路面基层其抗压强度符合规定要求，以此修建的路面基层 称水泥稳定类基层。当用水泥稳定细粒土称水泥稳定类基层。当用水泥稳定细粒土(砂性土、砂性土、 粉性土或粘性土粉性土或粘性土)时，简称水泥土。时，简称水泥土。 2021-10-1826 12-4 水泥稳定类基层水泥稳定类基层 水泥是水硬性结合料，绝大多数的土类水泥是水硬性结合料，绝大多数的土类(高塑性粘土和高塑性粘土和 有机质较多的土除外有机质
30、较多的土除外)都可以用水泥来稳定，改善其物理力都可以用水泥来稳定，改善其物理力 学性质，适应各种不同的气候条件与水文地质条件。水泥学性质，适应各种不同的气候条件与水文地质条件。水泥 稳定类基层具有良好的整体性、足够的力学强度、抗水性稳定类基层具有良好的整体性、足够的力学强度、抗水性 和耐冻性。其初期强度较高，且随龄期增长而增长，所以和耐冻性。其初期强度较高，且随龄期增长而增长，所以 应用范围很广。近年来，在我国一些路面工程中，水泥稳应用范围很广。近年来，在我国一些路面工程中，水泥稳 定土可用于路面结构的基层和底基层，在保证路面使用品定土可用于路面结构的基层和底基层，在保证路面使用品 质上取得了
31、满意的效果。但水泥土禁止作为高速公路或一质上取得了满意的效果。但水泥土禁止作为高速公路或一 级公路路面的基层，只能用做底基层。在高等级公路的水级公路路面的基层，只能用做底基层。在高等级公路的水 泥混凝土路面板下，水泥土也不应做基层。泥混凝土路面板下，水泥土也不应做基层。 2021-10-1827 12-4 水泥稳定类基层水泥稳定类基层 2强度形成原理强度形成原理 在利用水泥来稳定土的过程中，水泥、土和水之间发生了多种非在利用水泥来稳定土的过程中，水泥、土和水之间发生了多种非 常复杂的作用，从而使土的性能发生了明显的变化。这些作用可以分常复杂的作用，从而使土的性能发生了明显的变化。这些作用可以分
32、 为：为： 化学作用：如水泥颗粒的水化、硬化作用，有机物的聚合作用，以及化学作用：如水泥颗粒的水化、硬化作用，有机物的聚合作用，以及 水泥水化产物越粘土矿物之间的化学作用等等。水泥水化产物越粘土矿物之间的化学作用等等。 物理化学作用：如粘土颗粒与水泥及水泥水化产物之间的吸附作用，物理化学作用：如粘土颗粒与水泥及水泥水化产物之间的吸附作用， 微粒的凝聚作用，水及水化产物的扩散、渗透作用，水化产物的溶解、微粒的凝聚作用，水及水化产物的扩散、渗透作用，水化产物的溶解、 结晶作用等等。结晶作用等等。 物理作用：如土块的机械粉碎作用，混合料的拌和、压实作用等等。物理作用：如土块的机械粉碎作用，混合料的拌
33、和、压实作用等等。 2021-10-1828 12-4 水泥稳定类基层水泥稳定类基层 3影响强度的因素影响强度的因素 1)土质土质 土的类别和性质是影响水泥稳定土强度土的类别和性质是影响水泥稳定土强度 的重要因素，各类砂砾土、砂土、粉土和粘的重要因素，各类砂砾土、砂土、粉土和粘 土均可用水泥稳定，但稳定效果不同。试验土均可用水泥稳定，但稳定效果不同。试验 和生产实践证明，用水泥稳定级配良好的碎和生产实践证明，用水泥稳定级配良好的碎 (砾砾)石和砂砾，效果最好，不但强度高，而且石和砂砾，效果最好，不但强度高，而且 水泥用量少；其次是砂性土；再次之是粉性水泥用量少；其次是砂性土；再次之是粉性 土和
