路面基層2石灰穩(wěn)定類基層課件

1、無機結合料穩(wěn)定材料在粉碎的或原狀松散的土中，摻入一定量的無機結合料（包括水泥、石灰或工業(yè)廢渣等）和水，經(jīng)拌和得到的混合料在壓實與養(yǎng)生后，其抗壓強度符合規(guī)定要求的材料稱為無機結合料穩(wěn)定材料，以此修筑的路面基層稱為半剛性基層。常見材料：石灰穩(wěn)定土石灰土石灰穩(wěn)定碎石石灰碎石石灰穩(wěn)定砂礫石灰砂礫石灰粉煤灰穩(wěn)定土二灰土石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石二灰碎石石灰粉煤灰穩(wěn)定砂礫二灰砂礫常見材料：水泥穩(wěn)定土水泥土水泥穩(wěn)定碎石水泥碎石水泥穩(wěn)定砂礫水泥砂礫水泥粉煤灰穩(wěn)定土水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石水泥粉煤灰穩(wěn)定砂礫無機結合料穩(wěn)定材料優(yōu)點：穩(wěn)定性好、抗凍性能強、結構本身自成板體。缺點：耐磨性差。特性：強度和模量隨齡期的增長而不斷增長，

2、逐漸具有一定的剛性性質。抗拉強度遠小于抗壓強度，材料的抗拉強度是路面結構設計的控制指標。由于水分揮發(fā)和混合料水化作用，該類材料都會發(fā)生體積收縮，也稱干縮現(xiàn)象。晝夜溫差的變化使該類材料發(fā)生溫度收縮。7.3 石灰穩(wěn)定類基層在粉碎的土或原狀松散的土（包括各種粗、中、細粒土）中，摻入適量的石灰和水，按照一定技術要求，經(jīng)拌和，在最佳含水量下攤鋪、壓實及養(yǎng)生，其抗壓強度符合規(guī)定要求的路面（底）基層稱為石灰穩(wěn)定類（底）基層。分類：石灰土、石灰砂礫、石灰碎石。石灰穩(wěn)定（底）基層定義：7.3 石灰穩(wěn)定類基層石灰穩(wěn)定土具有一定的抗壓強度和抗彎強度，且強度隨齡期逐漸增加。但其吸水性、透水性和水穩(wěn)定性差，因此，適用于

3、各級公路底基層和二級以下公路的基層。不得做高速公路或一級公路的基層。在冰凍地區(qū)的潮濕路段以及其他地區(qū)的過分潮濕路段，也不宜采用石灰土做基層和底基層。石灰穩(wěn)定（底）基層應用范圍：7.3 石灰穩(wěn)定類基層1、石灰穩(wěn)定材料的強度形成機理1）離子交換作用 土具有膠體性質，表面帶負電荷，并吸附鈉離子、鉀離子和氫離子，石灰中的鈣離子會與其發(fā)生離子交換作用，形成鈣土，減小了土顆粒表面水膜厚度，分子引力增加。2）碳酸化作用 生成的碳酸鈣是堅硬的晶體，具有較高的強度和水穩(wěn)性，它對土的膠結作用使土得到了加固。 石灰土表面鈣化后，形成硬殼層，進一步阻礙了二氧化碳的進入，碳化過程十分緩慢，是形成石灰土后期強度的主要原因

4、。7.3 石灰穩(wěn)定類基層1、石灰穩(wěn)定材料的強度形成機理4）火山灰作用3）結晶作用經(jīng)過結晶作用，消石灰逐漸由膠體轉化為晶體，晶體間能夠相互結合，與土形成共晶體，從而使得土粒膠結成整體。土中充分的硅、鈣離子是火山灰作用的前提，同時必須增加土的堿性；火山灰作用生成物具有水硬性性質，是構成石灰土早期強度的主要原因。7.3 石灰穩(wěn)定類基層四種作用中，主要是離子交換作用與火山灰作用，是構成石灰土早期強度的主要因素，后期強度則更多源于碳酸化作用和結晶作用。由于石灰與土發(fā)生了一系列的相互作用，從而使土的性質發(fā)生根本的改變。在初期，主要表現(xiàn)為土的結團、塑性降低、最佳含水量增加和最大密實度減小等。后期主要表現(xiàn)為結

