文档介绍：第五章无机结合料稳定材料
无机结合料稳定材料常用作路面基层材料,是在粉碎或原状的土(或砂砾)中掺入一定量的无机胶结材料和适量的水,经拌和、压实与养生后,得到的具有较高后期强度,整体性和水稳定性均较好的材料。
根据基层材料的不同无机结合料稳定材料分为稳定土和稳定砂砾,由于采用不同的无机胶结材料,其又可分为水泥稳定类、石灰稳定类、综合稳定类、工业废渣稳定类(主要是石灰粉煤灰稳定类)。
由于无机结合料稳定材料耐磨性差,具有较大的变形能力,刚度介于柔性路面材料和刚性路面材料之间,故常将这类材料称为半刚性材料,以此修筑的基层或底基层亦称半刚性基层(或底基层)。
第一节无机结合稳定材料的组成
无机结合稳定材料是指通过无机胶结材料将松散的集料粘结成为具有一定强度的整体材料。即在粉碎或原状松散的集料(土、碎石或砂砾)中,掺入一定量的无机结合材料(水泥、石灰或工业废渣等)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。
无机结合稳定材料具有稳定性好、抗冻性能强、结构本身自成板体,但耐磨性差,因此被广泛用于路面结构的基层或底基层。
一、无机结合稳定材料的分类
:①稳定土类;②稳定粒料类。在粉碎或原状松散的土中掺入一定量的无机结合材料形成的称为稳定土类(如:水泥稳定土、等),在松散的碎石或砂砾中掺入一定量的无机结合材料形成的称为稳定粒料类(如:水泥稳定碎石、水泥稳定砂砾等)。
:①用水泥稳定的混合料称为水泥稳定类(如:水泥稳定土、水泥稳定砂砾等);②用石灰稳定的混合料称为石灰稳定类(如:石灰稳定土等);③同时用水泥和石灰稳定的混合料称为综合稳定类(如:综合稳定土、综合稳定砂砾等);④用一定量的石灰和工业废渣稳定的混合料称为石灰工业废渣稳定类。
二、无机结合料稳定土组成材料及要求
(一)土
⑴二级或二级以下公路
①底基层:单个颗粒的最大粒径不超过50mm,颗粒组成满足规范要求。土的均匀系数应大于5,细粒土液限不超过40,塑性指数不超过17;宜采用均匀系数大于10,塑性指数小于12的土,对于塑性指数大于17的土,宜采用石灰稳定类或用水泥和石灰综合稳定。
②基层:单个颗粒的最大粒径不超过40mm 。
⑵高速公路和一级公路
①底基层:单个颗粒的最大粒径不超过40mm,颗粒组成应满足规范要求。土的均匀系数应大于5,细粒土的液限不应超过25,塑性指数不应超过6;对中粒土和粗粒土,%以下,塑性指数可稍大。
②基层:单个颗粒最大粒径不应超过30mm,土的均匀系数应大于5,细粒土的液限不应超过25,塑性指数不应超过6,颗粒组成应满足规范要求。
:砂性土、粉性土、粘性土都可以用石灰来稳定,一般说来:粘土颗粒的活性强,表面积大,表面能量也较大,故适当的增大土的塑性指数对强度有利。宜采用塑性指数为15~20粘土以及含有一定数量粘性土中粒土或粗粒土用作石灰稳定土。%或腐殖质含量超过10%的土,对强度有明显影响的不宜直接采用。
⑴石灰稳定土用做高速公路和一级公路的底基层时,颗粒的最大粒径不应超过40mm;用做其它等级公路时,颗粒的最大粒径不应超过50mm。
⑵石灰稳定土用做基层时,颗粒的最大粒径不应超过40mm 。石灰稳定土不宜作为高等级公路的基层。
:宜采用塑性指数为15~20的粘土(亚粘土),有机质含量不超过10%,最大粒径不应大于15mm。
(二)无机结合料
3. 工业废渣
⑴粉煤灰
⑵煤渣
(三)水
水分是稳定土的一个重要组成部分,一般饮用水均满足要求,其技术指标符合水泥混凝土用水标准。
第二节无机结合稳定材料的技术性质
一、无机结合稳定材料的强度形成原理
石灰与土之间的物理与化学作用大致可分为四个方面:离子交换作用、结晶作用、碳酸化作用和火山灰作用。水泥与土之间产生的物理与化学作用也可分为四个方面:硬凝反应、离子交换作用、化学激发作用、碳酸化作用。
(一)石灰稳定土强度形成原理
(二)水泥稳定土强度形成原理
(三)影响无机结合料稳定材料强度的因素
由于石灰与土发生了一系列的相互作用,从而使土的性质发生根本的改变。在初期,主要表现为土的结团、塑性降低、最佳含水量增大和最大密实度减少等,后要表现为结晶结构的形成,从而提高其整体性、强度和稳定性。
①化学作用:如水泥颗粒的水化、硬化作用,有机物的聚合作用,以及水泥水化产物与粘土矿物之间的化学作用等。
②物理-化学作用:如粘土颗粒与水泥及水泥水化产生物之间的吸附作用,微粒的凝聚作用,水及水化产物的扩散、渗