34、粘性土。重粘土难于粉碎和拌和，不宜土和粘性土。重粘土难于粉碎和拌和，不宜 单独用水泥来稳定，因此，一般要求土的塑单独用水泥来稳定，因此，一般要求土的塑 性指数不大于性指数不大于17。 2021-10-1829 12-4 水泥稳定类基层水泥稳定类基层 2)水泥的成分和剂量水泥的成分和剂量 各种类型的水泥都可以用于稳定土。但试验研究证明，各种类型的水泥都可以用于稳定土。但试验研究证明， 水泥的矿物成分和分散度对其稳定效果有明显影响。对于水泥的矿物成分和分散度对其稳定效果有明显影响。对于 同一种土，通常情况下硅酸盐水泥的稳定效果好，而铝酸同一种土，通常情况下硅酸盐水泥的稳定效果好，而铝酸 盐水泥较差
35、。盐水泥较差。 在水泥硬化条件相似，矿物成分相同时，随着水泥分散度在水泥硬化条件相似，矿物成分相同时，随着水泥分散度 的增加，其活性程度和硬化能力也有所增大，从而水泥土的增加，其活性程度和硬化能力也有所增大，从而水泥土 的强度也大大提高。的强度也大大提高。 水泥土的强度随水泥剂量的增加而增长，但过多的水水泥土的强度随水泥剂量的增加而增长，但过多的水 泥用量，虽获得强度的增加，在经济上却不一定合理，在泥用量，虽获得强度的增加，在经济上却不一定合理，在 效果上也不一定显著，且容易开裂。试验和研究证明，水效果上也不一定显著，且容易开裂。试验和研究证明，水 泥剂量为泥剂量为48较为合理。较为合理。 2
36、021-10-1830 12-4 水泥稳定类基层水泥稳定类基层 3)含水量含水量 含水量对水泥稳定土强度影响很大，当含水量不含水量对水泥稳定土强度影响很大，当含水量不 足时，水泥不能在混合料中完全水化和水解，发挥不足时，水泥不能在混合料中完全水化和水解，发挥不 了水泥对土的稳定作用，影响强度形成。同时，含水了水泥对土的稳定作用，影响强度形成。同时，含水 量小，达不到最佳含水量也影响水泥稳定土的压实度。量小，达不到最佳含水量也影响水泥稳定土的压实度。 因此，使含水量达到最佳含水量的同时，也要满足水因此，使含水量达到最佳含水量的同时，也要满足水 泥完全水化和水解作用的需要为好。泥完全水化和水解作用
37、的需要为好。 水泥正常水化所需的水量约为水泥重的水泥正常水化所需的水量约为水泥重的20%，对，对 于砂性土，完全水化达到最高强度的含水量较最佳密于砂性土，完全水化达到最高强度的含水量较最佳密 度的含水量为小；而对于粘性土则相反。度的含水量为小；而对于粘性土则相反。 2021-10-1831 12-4 水泥稳定类基层水泥稳定类基层 4)施工工艺过程施工工艺过程 水泥、土和水拌和得均匀，且在最佳含水量下充分压水泥、土和水拌和得均匀，且在最佳含水量下充分压 实，使之干密度最大，其强度和稳定性就高。水泥土从开实，使之干密度最大，其强度和稳定性就高。水泥土从开 始加水拌和到完成压实的延迟时间要尽可能最短
38、，一般要始加水拌和到完成压实的延迟时间要尽可能最短，一般要 在在6h以内。若时间过长，则水泥凝结，在碾压时，不但达以内。若时间过长，则水泥凝结，在碾压时，不但达 不到压实度要求，而且也会破坏已结硬水泥的胶凝作用，不到压实度要求，而且也会破坏已结硬水泥的胶凝作用， 反而使水泥稳定土强度下降。在水泥终凝时间达不到规定反而使水泥稳定土强度下降。在水泥终凝时间达不到规定 要求时，可以使用一定剂量的缓凝剂，但缓凝剂的品种和要求时，可以使用一定剂量的缓凝剂，但缓凝剂的品种和 具体数量应根据试验确定。具体数量应根据试验确定。 水泥稳定土需湿法养生，以满足水泥水化形成强度的水泥稳定土需湿法养生，以满足水泥水化
