基層與墊層PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1基層與墊層基層與墊層（二） 粒料類材料的疲勞特性礫質(zhì)材料在良好排水條件下塑性形變的發(fā)展 顆粒材料沒有明顯的疲勞極限，通常表現(xiàn)為塑性變形的累計(jì)。除了受到顆粒級配、密實(shí)度、材料的棱角或表面的粗糙程度之外，偏應(yīng)力的大小也決定塑性形變累計(jì)的發(fā)展。第1頁/共22頁二、嵌擠類碎石結(jié)構(gòu)層嵌擠碎石基層是用尺寸較均勻的軋制碎石作基本材料，并以石渣和石屑嵌縫，或者以粘土或灰土灌縫，經(jīng)壓實(shí)，按嵌擠原理鋪壓而成。 （一）力學(xué)特性按嵌擠原則產(chǎn)生強(qiáng)度，抗剪強(qiáng)度主要決定于剪切面上的法向應(yīng)力和材料內(nèi)摩阻角。由下列三項(xiàng)因素構(gòu)成：（1）粒料表面的相互滑動摩擦；（2）因剪切時(shí)體積膨脹而需克服的阻力；（3）因粒料重新排列而受

2、到的阻力。 （二）分類1.不含膠結(jié)料的碎石層 干壓碎石、水結(jié)碎石，鋪撒嵌縫石屑時(shí)，統(tǒng)稱填隙碎石，手工鋪砌100200mm粒徑的大塊石再以小碎石嵌縫叫手?jǐn)[碎石。2.含有膠結(jié)料的碎石層 泥結(jié)碎石、泥灰結(jié)碎石通常用于中、低級路面的基層，泥結(jié)或泥灰結(jié)碎石還可用于砂石路面的面層第2頁/共22頁（三）材料要求編號編號碎石名稱碎石名稱粒徑范圍粒徑范圍(mm)用途用途123粗碎石粗碎石中碎石中碎石細(xì)碎石細(xì)碎石755050353525骨料骨料45石渣石渣石屑石屑2515155嵌縫料嵌縫料6米石米石05封面料封面料1.石料碎石應(yīng)具有較高的強(qiáng)度（III級以上）、韌性和抗磨耗能力；應(yīng)具有棱角且近于立方體, 長條扁平的

3、石料不超過10%；應(yīng)干凈，不含泥土雜物。碎石的最大尺寸應(yīng)根據(jù)石料品質(zhì)及碎石層的厚度來確定，堅(jiān)硬石料不得超過碎石層壓實(shí)厚度的0.8倍。 2.粘土與石灰泥結(jié)碎石層所用粘土，應(yīng)具有較高的粘性，塑性指數(shù)以1215為宜。粘土內(nèi)不得含腐殖質(zhì)或其它雜物。粘土用量一般不超過混合料總重的1518%。石灰與土的用量不應(yīng)大于混合料總重的20%，其中石灰劑量為土重的812%。 第3頁/共22頁2.含膠結(jié)料的碎石層施工灌漿法施工工序準(zhǔn)備工作撒鋪石料并攤平澆灌泥漿預(yù)碾碎石撒鋪嵌縫料碾壓撒鋪石屑（米石）灑水碾壓成型初期養(yǎng)護(hù)1.不含膠結(jié)料的碎石層施工準(zhǔn)備工作撒鋪石料并攤平碾壓碎石（灑水）預(yù)碾碎石撒鋪嵌縫料碾壓（灑水）撒鋪石屑

4、（米石）灑水碾壓成型初期養(yǎng)護(hù)水結(jié)碎石建議使用石灰石或白云石（四）施工工藝第4頁/共22頁三、級配類礫（碎）石結(jié)構(gòu)層由各種集料（礫石、碎石、工業(yè)廢渣）和土，按密實(shí)級配原理修筑而成的路面結(jié)構(gòu)層，強(qiáng)度由摩阻力和粘結(jié)力構(gòu)成。 （一）力學(xué)特性（二）分類1.級配礫（碎）石 優(yōu)質(zhì)級配碎石，國外廣泛用于柔性路面的基層 普通級配（礫）碎石，用于中、低級柔性路面的基層或砂 石路面的磨耗層 2.原狀礫（碎）石土用于中、低等級道路的基層、砂石路面的面層，較細(xì) 的砂土混合物用于砂石路面的穩(wěn)定類保護(hù)層3.原狀砂礫用于路面的墊層，較細(xì)的用于砂石路面的松散類保護(hù)層第5頁/共22頁（三）材料要求與施工工藝1.級配碎石1）符合最