5、晶結構的形成，從而提高其板體性、強度和穩(wěn)定性。1、石灰穩(wěn)定材料的強度形成機理7.3 石灰穩(wěn)定類基層2、石灰穩(wěn)定材料的強度影響因素土質灰質石灰劑量含水率密實度石灰土的齡期養(yǎng)生條件7.3 石灰穩(wěn)定類基層2、石灰穩(wěn)定材料的強度影響因素1）土質： 各種成因土都可用石灰穩(wěn)定，但塑性指數(shù)低于10以下的低塑性土（這與水泥穩(wěn)定土剛好相反）不適宜穩(wěn)定，更適宜于穩(wěn)定粘性土，尤其是塑性指數(shù)在1520的粘性土。 原因：粘性顆粒的活性強、比表面積大、表面能大，摻入石灰穩(wěn)定材料后，形成的四種作用比較活躍，因此石灰土強度隨土塑性指數(shù)的增加而增大。重粘土雖然粘土顆粒含量高，但是不易粉碎和拌和，穩(wěn)定效果反而不好。7.3 石灰穩(wěn)

6、定類基層2、石灰穩(wěn)定材料的強度影響因素2）灰質： 石灰應采用消石灰粉或生石灰粉，對高速公路或一級公路宜用磨細的生石灰粉。石灰質量應符合III級以上的技術指標，并要盡量縮短石灰的存放時間。7.3 石灰穩(wěn)定類基層2、石灰穩(wěn)定材料的強度影響因素 石灰劑量是石灰質量占全部土顆粒的干質量的百分率，即： 石灰劑量石灰質量干土質量。 石灰劑量對石灰穩(wěn)定土的強度影響非常顯著。在石灰劑量較低時（小于34），起穩(wěn)定作用，土的塑性、膨脹、吸水量減小，使土的密實度、強度、和易性等得到改善；隨著劑量的增加，強度和穩(wěn)定性均提高，但劑量超過一定范圍后，強度反而降低。 常用最佳劑量范圍：對于粘性土及粉性土為814；對砂性土則

7、為916。最終根據(jù)結構層技術要求進行混合料組成設計。3）石灰劑量7.3 石灰穩(wěn)定類基層2、石灰穩(wěn)定材料的強度影響因素3）石灰劑量石灰劑量檢測：EDTA實驗7.3 石灰穩(wěn)定類基層2、石灰穩(wěn)定材料的強度影響因素4）含水量： 最佳含水量及略小于最佳含水量時最易壓實達到較高的壓實度。 石灰穩(wěn)定類材料的最佳含水量需要通過標準擊實試驗進行確定，經(jīng)驗公式為：石灰土的最佳含水量素土的最佳含水量拌和過程中的蒸發(fā)量（約在1.5%左右）石灰反應所需的水（0.2石灰劑量）。5）密實度： 石灰穩(wěn)定土的強度隨密實度的增加而增長。實踐證明，石灰穩(wěn)定土的密實度每增減1%，強度約增減4%左右。而密實的石灰穩(wěn)定土，其抗凍性、水穩(wěn)

