无机结合料稳定材料.pptx

第4章 无机结合料稳定材料 1 课前提问 为什么无机结合料稳定材料又称为“半刚性材料” ？ 为什么CTB和LFTB会成为无机结合料稳定材料中的两大“主力”？ 3 两个基本概念 无机结合料稳定材料 在破碎的或原来松散的土（包括各种粗、中、细粒土）中，掺入足量的水泥、石灰或工业废渣材料和水，经拌和得到的混合料，在压实和养生后，抗压强度符合规定要求的混合料。 半刚性材料 用水泥、石灰或水硬性结合料等无机结合料处治的土或碎（砾），前期具有柔性的性质，后期强度和刚度有大幅度的增长，但仍远小于水泥混凝土。这样的混合料称为半刚性材料。 ☆强度来源 ☆强度特征 4 “半刚性”的由来☆ 沥青混合料、级配碎石 无机结合料稳定材料 水泥混凝土 1200MPa 柔性材料 1300－1700 半刚性 25000 刚性材料 ☆由于无机结合料稳定材料的刚度介于柔性材料和刚性材料之间，因此也被称为“半刚性材料”。 5 结构定位 ☆大多用做沥青路面或水泥路面的基层或底基层。 面层 沥青混凝土 水泥混凝土 基层 无机结合料稳定材料 底基层 无机结合料稳定材料 土基 压实土 改善土 最适合这两个层次的工作！ 6 沥青路面主要病害：反射裂缝 路面裂缝 基层开裂 ☆在荷载和温度的反复作用下，无机结合料基层上的裂缝逐渐向上反射，形成沥青路面的裂缝。 7 沥青路面主要病害：水损害 ☆在沥青路面上产生反射裂缝后，水沿裂缝面逐渐渗入基层顶面，在高速车载的作用下，高压水流不断冲刷无机结合料稳定材料基层上的细小颗粒，逐渐泵吸到路面，形成唧泥。 路面唧泥 8 结构功能及设计 ☆承受车辆荷载的作用，起主要承重层的作用； ☆优化材料设计，尽量减小路面的反射裂缝； ☆优化材料设计，增强抵抗水损害的能力。 面层 沥青混凝土 水泥混凝土 基层 无机结合料稳定材料 底基层 无机结合料稳定材料 土基 压实土 改善土 9 本章内容要点 一、使用状况和分类 二、力学性能☆ 三、收缩性能☆ 四、水稳定性☆ 五、疲劳性能 七、配合比设计☆ 八、施工工艺及控制 六、综合性能 10 一、使用状况和分类 1.使用状况：国内（七五期间） 道路名称 沥青面层厚度(cm) 和类型 基层厚度(cm) 和类型 底基层厚度(cm) 和类型 沪嘉高速公路 46石灰粉煤灰碎石 20砂砾 广佛高速公路 4中粒式沥青混凝土+5粗粒式沥青混凝土 同上+6沥青碎石 25水泥级配碎石或水泥石屑(31) 25~28水泥石屑或水泥土 沈大高速公路 同上或5+5+5 20水泥砂砾或水泥矿渣 砂砾或矿渣 京津塘高速公路 20~23中粒式沥青混凝土、 粗粒式沥青混凝土和沥青碎石 20~25水泥粒料(碎石或砾石)或石灰粉煤灰碎石 25~35石灰土或水泥土、水泥石灰土、石灰粉煤灰土 11 一、使用状况和分类 1.使用状况：国内（七五以后） 道路名称 表面层 (cm) 中面层 (cm) 底面层 (cm) 基层(cm) 材料名 底基层(cm) 材料 总厚度 (cm) 广州-深圳 4中AC 8密粗AC +10密BM 10MB 23水泥碎石 23级配碎石+22~32未筛分碎石 110 路肩 100 济南—青岛 5中SAC 4中SAC 6粗AC 5粗AC 7BM 6BM 34水泥砂砾 20水泥砂砾 20水泥砂砾 15石灰土 26石灰土 26石灰土 67 64 61 沪宁（江苏段） 4AK-16A 6粗AC-25I 6粗AC-25I 28二灰碎石 30二灰碎石 25二灰碎石 33二灰土 石家庄—安阳 4中SLH 5粗SLH 6LH-30 20水泥碎石+ 20二灰碎石 20～40石灰土 75 12 一、使用状况和分类 1.使用状况：国外 从1980年代中期开始，国外在高速公路中很少使用无机结合料稳定材料，即使使用，也是采用较厚的沥青层、较薄半刚性材料作底基层的“混合结构”。 国外最常用的基层材料是级配碎石（Unbound material 或Granular material）。 与我国的使用状况存在很大差别（薄沥青层、厚半刚性材料）。 13 一、使用状况和分类 ☆按结合料类型分： 水泥稳定材料 （水泥稳定碎石等） 石灰稳定材料 （石灰土等） 石灰工业废渣稳定材料 （石灰粉煤灰碎石，简称二灰碎石） ☆按土的颗粒组成分： 稳定粗粒土 （二灰稳定碎石等，常用做基层） 稳定中粒土 （水泥稳定砂砾等，常用做基层） 稳定细粒土 （二灰稳定土等，常用做底基层） 2.分类： 14 二、力学性能 1.强度作用原理a（水泥稳定材料） （1）水泥水化作用 （2）离子交换作用 （3）化学激发作用 （4）碳酸化作用 15 二、力学性能 ☆ 1.强度作用原理a（水泥稳定材料） （1）水泥水化作用 硅酸三钙 3CaO·SiO2 （C3S） 硅酸二钙