5、佳級配（一般采用變K法的最大密實(shí)度曲線）；2）壓碎值不大于26；3）針片狀含量不超過20；4）小于0.5mm的細(xì)料應(yīng)無塑性且液限應(yīng)小于25 ； 集中廠拌法施工工序（適用于高速、一級公路的優(yōu)質(zhì)級配碎石）準(zhǔn)備下承層施工放樣石料運(yùn)輸石料廠拌現(xiàn)場機(jī)械攤鋪(松鋪系數(shù)1.251.35)灑水振動碾壓成型路拌法施工工序（適用于二級以下公路的普通級配碎石）準(zhǔn)備下承層施工放樣未篩分碎石運(yùn)輸和攤鋪（平地機(jī)）運(yùn)輸和撒布石屑、整形灑水振動碾壓成型第6頁/共22頁2.級配礫石宜于選擇河床潔凈砂礫，要求顆粒尺寸在540mm之間，其中2540mm 含量不少于50%，為防止凍脹和濕軟，應(yīng)注意控制小于0.5mm細(xì)料的含量和塑性指

6、數(shù)。在中濕和潮濕路段，用作瀝青路面的基層時(shí)，應(yīng)在級配礫石中摻石灰 級配礫石拌合法施工工藝準(zhǔn)備下承層施工放樣整形碾壓運(yùn)輸和攤鋪摻配集料運(yùn)輸和攤鋪主要集料灑水拌合必要時(shí)灑水3.原狀礫（碎）石土原狀礫（碎）石的性質(zhì)取決于混合料中石、土的比例和石塊的級配分布，石、土比例小于7：3的不宜用作基層，一般應(yīng)通過顆粒分析后決定其是否用于粒料類結(jié)構(gòu)層還是用于穩(wěn)定類結(jié)構(gòu)層。級配不良，很難通過調(diào)整級配達(dá)到級配粒料類標(biāo)準(zhǔn)的只能用于路基。第7頁/共22頁第二節(jié) 無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類結(jié)構(gòu)層一、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料的力學(xué)特性（一）應(yīng)力應(yīng)變特性 力學(xué)參數(shù)（力學(xué)參數(shù)（MPa)28天天90天天180天天28天天180天天90天天18

7、0天天R4.495.576.330.710.88Ep2093309738720.540.80 sp0.4130.6340.8130.510.78Esp53392612870.410.72水泥穩(wěn)定碎石的力學(xué)特性指標(biāo)與齡期的關(guān)系 石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石的力學(xué)特性指標(biāo)與齡期關(guān)系 力學(xué)參數(shù)（力學(xué)參數(shù)（MPa)28天天90天天180天天28天天180天天90天天180天天R3.105.758.360.370.69Ep1086199328590.380.70 sp0.2190.5360.9130.410.59Esp35996017200.370.56結(jié)合料穩(wěn)定材料的應(yīng)力-應(yīng)變特性與原材料的性質(zhì)、結(jié)合料的性質(zhì)和

8、劑量及密實(shí)度、含水量、齡期、溫度等有關(guān)。 第8頁/共22頁（二）疲勞特性 二灰砂礫(小梁)應(yīng)力強(qiáng)度比疲勞壽命曲線 散點(diǎn)概率分布曲線回歸的對數(shù)疲勞曲線在一定的應(yīng)力條件下，整體性材料的疲勞壽命取決于材料的強(qiáng)度和剛度。強(qiáng)度愈大剛度愈小，其疲勞壽命就愈長。第9頁/共22頁（三）干縮特性 無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的干縮特性(最大干縮應(yīng)變和平均干縮系數(shù))的大小與結(jié)合料的類型、劑量、被穩(wěn)定材料的類別、粒料含量、小于0.5mm的細(xì)顆粒的含量、試件含水量和齡期等有關(guān) 。（四）溫縮特性 溫度收縮的大小與結(jié)合料類型和劑量、被穩(wěn)定材料的類別、粒料含量、齡期等有關(guān)。第10頁/共22頁二、石灰穩(wěn)定類（一）石灰穩(wěn)定土強(qiáng)度形成原理

