半刚性基层材料组成设计.pdf

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1、半刚性基层材料组成设计 与优化 长安大学长安大学沙爱民沙爱民 内容 水泥稳定类基层技术要点 二灰稳定类基层技术要点 水泥稳定碎石基层抗裂性问题 二灰稳定类基层早强问题 稳定类基层抗冲刷问题 稳定集料基层配合比体积设计法 路面基层一般要求 应具有足够的强度和稳定性； 在冰冻地区应具有一定的抗冻性； 应具有较小的收缩(温缩及干缩)变形； 较强的抗冲刷能力。 路面基层类型 材料组成水泥稳定类、石灰粉煤灰稳定类、 水泥混凝土类、沥青稳定类、 无结合料粒料类； 力学行为半刚性、柔性、刚性； 结构组成骨架密实结构、骨架孔隙结构、 悬浮密实结构、均匀密实结构。 各结构类型基层的特点 悬浮密实型混合料中的粗集

2、料用量一般在50左右， 细集料含量较多，抗弯拉性能较好，适用于各等级公 路的基层和底基层。 骨架密实型混合料中的粗集料用量一般在75以上， 细集料含量较少，压实混合料的嵌挤强度较高，抗裂 性、抗冲刷性较好，宜用于高速公路和一级公路的基 层。 骨架孔隙结构型混合料与骨架密实型混合料相比具有 较高的孔隙率，适用于有较高路面内部排水要求的基 层。 均匀密实型混合料建筑费用较低，可用作二级及二级 以下公路路面的基层或底基层，不能用作高速公路和 一级公路的基层。 水泥稳定类基层技术要点 水泥稳定类基层技术要点 概念与分类 水泥土 水泥砂 水泥砂砾 水泥碎石 水泥稳定类基层技术要点 原材料及其技术要求 水

3、泥种类、终凝时间、标号 集料最大粒径、级配 土塑性指数 水泥 种类 普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥以及火山灰 质硅酸盐水泥均可用于水泥稳定土。快硬水 泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥不宜使 用。 终凝时间 宜选用终凝时间在6小时以上的水泥，以适应 工艺要求。 标号 宜选用低标号或一般标号(如325、425)水泥。 集料最大粒径要求 集料最大粒径要求 集料颗粒径愈大，拌和机、平地机和摊铺机等施工机械愈易磨集料颗粒径愈大，拌和机、平地机和摊铺机等施工机械愈易磨 损，粗细集料愈易产生离析，铺筑层的平整度也愈难达到要求。损，粗细集料愈易产生离析，铺筑层的平整度也愈难达到要求。 施工中应尽可能采用最大粒

4、径较小的集料，以适应机械施工。施工中应尽可能采用最大粒径较小的集料，以适应机械施工。 最大粒径要求愈小，石料的加工量愈大。最大粒径要求愈小，石料的加工量愈大。 我国目前对公路路面所用集料的最大粒我国目前对公路路面所用集料的最大粒径规定得较宽。径规定得较宽。 集料级配要求 集料级配要求 级配状况愈好，愈有利于取得好的稳定效果，且节约水泥。级配状况愈好，愈有利于取得好的稳定效果，且节约水泥。 土的均匀系数应大于土的均匀系数应大于5 5。 土的塑性要求 土的塑性要求 适宜用水泥稳定的土的范围应当是相当宽，砾石、砂、粉砂、细适宜用水泥稳定的土的范围应当是相当宽，砾石、砂、粉砂、细 砂土、粉质细砂土、粉

5、土、贫粘土、直到重粘土，都可以用水泥砂土、粉质细砂土、粉土、贫粘土、直到重粘土，都可以用水泥 稳定。稳定。 但是，要达到规定的强度，水泥剂量随粉粒和粘粒含量的增加而但是，要达到规定的强度，水泥剂量随粉粒和粘粒含量的增加而 增大。土质过粘情况下，因相应稳定要求所用水泥的剂量过高而增大。土质过粘情况下，因相应稳定要求所用水泥的剂量过高而 不经济。因此，对于二级及其以下等级的公路用水泥稳定的土，不经济。因此，对于二级及其以下等级的公路用水泥稳定的土， 液限宜不大于液限宜不大于4040，塑性指数宜不大于，塑性指数宜不大于1717；对于高级、一级公路，；对于高级、一级公路， 液限宜不大于液限宜不大于25