8、定性好，縮裂現(xiàn)象也少。 7.3 石灰穩(wěn)定類基層2、石灰穩(wěn)定材料的強度影響因素6）齡期： 石灰穩(wěn)定土的強度隨齡期增長，一般初期強度較低，前期(12個月)的增長速率較后期快 。其強度與齡期的關系可表示為： R1一個月齡期的抗壓強度； Rtt個月齡期的抗壓強度； 系數(shù)，約0.10.5。7.3 石灰穩(wěn)定類基層2、石灰穩(wěn)定材料的強度影響因素7）養(yǎng)生條件（溫度與濕度）： 溫度高，物理化學反應快，強度增長快；反之強度增長慢，在負溫條件下甚至不增長。因此，要求施工期的最低溫度應在5以上，并在第一次重冰凍(-35)到來之前1個月1個半月完成。 在一定潮濕條件下養(yǎng)生強度的形成比在一般空氣中養(yǎng)生要好。7.3 石灰穩(wěn)

9、定類基層2、石灰穩(wěn)定材料的強度影響因素 1）土質：塑性指數(shù)為1520的粘性土較好。 【總結】：2）灰質：消石灰粉或生石灰粉，級以上的技術標準，妥善保管 。 3）含水量：通過標準擊實試驗確定最佳含水量。7.3 石灰穩(wěn)定類基層2、石灰穩(wěn)定材料的強度影響因素 4）石灰劑量：存在最佳石灰劑量，對于粘性土及粉性土為8%14%；對砂性土則為9%16%。 5）拌和及壓實：土的粉碎程度和拌和的均勻性；壓實度（每增加2%，抗壓強度平均增加14.1%）。 【總結】：7.3 石灰穩(wěn)定類基層2、石灰穩(wěn)定材料的強度影響因素（6）養(yǎng)生條件與齡期：溫度高可使反應過程加快，一定的濕度為結晶和火山灰反應提供了必要的水。強度隨齡

10、期而緩慢增長，強度增長期可達810年以上?！究偨Y】：7.3 石灰穩(wěn)定類基層4、石灰穩(wěn)定類材料的混合料設計 石灰土的強度標準根據(jù)相應的公路等級和在路面結構中的層位而定。在規(guī)定溫度保濕養(yǎng)生6d、浸水ld后無側限抗壓強度標準見表。1）石灰土的強度標準表12-7 石灰穩(wěn)定細粒土的強度和壓實度標準7.3 石灰穩(wěn)定類基層4、石灰穩(wěn)定類材料的混合料設計2）混合料的設計步驟 根據(jù)強度標準，通過試驗選取合適的土，確定最佳的石灰劑量和混合料的最佳含水量。7.3 石灰穩(wěn)定類基層4、石灰穩(wěn)定類材料的混合料設計（1）制備同一種土樣、不同石灰劑量的石灰土混合料。做基層用：砂礫土和碎石土：5%、6%、7%、8%、9%。塑性

11、指數(shù)小于12的粘性土：10%、12%、13%、14%、16%。塑性指數(shù)大于12的粘性土：5%、7%、9%、11%、13%。做底基層用：塑性指數(shù)小于12的粘性土：8%、10%、11%、12%、14%。塑性指數(shù)大于12的粘性土：5%、7%、8%、9%、11%。2）混合料的設計步驟7.3 石灰穩(wěn)定類基層4、石灰穩(wěn)定類材料的混合料設計2）混合料的設計步驟（2）確定混合料的最佳含水量和最大干密度（用標準重型擊實試驗）。 至少做三個不同石灰劑量混合料的擊實試驗，即最小劑量、中間劑量和最大劑量，其余兩個混合料的最佳含水量和最大干密度用內插法確定。7.3 石灰穩(wěn)定類基層4、石灰穩(wěn)定類材料的混合料設計2）混合料