9、 1.離子交換作用2.結(jié)晶作用3.火山灰作用4.碳酸化作用（二）影響強(qiáng)度的因素 1.土質(zhì)2.灰質(zhì) 塑性指數(shù)717的粘性土穩(wěn)定效果最好；塑性指數(shù)過大的重粘土不宜破碎和拌合，效果變差；塑性植樹小于4的土不宜用石灰穩(wěn)定；有機(jī)質(zhì)含量大于10和硫酸鹽類含量大于0.8的土不宜用石灰穩(wěn)定。石灰細(xì)度石灰應(yīng)是消石灰粉或磨細(xì)生石灰粉；石灰有效活性成分盡量縮短石灰的存放時(shí)間，滿足有效鈣美含量要求 第11頁/共22頁3.石灰劑量 石灰劑量較低(小于34)時(shí)，石灰主要起穩(wěn)定作用，土的塑性、膨脹、吸水量減小，使土的密實(shí)度、強(qiáng)度得到改善。隨著劑量的增加，強(qiáng)度和穩(wěn)定性均提高，但劑量超過一定范圍時(shí)，強(qiáng)度反而降低。生產(chǎn)實(shí)踐中常用

10、的最佳劑量范圍，對于粘性土及粉性土為814；對砂性土則為916。 4.含水量 5.密實(shí)度 6.石灰土的齡期 7.養(yǎng)生條件 水促使石灰土發(fā)生物理化學(xué)變化，形成強(qiáng)度；便于土的粉碎、拌和與壓實(shí)，并且有利于養(yǎng)生。加入石灰后，土的最佳含水量增加。石灰土的強(qiáng)度隨密實(shí)度的增加而增長。實(shí)踐證明，石灰土的密實(shí)度每增減1%，強(qiáng)度約增減4%左右。而密實(shí)的石灰土，其抗凍性、水穩(wěn)定性也好，縮裂現(xiàn)象也少 。石灰土強(qiáng)度具有隨齡期增長的特點(diǎn)。一般石灰土初期強(qiáng)度低，前期(12個(gè)月)增長速率較后期為快。1個(gè)月抗壓強(qiáng)度達(dá)到30 ，3個(gè)月達(dá)到60，設(shè)計(jì)齡期為6個(gè)月。溫度溫度高時(shí)，物理化學(xué)反應(yīng)、硬化、強(qiáng)度增長快，反之強(qiáng)度增長慢 ；濕度

11、一定潮濕條件下養(yǎng)生強(qiáng)度的形成比在一般空氣中養(yǎng)生要好 。第12頁/共22頁（三）石灰土的應(yīng)用 1.低劑量（34 %）用于地基處理，高劑量用于二級以下公路基層或底基層.2.穩(wěn)定細(xì)粒土不宜直接用作瀝青路面的基層;3.冰凍地區(qū)的潮濕路段或其他地區(qū)的過濕路段，不宜采用石灰土做基層；4.不宜用作水泥路面的基層。（四）石灰土的配合比 結(jié)構(gòu)層位結(jié)構(gòu)層位土類土類塑性指數(shù)塑性指數(shù)12塑性指數(shù)塑性指數(shù)12砂礫土、碎石土砂礫土、碎石土基層基層513101637底基層底基層511814石灰土的最佳含水量以擊實(shí)試驗(yàn)確定，最低的石灰劑量通過7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)確定（五）石灰土的施工工藝 1生石灰應(yīng)在使用前710天進(jìn)行充分

12、消解成熟石灰粉，熟石灰粉應(yīng)盡快使用；2.路拌法或廠拌法拌合，細(xì)粒土拌合后悶料12小時(shí)，拌壓時(shí)間不超過2d；3.現(xiàn)場配合比比實(shí)驗(yàn)室配合比提高石灰劑量和含水量1；4.覆蓋保濕養(yǎng)生不少于7d。各種土類的合理石灰劑量第13頁/共22頁三、水泥穩(wěn)定類（一）強(qiáng)度形成原理 1.水泥的水化作用；2. 離子交換作用；3.化學(xué)激發(fā)作用；4.碳酸化作用 。（二）影響強(qiáng)度的因素 1.土質(zhì)1）穩(wěn)定級配良好的碎(礫)石和砂礫，效果最好，不但強(qiáng)度高，而且水泥用量少；2）其次是砂性土，再次之是粉性土和粘性土；3）重粘土難于粉碎和拌和，不宜單獨(dú)用水泥來穩(wěn)定，一般要求土的塑性指數(shù)不大于17 2.水泥的成分和劑量 1）硅酸鹽水泥的