39、形成强度的 需要。养生温度愈高，强度增长的愈快。因此，要保证水需要。养生温度愈高，强度增长的愈快。因此，要保证水 泥稳定土养生的温度和湿度条件。泥稳定土养生的温度和湿度条件。 2021-10-1832 12-4 水泥稳定类基层水泥稳定类基层 养生及交通管制：养生及交通管制： (1)每一段碾压完成后应立即开始养生，不得延误。每一段碾压完成后应立即开始养生，不得延误。 (2)在整个养生期间都应使水泥稳定碎石层保持潮湿状态，在整个养生期间都应使水泥稳定碎石层保持潮湿状态， 养生结束后，必需将覆盖物清物干净。养生结束后，必需将覆盖物清物干净。 (3)在养生期间未采用复盖措施的水泥稳定碎石层上，除洒在养
40、生期间未采用复盖措施的水泥稳定碎石层上，除洒 水车外，应封闭交通，在采用覆盖措施的水泥稳定碎石层水车外，应封闭交通，在采用覆盖措施的水泥稳定碎石层 上不能封闭交交通时，应限制重车通行，其它车辆车速不上不能封闭交交通时，应限制重车通行，其它车辆车速不 得超过得超过30km/h。 (4)水泥稳定碎石层上立即铺筑沥青面层时，不需太长的养水泥稳定碎石层上立即铺筑沥青面层时，不需太长的养 生期，但应始终保持表面湿润，至少洒水养生三天。生期，但应始终保持表面湿润，至少洒水养生三天。 2021-10-1833 12-5 工业废渣基层工业废渣基层 1概述概述 随着工业的发展，工业废渣逐渐增多，怎样综合利用工业
41、废渣引随着工业的发展，工业废渣逐渐增多，怎样综合利用工业废渣引 起了国内外重视。近年来，我国利用工业废渣铺筑路面基层，取得显起了国内外重视。近年来，我国利用工业废渣铺筑路面基层，取得显 著成效，不但提高了路面使用品质，而且降低了工程造价，著成效，不但提高了路面使用品质，而且降低了工程造价，“变废为变废为 宝宝”，具有很大的经济意义。，具有很大的经济意义。 公路上常用的工业废渣有：火力发电厂的粉煤灰和煤渣，钢铁厂公路上常用的工业废渣有：火力发电厂的粉煤灰和煤渣，钢铁厂 的高炉渣和钢渣，化肥厂的电石渣，以及煤矿的煤矸石等。粉煤灰和的高炉渣和钢渣，化肥厂的电石渣，以及煤矿的煤矸石等。粉煤灰和 煤渣中
42、含有较多的二氧化硅、氧化钙或氧化铝等活性物质。用石灰稳煤渣中含有较多的二氧化硅、氧化钙或氧化铝等活性物质。用石灰稳 定工业废渣时，石灰在水的作用下形成饱和的定工业废渣时，石灰在水的作用下形成饱和的Ca(OH)2溶液。废渣的溶液。废渣的 活性氧化硅和氧化铝在活性氧化硅和氧化铝在Ca(OH)2溶液中产生火山灰反应，生成水化硅溶液中产生火山灰反应，生成水化硅 酸钙和铝酸钙凝胶，把颗粒胶凝在一起，随水化物不断产生而结晶硬酸钙和铝酸钙凝胶，把颗粒胶凝在一起，随水化物不断产生而结晶硬 化，具有水硬性。温度较高时，强度增长快，因此，石灰稳定工业废化，具有水硬性。温度较高时，强度增长快，因此，石灰稳定工业废
43、渣最好在热季施工，并加强保湿养生。渣最好在热季施工，并加强保湿养生。 2021-10-1834 12-5 工业废渣基层工业废渣基层 石灰稳定工业废渣基层具有：水硬性、石灰稳定工业废渣基层具有：水硬性、 缓凝性、强度高、稳定性好，成板体、且强缓凝性、强度高、稳定性好，成板体、且强 度随龄期不断增加，抗水、抗冻、抗裂而且度随龄期不断增加，抗水、抗冻、抗裂而且 收缩性小，适应各种气候环境和水文地质条收缩性小，适应各种气候环境和水文地质条 件等特点。所以，近几年来，修筑高等级公件等特点。所以，近几年来，修筑高等级公 路，常选用石灰稳定工业废渣做高级或次高路，常选用石灰稳定工业废渣做高级或次高 级路面的