12、的設計步驟（3）按最佳含水量與工地預期達到的壓實密度制備試件，進行強度試驗，根據(jù)強度標準，選定合適的石灰劑量。 試件在規(guī)定溫度(冰凍地區(qū)202，非冰凍地區(qū)252)下保濕養(yǎng)生6d，浸水1d，進行無側限抗壓強度試驗，室內試驗的平均抗壓強度應符合7.3 石灰穩(wěn)定類基層4、石灰穩(wěn)定類材料的混合料設計2）混合料的設計步驟 【注】：工地實際采用的石灰劑量應比室內試驗確定的劑量稍多一些，集中廠拌法施工時，可只增加0.5%；路拌法施工時，宜增加1%。7.3 石灰穩(wěn)定類基層5、石灰穩(wěn)定土基層的施工 石灰穩(wěn)定土施工的主要工序有：準備下承層施工放樣備料攤鋪集料和石灰拌和與灑水整型碾壓接縫和“調頭”處的處理養(yǎng)生準備下

13、承層 石灰穩(wěn)定土的下承層表面應平整、堅實、具有規(guī)定的路拱，沒有任何松散的材料和軟弱的地點。通常應對下承層進行檢查驗收，內容有：高程、寬度、橫坡、平整度、壓實度及彎沉值。 對于底基層，應進行壓實度檢查，對于秉性底基層還應進行彎沉試驗，不合格的應進行處理。7.3 石灰穩(wěn)定類基層5、石灰穩(wěn)定土基層的施工7.3 石灰穩(wěn)定類基層5、石灰穩(wěn)定土基層的施工施工放樣 (1) 恢復中線。直線段每20m設一樁，平曲線段10m設一樁。 (2) 基層寬度。每側應比面層寬度增加0.3米，并在路肩邊緣外0.3米處設指示樁。 (3) 水準測量，在兩側指示樁上用明顯標記(如紅漆)標出石灰穩(wěn)定土層邊緣的設計高。7.3 石灰穩(wěn)定

14、類基層5、石灰穩(wěn)定土基層的施工 備料備土，備灰和計算材料用量。 (1) 備土 經(jīng)過試驗選定料場后，將樹木、草皮和雜土清除干凈。篩除粒徑大于15mm的集料。 (2) 備灰 石灰技術標準應符合表7-9的規(guī)定。生石灰應在使用的710天充分消解，并過10mm篩。進場生石灰應妥善保管，盡量縮短存放時間。 (3) 計算材料用量 先根據(jù)各路段石灰穩(wěn)定土層的厚度、寬度及預定的干密度，計算各路段需要的干集料數(shù)量，然后根據(jù)集料的含水量和運料車的噸位，計算每車料的堆放間距。7.3 石灰穩(wěn)定類基層5、石灰穩(wěn)定土基層的施工7.3 石灰穩(wěn)定類基層5、石灰穩(wěn)定土基層的施工 攤鋪集料和石灰 攤鋪集料應在攤鋪石灰的前一天進行，

15、攤鋪長度以日進度的需要量為度。但在不能封閉交通的路段及雨季施工，宜當天攤鋪集料、石灰、拌和、碾壓成型。攤鋪機械常用平地機或其他合適的機具，集料應均勻地攤鋪在預定的寬度上，表面力求平整，并有規(guī)定的路拱。攤鋪過程中，應揀除超尺寸顆粒、土塊及雜物。當土塊較多時，應進行粉碎攤鋪。如攤鋪的土含水量過小，應灑水悶料，使土的含水量接近最佳含水量。通常細粒土宜悶一夜中粒土和粗粒土，視細土含量的多少，可縮短悶料時間。7.3 石灰穩(wěn)定類基層5、石灰穩(wěn)定土基層的施工材料名稱松鋪系數(shù)說明石灰土1.53-1.58現(xiàn)場人工攤鋪土和石灰，機械拌和，人工整平石灰土1.68-1.70路外集中拌和，運到現(xiàn)場人工攤鋪石灰土、砂礫1