13、穩(wěn)定效果好，而鋁酸鹽水泥較差；2）不宜用快硬水泥、早強(qiáng)水泥、禁用受潮變質(zhì)的水泥，不需要使用高標(biāo)號水泥；3）高劑量成本高、干縮大，48較為合理；4）穩(wěn)定粒料的水泥劑量低于穩(wěn)定細(xì)粒土的劑量。 第14頁/共22頁3.含水量 水泥正常水化所需的水量約為水泥重的20%，對于砂性土，完全水化達(dá)到最高強(qiáng)度的含水量較最佳密度的含水量為??；而對于粘性土則相反。 4.施工工藝過程1）水泥土從開始加水拌和到完成壓實(shí)的延遲時(shí)間要盡可能最短，一般要在6h以內(nèi)；2）盡量使用低標(biāo)號水泥，有時(shí)可以使用緩凝劑；3）需濕法養(yǎng)生 ；4）養(yǎng)生溫度愈高，強(qiáng)度增長的愈快。 （三）水泥穩(wěn)定類材料的應(yīng)用 1.水泥穩(wěn)定砂礫或級配碎石用于各級公

14、路路面基層，尤其適用于水泥路面；2.水泥穩(wěn)定細(xì)粒土不宜用于二級以上公路的基層。第15頁/共22頁（四）水泥穩(wěn)定類的配合比 結(jié)構(gòu)層位結(jié)構(gòu)層位土類土類中、粗粒土中、粗粒土塑性指數(shù)塑性指數(shù)12其他細(xì)粒土其他細(xì)粒土基層基層37511816底基層底基層2648612配合比設(shè)計(jì)方法與石灰穩(wěn)定類相同，水泥穩(wěn)定粒料的級配應(yīng)滿足相應(yīng)規(guī)范的要求。（五）水泥穩(wěn)定類的施工工藝 1.水泥穩(wěn)定粒料應(yīng)采用中心拌和廠拌和 ，平地機(jī)或混合料攤鋪機(jī)攤鋪；2. 碾壓要在拌合后34h內(nèi)完成，拌碾時(shí)間不應(yīng)超過6h ；3.現(xiàn)場配合比比實(shí)驗(yàn)室配合比提高水泥劑量和含水量0.514.灑水覆蓋養(yǎng)生至少3d，養(yǎng)生期結(jié)束、應(yīng)立即澆灑透層油 。第16

15、頁/共22頁四、工業(yè)廢渣穩(wěn)定類（二）石灰粉+煤灰穩(wěn)定碎石的配合比（一）不同工業(yè)廢渣穩(wěn)定材料分類及強(qiáng)度形成原理1.石灰粉+煤灰穩(wěn)定粒料/細(xì)粒土類；2.石灰+水淬高爐礦渣/鋼渣/電石渣穩(wěn)定粒料類；3.石灰穩(wěn)定煤渣類；4.水泥穩(wěn)定破碎礦渣類；5.石灰/水泥穩(wěn)定媒矸石類。1.材料1）使用消石灰，石灰的質(zhì)量宜符合III級以上技術(shù)指標(biāo)；2）粉煤灰的燒失量要小于20%，活性成分(SiO2、Al2O3)總含量一般要求超過70% ；3）顆粒最大粒徑高速、一級公路不大于31.5mm，二級以下公路不大于40mm ；4）石灰工業(yè)廢渣混合料中粒料重量宜占80%以上，并有良好的級配 。2.配合比設(shè)計(jì)1）混合料的設(shè)計(jì)方法和步驟參照石灰穩(wěn)定土進(jìn)行；2）混合料的設(shè)計(jì)強(qiáng)度與石灰土相近；3）為提高早期強(qiáng)度可摻加少于石灰劑量30的水泥；4）石灰與粉煤灰的比為1：21：4，石灰粉煤灰與粒料的比為20：8015：85 第17頁/共22頁（三）施工工藝1）生石灰應(yīng)在使用前710天進(jìn)行充分消解成熟石灰粉，熟石灰粉應(yīng)盡快使用；2）應(yīng)采用中心拌和廠拌和 ，平地機(jī)或混合料攤鋪機(jī)攤鋪；3）現(xiàn)場配合比比實(shí)驗(yàn)室配合比提高石灰