6、25，塑性指数宜不大于，塑性指数宜不大于6 6。 。 水泥稳定粒径较均匀的砂时，难于碾压密实。宜在砂中添加少量水泥稳定粒径较均匀的砂时，难于碾压密实。宜在砂中添加少量 塑性指数小于塑性指数小于1212的粘性土的粘性土( (亚砂土亚砂土) )、或石灰土、或石灰土( (土的塑性指数较大土的塑性指数较大 量量) )、或添加、或添加20%20%40%40%的粉煤灰以改善土的颗粒分布。的粉煤灰以改善土的颗粒分布。 塑性指数大于塑性指数大于1717的土，宜采用石灰稳定，或用水泥和石灰综合稳的土，宜采用石灰稳定，或用水泥和石灰综合稳 定。 定。 水泥稳定类基层技术要点 混合料组成设计方法 （一）强度标准确定

7、 半刚性、刚性 （二）原材料检验 （三）室内试验步骤 水泥稳定类基层技术要点 结构形成过程 水泥自身的凝结硬化作用 水泥水化产物与土之间的作用 水泥稳定类基层技术要点 路用性能及技术参数 （一）强度 （二）变形特性 （三）体积变化 （四）压实特性 影响水泥土强度的因素有土质、水泥成分和剂量、成型影响水泥土强度的因素有土质、水泥成分和剂量、成型 含水量、工艺过程、养生条件等含水量、工艺过程、养生条件等 1.1.土质的影响 土质的影响 土的矿物成分对水泥稳定土的性质具有重要的影响。土的矿物成分对水泥稳定土的性质具有重要的影响。 除有机质或硫酸盐含量高的土以外，各种砂砾土、砂除有机质或硫酸盐含量高的

8、土以外，各种砂砾土、砂 土、粉土和粘土均可用水泥稳定，但是稳定效果不土、粉土和粘土均可用水泥稳定，但是稳定效果不 同。同。 要达到规定的强度，稳定土所需水泥剂量随粉粒和粘要达到规定的强度，稳定土所需水泥剂量随粉粒和粘 粒含量的增加而增高。粒含量的增加而增高。 稳定重粘土水泥用量过高而不经济，并且难于粉碎和稳定重粘土水泥用量过高而不经济，并且难于粉碎和 拌和。级配良好的土用水泥稳定时，水泥用量低，并拌和。级配良好的土用水泥稳定时，水泥用量低，并 可取得满意和稳定效果。可取得满意和稳定效果。 一般限定适用范围为土的液限不大于一般限定适用范围为土的液限不大于4040，塑性指数不，塑性指数不 大于大于

9、2020。 。 2.2.水泥的影响 水泥的影响 对于同一种土，水泥矿物成分是决定水泥土强度的主对于同一种土，水泥矿物成分是决定水泥土强度的主 导因素。在通常的情况下，硅酸盐水泥的稳定效果较导因素。在通常的情况下，硅酸盐水泥的稳定效果较 好，而铝酸盐水泥则较差。 好，而铝酸盐水泥则较差。 当水泥的矿物成分相同时，水泥土的强度随着水泥比当水泥的矿物成分相同时，水泥土的强度随着水泥比 表面和活性的增大而提高。 表面和活性的增大而提高。 水泥土的强度一般地随着水泥剂量的增加，水泥土的水泥土的强度一般地随着水泥剂量的增加，水泥土的 强度增加，不存在最佳水泥剂量。存在一个经济用强度增加，不存在最佳水泥剂量

10、。存在一个经济用 量量。 3.3.含水量的影响 含水量的影响 当水泥稳定土混合料中含水不足时，水泥就要与土争当水泥稳定土混合料中含水不足时，水泥就要与土争 水。水泥正常水化所需要的水量约为水泥重量的水。水泥正常水化所需要的水量约为水泥重量的20%20%。 水泥土的含水量不适宜时，也不能保证大土团被粉碎水泥土的含水量不适宜时，也不能保证大土团被粉碎 和水泥在土中的均匀分布，更不能保证达到最大压实和水泥在土中的均匀分布，更不能保证达到最大压实 度的要求。 度的要求。 水泥土的含水量水泥土的含水量- -密实度关系与素土一样，对于一定的密实度关系与素土一样，对于一定的 压实功能，存在一个能达到最大密实