44、基层或底基层级路面的基层或底基层 。 2021-10-1835 第五节第五节 工业废渣稳定基层工业废渣稳定基层 对材料的要求对材料的要求 石灰石灰 废渣材料废渣材料 粒料（砾料）粒料（砾料） 2021-10-1836 混合料组成设计混合料组成设计 石灰煤渣类基层石灰煤渣类基层 石灰煤渣（简称二渣）基层是用石灰和煤渣按一定配合比，石灰煤渣（简称二渣）基层是用石灰和煤渣按一定配合比， 加水拌和、摊铺、碾压、养生而成型的基层。加水拌和、摊铺、碾压、养生而成型的基层。 石灰粉煤灰类基层石灰粉煤灰类基层 石灰粉煤灰（简称二灰）基层是用石灰和粉煤灰按一定配石灰粉煤灰（简称二灰）基层是用石灰和粉煤灰按一定配
45、 比，比，加水拌和、摊铺、碾压、养生而成型的基层。加水拌和、摊铺、碾压、养生而成型的基层。 2021-10-1837 第六节第六节 半刚性路面面层半刚性路面面层 半刚性路面时介于柔性路面与刚性路面之间的特殊路面半刚性路面时介于柔性路面与刚性路面之间的特殊路面 形式，因而在施工技术上与热拌沥青混凝土和乳化沥青混凝形式，因而在施工技术上与热拌沥青混凝土和乳化沥青混凝 土有不同的特殊要求。土有不同的特殊要求。 拌和拌和 摊铺摊铺 碾压碾压 早期养护早期养护 2021-10-1838 2021-10-1839 12-6 半刚性路面面层半刚性路面面层 由于半刚性路面是由水泥砂浆和乳化沥由于半刚性路面是由
46、水泥砂浆和乳化沥 青青(渣油渣油)两种结合料组成的新型路面结构，两种结合料组成的新型路面结构， 因而在施工技术上与热拌沥青混凝土和乳化因而在施工技术上与热拌沥青混凝土和乳化 沥青混凝土有着不同的特殊要求，必须根据沥青混凝土有着不同的特殊要求，必须根据 这种新型路面材料的特性，掌握其施工规律这种新型路面材料的特性，掌握其施工规律 和方法，才能保证施工质量，取得预期效果。和方法，才能保证施工质量，取得预期效果。 2021-10-1840 12-6 半刚性路面面层半刚性路面面层 目前，国内对半刚性路面材料的研究还处于起步阶段。目前，国内对半刚性路面材料的研究还处于起步阶段。 七十年代末期沥青水泥砂浆
47、曾被尝试作为渗漏建筑物的内七十年代末期沥青水泥砂浆曾被尝试作为渗漏建筑物的内 粉刷材料用于人防工程中。直到八十年代中期，国内有些粉刷材料用于人防工程中。直到八十年代中期，国内有些 单位将含高分子聚合物的特种水泥砂砾，作为第二结合料，单位将含高分子聚合物的特种水泥砂砾，作为第二结合料， 掺加到普通沥青混合料中，使用拌和法和灌浆法两种工艺掺加到普通沥青混合料中，使用拌和法和灌浆法两种工艺 制成特殊路面材料进行各种物理力学试验，对不同温度条制成特殊路面材料进行各种物理力学试验，对不同温度条 件下的力学性质进行比较，并初步探讨了该种路面材料的件下的力学性质进行比较，并初步探讨了该种路面材料的 使用性能与强度形成理论。此外，湖北、四川等省的公路使用性能与强度形成理论。此外，湖北、四川等省的公路 管理部门，也结合当地的实际，对这种材料进行了尝试和管理部门，也结合当地的实际，对这种材料进行了尝试和 初步研究，并取得了一定的成果。初步研究，并取得了一定的成果。