16、.52-1.56路外集中拌和，運到現(xiàn)場人工攤鋪 人工攤鋪混合料松鋪系數(shù)參考值7.3 石灰穩(wěn)定類基層5、石灰穩(wěn)定土基層的施工拌和 路拌法7.3 石灰穩(wěn)定類基層5、石灰穩(wěn)定土基層的施工拌和 中心站集中拌和(廠拌)法施工最終要求：拌和好的混合料應達到色澤一致，沒有灰條、灰團和花面有粗、細顆?！案C”，且水分合適和均勾。拌和結束后，應立即檢查混合料中石灰的鈣鎂含量。7.3 石灰穩(wěn)定類基層5、石灰穩(wěn)定土基層的施工整型 混合料拌和均勻后，馬上用平地機作初步整平與整型。在直線段，平地機應由兩側向中間進行刮平，在平曲線段，應由內側向外側進行刮平，必要時可再返回刮一遍。隨后拖拉機或輪胎壓路機立即在初平的路段上快速

17、碾壓一遍，以暴露潛在的不平整。再按上述步驟刮一遍，壓一遍。經(jīng)過兩次刮平、輕壓后出現(xiàn)的局部低洼處，應用齒耙將其表層5cm以上耙松，并用新拌的石灰土混合料進行找補整平。最后用平地機再整型一次，以達到規(guī)定的路拱和坡度，并注意接縫順適平整。在整型過程中，不允許任何車輛通行，并配合人工消除集料的離析現(xiàn)象。7.3 石灰穩(wěn)定類基層5、石灰穩(wěn)定土基層的施工7.3 石灰穩(wěn)定類基層5、石灰穩(wěn)定土基層的施工 碾壓 壓路機的噸位與每層的壓實厚度要一致。一般1215t三輪壓路機碾壓時，每層的壓實厚度不應超過15cm；1820t的三輪壓路機碾壓時，每層的壓實厚度不應超過20cm；大能量的振動壓路機碾壓時，每層的壓實厚度也

18、不應超過20cm。分層鋪筑時，每層的最小壓實厚度為10cm。路面兩側應多壓23遍。碾壓原則：直線段：先兩邊后中間，平曲線段：先內側后外側)，先輕后重，先慢后快，互相搭接，輪跡重疊。7.3 石灰穩(wěn)定類基層5、石灰穩(wěn)定土基層的施工 碾壓過程中應注意： 1、嚴禁壓路機在已完成的或正在碾壓的路段上“調頭”和急剎車，以免破壞穩(wěn)定土層的表面； 2、石灰土表面應始終保持潮濕，如表層水分蒸發(fā)過快，應及時補灑少量水； 3、如發(fā)生“彈簧”、松散、起皮等現(xiàn)象，應及時翻開重新拌和(加適量石灰)或用其他方法處理，使其達到質量要求。 碾壓結束之前，用平地機再終平一次，使其縱向順適，路拱和超高符合設計要求。終平應仔細進行，

19、必須將局部高出部分刮除，并掃出路外。 碾壓結束后，應馬上用灌砂法檢查壓實度。7.3 石灰穩(wěn)定類基層5、石灰穩(wěn)定土基層的施工接縫和“調頭”處的處理 石灰穩(wěn)定土的接縫處理采用對接形式，即在前一段拌和后，留下58m不作碾壓，后一段施工時，將前段留下來未壓部分與新鋪的混合料一起再進行拌和，壓實即可。當拌和機械及其他施工機械必須在已壓成的石灰穩(wěn)定土層上“調頭”時，可在“調頭”處覆蓋一層10cm厚的砂或砂礫，保護“調頭”部分的石灰穩(wěn)定土表層不受破壞。結束后，將砂(或砂礫)除去。7.3 石灰穩(wěn)定類基層5、石灰穩(wěn)定土基層的施工養(yǎng)生 每個作業(yè)段碾壓結束、并經(jīng)壓實度檢查合格后，馬上進行保濕養(yǎng)生，不得使穩(wěn)定土層表面