11、度的最佳含水压实功能，存在一个能达到最大密实度的最佳含水 量。但相应于最大密实度的最佳含水量不一定就是相量。但相应于最大密实度的最佳含水量不一定就是相 应于强度最高的含水量。应于强度最高的含水量。 一般对于砂性土，最高强度的含水量较最佳密实度的一般对于砂性土，最高强度的含水量较最佳密实度的 含水量为小；而对于粘性土，则相反。含水量为小；而对于粘性土，则相反。 4.4.成型工艺影响 成型工艺影响 水泥、土和水拌和得愈均匀，水泥土的强度和水泥、土和水拌和得愈均匀，水泥土的强度和 稳定性愈高。拌和不均匀会使在水泥剂量少的稳定性愈高。拌和不均匀会使在水泥剂量少的 地方强度不能满足设计要求，而在水泥剂量

12、多地方强度不能满足设计要求，而在水泥剂量多 的地方则裂缝增加。 的地方则裂缝增加。 从开始加水拌和到完成压实的延迟时间，对水从开始加水拌和到完成压实的延迟时间，对水 泥土的密实度和强度有很大的影响。湿拌时间泥土的密实度和强度有很大的影响。湿拌时间 或湿拌结束后延迟压实前的闷料时间过长，水或湿拌结束后延迟压实前的闷料时间过长，水 泥就会产生部分结硬作用。这一方面影响到水泥就会产生部分结硬作用。这一方面影响到水 泥土的压实度，从而影响到强度。规定水泥土泥土的压实度，从而影响到强度。规定水泥土 必须在加水拌和后必须在加水拌和后2 2小时内压实完毕。小时内压实完毕。 5.5.养生条件影响 养生条件影响

13、 水泥稳定土需要湿治养生，使在混合料中能维持足够水泥稳定土需要湿治养生，使在混合料中能维持足够 的水分，以满足水泥水化的需要。养生温度愈高，水的水分，以满足水泥水化的需要。养生温度愈高，水 泥土的强度增长得愈快。 泥土的强度增长得愈快。 水泥土的强度随龄期而增长。在初期水泥土的强度随龄期而增长。在初期1 12 2个月期间个月期间 内，水泥土的抗压强度与龄期的对数间大致呈直线关内，水泥土的抗压强度与龄期的对数间大致呈直线关 系。直线的斜率取决于水泥剂量、养生温度、密实度系。直线的斜率取决于水泥剂量、养生温度、密实度 及压实时的含水量。及压实时的含水量。 水泥稳定土混合料延迟成型时间 对干密度影响

14、 水泥稳定土不同延迟时间成型的最佳含水量、最大水泥稳定土不同延迟时间成型的最佳含水量、最大 干密度试验结果表明：干密度试验结果表明： （1 1）在不同水泥剂量下均随着延迟时间的增加，水泥）在不同水泥剂量下均随着延迟时间的增加，水泥 稳定土的最佳含水量在增大，最大干密度在降低。并且稳定土的最佳含水量在增大，最大干密度在降低。并且 ，随着延迟时间的增加，最大干密度的降低幅度在增大，随着延迟时间的增加，最大干密度的降低幅度在增大 。 （2 2）同一种土，相同延迟时间条件下，随着水泥剂量）同一种土，相同延迟时间条件下，随着水泥剂量 的增加，最大干密度降低幅度减小。的增加，最大干密度降低幅度减小。 延迟

15、时间对水泥稳定土（土1）的最佳含水量、最大干密度影响试验结果 12水泥剂量 14水泥剂量 延迟时间（小 时） 最佳含水量 （） 最大干密 度 (g/cm 3) 相对于不延迟的降 低幅度 最佳含水量 （） 最大干密 度 (g/cm 3) 相对于不延迟的降低 幅度(%) 0 13.5 1.77 11.0 1.79 2 14.2 1.73 2% 13.5 1.77 1% 4 14.6 1.70 4% 14.4 1.76 2% 6 16.9 1.68 5% 14.9 1.73 3% 延迟时间对水泥稳定土（土2）的最佳含水量、最大干密度影响结果 12%水泥剂量 14%水泥剂量 延迟时间（小 时） 最佳含

16、水量 (%) 最大干密度 (g/cm 3) 相对于不延迟的降 低幅度 最佳含水量 (%) 最大干密度 (g/cm 3) 相对于不延迟的降 低幅度 0 15.0 1.76 13.3 1.78 2 16.2 1.73 2% 16.1 1.76 1% 4 16.5 1.71 3% 16.5 1.72 3 6 18.5 1.69 4% 17.7 1.70 4 水泥稳定土（土1）7天龄期抗压强度 延迟成型时间12水泥剂量 14水泥剂量 抗压强度 相对于延迟成型2小时的 强度损失 抗压强度 相对于延迟成型2小时的 强度损失 2小时 1.32 1.65 4小时 1.10 17 1.41 14 6小时 0.9