20、干燥，也不應忽干忽濕。養(yǎng)生時間不宜少于7天。可用灑水車經(jīng)常及時灑水進行養(yǎng)生，每天灑水次數(shù)視氣候而定。養(yǎng)生期間應封閉交通(灑水車除外)。不能封閉交通時，應在石灰穩(wěn)定土層上采取覆蓋措施，限制重車通行，其他車輛的車速不超過30km/h。7.3 石灰穩(wěn)定類基層5、石灰穩(wěn)定土基層的施工3）石灰穩(wěn)定土質量檢驗 石灰土質量檢驗 石灰穩(wěn)定粒料基層和底基層石灰穩(wěn)定土基層和底基層7.3 石灰穩(wěn)定類基層5、石灰穩(wěn)定土基層的施工3）石灰穩(wěn)定土質量檢驗石灰土基層和底基層實測項目項次檢查項目規(guī)定值或允許偏差檢查方法基層底基層高速公路 一級公路其他公路高速公路 一級公路其他公路1壓實度(%)代表值959593按附錄B檢查,

21、每200m每車道2處極值9191892平整度(mm)1212153m直尺:每200m2處*10尺3縱斷高程(mm)+5,-15+5,-15+5,-20水準儀:每200m測4斷面4寬度(mm)不小于設計值不小于設計值尺量:每200m測4處5厚度(mm)代表值-10-10-12按附錄H檢查,每200m每車道1處極值-20-25-306橫坡(%)0.50.30.5水準儀:每200m測4斷面7強度(Mpa)符合設計要求符合設計要求按附錄G檢查7.3 石灰穩(wěn)定類基層5、石灰穩(wěn)定土基層的施工3）石灰穩(wěn)定土質量檢驗石灰穩(wěn)定粒料基層和底基層實測項目項次檢查項目規(guī)定值或允許偏差檢查方法基層底基層高速公路 一級公

22、路其他公路高速公路 一級公路其他公路1壓實度(%)代表值979695按附錄B檢查,每200m每車道2處極值9392912平整度(mm)1212153m直尺:每200m2處*10尺3縱斷高程(mm)+5,-15+5,-15+5,-20水準儀:每200m測4斷面4寬度(mm)不小于設計值不小于設計值尺量:每200m測4處5厚度(mm)代表值-10-10-12按附錄H檢查,每200m每車道1處極值-20-25-306橫坡(%)0.50.30.5水準儀:每200m測4斷面7強度(Mpa)符合設計要求符合設計要求按附錄G檢查7.3 石灰穩(wěn)定類基層6、石灰穩(wěn)定土常見病害及防治 病害類型：石灰穩(wěn)定土成型時彈

23、簧、起皮、擁包及防治石灰穩(wěn)定土成型初期隆起、開裂及防治石灰穩(wěn)定土縮裂與防治7.3 石灰穩(wěn)定類基層6、石灰穩(wěn)定土常見病害及防治 石灰穩(wěn)定土成型時彈簧、起皮、擁包及防治局部含水量過大易產(chǎn)生彈簧現(xiàn)象；拌和不均或局部粗細顆粒離析現(xiàn)象易導致松散現(xiàn)象；表面過干，平地機薄層找平易造成大面積起皮；壓路機碾壓方式不當易產(chǎn)生擁包。防止方法： 1）土塊要粉碎，最大尺寸不應大于15mm，且拌和要充分均勻。2）控制好原材料（土、石灰）及混合料含水量，拌和好的混合料含水量宜大于最佳含水量+1%左右，且要拌和均勻。3）碾壓過程，石灰穩(wěn)定土表面應始終保持濕潤。4）嚴禁薄層貼補，攤鋪時“寧高勿低”，平地機最后整平時“寧漏勿補”。5）碾壓時，壓路機應遵從“先輕后重”，“先邊后中”，“先慢后快”原則連續(xù)不斷地碾壓至規(guī)定壓實度。7.3 石灰穩(wěn)定類基層6、石灰穩(wěn)定土常見病害及防治 生石灰中常含有過火石灰，消解速度慢，施工完成后，繼