17、8 26 1.27 23 水泥稳定土（土2）7天龄期抗压强度（MPa） 12%水泥剂量 14%水泥剂量 混合料延迟成型时间对抗压强度的影响 延迟成型时间 抗压强度 相对于延迟2小时的强度损失 抗压强度 相对于延迟2小时的强度损失 2小时 1.47 1.70 4小时 1.36 7% 1.65 3 6小时 1.20 18% 1.55 9 1 1）两种土质在不同水泥剂量下均随延迟成型时间）两种土质在不同水泥剂量下均随延迟成型时间 的加长，的加长，7 7天龄期的抗压强度降低，并且，强度损失天龄期的抗压强度降低，并且，强度损失 幅度随延迟成型时间的加长而增大。幅度随延迟成型时间的加长而增大。 2 2）同

18、一种土，相同延迟时间条件下，随水泥剂量）同一种土，相同延迟时间条件下，随水泥剂量 的增大，抗压强度仍增大。但随着水泥剂量的增大的增大，抗压强度仍增大。但随着水泥剂量的增大 ，强度损失幅度减小。，强度损失幅度减小。 3 3）相同水泥剂量和延迟时间条件下，土）相同水泥剂量和延迟时间条件下，土2 2的强的强 度损失比土度损失比土1 1小得多。小得多。 延迟成型时间对密实度和强度影响的机理分析 对密实度影响机理 对密实度影响机理 （1）随着延迟时间的增大，水泥的水化程度在加深，所需必须起 润滑作用的含水量增大，导致最佳含水量的增大，干密度降低。 （2）由于水泥的比重比土大，因此，随着水泥剂量增大，水泥

19、稳 定土密度增加。 对强度影响机理 对强度影响机理 （1）延迟成型时间后，水泥稳定土中已经形成的水化产物的结构 在碾压时遭受到破坏，因而延迟时间损失了水泥稳定土的抗压强度。 （2）对于不同水泥剂量的同一种土，延迟相同时间，水泥剂量大 的水泥稳定土中的水化产物多，从而具有较高的抗压强度，其强度 基数大，所以相对降低幅度小。 二灰稳定类基层技术要点 二灰稳定类基层技术要点 概念与分类 二灰土 二灰集料 二灰砂砾 二灰碎石 二灰矿渣 二灰稳定类基层技术要点 原材料及其技术要求 石灰种类、等级、保存 粉煤灰种类 硅铝型、高钙型；干灰、湿灰 技术要求 活性成分含量硅、铝、铁的氧化物 含炭量烧失量 细度比

20、表面积 集料最大粒径、级配 土塑性指数 二灰稳定类基层技术要点 混合料组成设计方法 （一）强度标准确定 （二）原材料检验 （三）确定混合料比例原则 1。石灰与粉煤灰 2。二灰与土 （四）室内试验步骤 二灰稳定类基层技术要点 结构形成过程 石灰的水化解离作用 离子交换作用与絮凝团聚作用 石灰与粉煤灰和土之间的火山灰作用 石灰自身的结晶与碳化作用 二灰稳定类基层技术要点 路用性能及技术参数 （一）强度 （二）疲劳性质 （三）体积变化 （四）耐久性 水泥稳定碎石抗裂性问题 水泥稳定碎石材料的收缩性能取决于材料 的组成配比，合适的材料配合比可以显著地减 少结构层的收缩和增加结构层的抗裂性。水泥 稳定碎

21、石的级配和水泥剂量的变化将影响其温 缩、干缩性。 1、收缩试验研究方案 在进行收缩试验研究时，水泥稳定碎石 配合比方案采用五种级配、三种水泥剂量。 这五种级配是在原规范规定级配范围内的细 化，即原级配范围的上限、中限、下限和上 顶下底以及下顶上底；三种水泥剂量取常用 剂量即4、6和8。 0 20 40 60 80 100 120 0.75以下0.750.62.364.759.51931 筛孔直径（mm） 通过率（%） 上限 下限 中限 从上顶到下底 从下顶到上底 2、水泥稳定碎石温度收缩特性 分析温度收缩系数测试结果，可得出以下规律： 1）各龄期材料的温度收缩系数随温度区间的变化规 律 无论是

22、短龄期还是长龄期，总体来看，高温区0 60的温度收缩系数大于低温区-300的温度收 缩系数。并且，随着温度的下降，温缩系数有减小的 趋势 2）温度收缩系数随集料级配的变化规律 龄期相同和水泥剂量相同条件下，根据水泥稳定碎石 基层在低温段、高温段和总体上的平均温度收缩系数变化 情况，可以得出平均温度收缩系数大小排序如下： 上限-6从下顶到上底-6中限-6从上顶到下底-6下限-6 （3）不同龄期而相同配合比的水泥稳定碎石材料的温缩 规律 从28天龄期到90天， 温缩系数增加明显， 从90天龄 期到180天，温缩系数增加幅度较小。 （4）相同配比、不同水泥剂量的水泥稳定碎石材料的温 缩规律 由水泥剂

23、量与温缩系数的关系曲线可知， 6水泥剂 量的温缩系数最小。 在相同龄期条件下，随着水泥含量的 增加，水泥稳定碎石中的胶结物含量增加有正反两方面效 应：胶结物含量增加产生的材料颗粒间的约束和牵制作用 利于降低材料的温缩系数；胶结物含量增加带来的次生矿 物含量的增加倾向于增加材料的温缩系数。所以，在某一 水泥剂量如6时温缩系数最小。 3、水泥稳定碎石干燥收缩特性 分析温度收缩系数测试结果，可得出以下规律： 1）水泥稳定碎石干燥收缩系数随含水量的变化规律 水泥稳定碎石材料的干燥收缩系数随含水量的变化是 一近似凸型抛物线，有一最大干燥收缩系数。水泥稳定碎 石材料，大约在含水量为14时，干燥收缩系数最大

24、。 这一变化趋势也可以从填料的毛细管张力作用，吸附水和 分子间力作用以及层间水的收缩力作用的干燥收缩效应得 到解释。 2）最大干燥收缩系数对应含水量与配合比的变化关系 最大干缩系数所对应的含水量随集料变粗逐渐减小。 即： 上限-6从下顶到上底-6中限-6从上顶到下底-6下限-6。 3）最大累计干缩应变和平均干缩系数随配合比的变化规律 累计干缩应变、平均干缩系数按照:上限-6从下顶到上 底-6中限-6从上顶到下底-6下限-6的顺序在逐渐减小。 由上限-6 中限-6 下限-6的规律可见，干缩性与集 料的级配类型也有一定的相关性。 至于从下顶到上底-6中限-6从上顶到下底-6，说 明由小于0.075

25、mm以下的填料含量所决定的干缩力对干缩 系数的影响大于级配类型对干缩系数的影响。 4）水泥稳定碎石材料干缩系数随龄期增长的变化规律 随龄期的增加，同一配合比的水泥稳定碎石材料的干 燥收缩值在变小。 5）水泥稳定碎石材料干缩系数随水泥剂量的变化规律 相同龄期，相同配合比的水泥稳定碎石材料随着水 泥剂量的增加，干缩系数增大。 二灰稳定类材料早强问题 二灰稳定类基层早强技术分析 掺加水泥 掺加粗骨料 预拌闷料 掺加早强剂 早强剂原理 碱对粉煤灰的加速溶解作用； 碱性介质对强度形成过程的保证作用； 早强剂自身的硬凝作用。 路面基层冲刷问题 路面基层冲刷过程 接缝、裂缝处雨水下渗基层顶面湿软 行车荷载作

26、用下唧泥面层底面脱空弯 拉应力过大而破坏 唧泥原因：动水压力 水泥混凝土路面、沥青混凝土路面、水泥混凝 土桥面冲刷破坏 在MTS上实现的冲刷试验装置 试件 水 垫板 压头 a 压头 垫板 水 试件 试验条件对抗冲刷性能的影响规律 （a）水泥土 0 50 100 150 200 250 300 5 10 15 20 25 30 时间(分钟) 冲刷量(克) 0.5MPa 10HZ 0.5MPa 15HZ 0.5MPa 20HZ 0.5MPa 25HZ （b）水泥砂砾 作用力相同、作用频率不同条件下的冲刷量随时间的变化 0 10 20 30 40 50 5 10 15 20 25 30 时间(分钟)

27、 冲刷量(克) 0.5MPa 10HZ 0.5MPa 15HZ 0.5MPa 20HZ 0.5MPa 25HZ 试验条件对抗冲刷性能的影响规律 （a）水泥土 作 用 次 数 : 1 8 0 0 0 次 1 0 9 1 0 9 . 5 1 1 0 1 1 0 . 5 1 1 1 1 1 1 . 5 1 0 H Z1 5 H Z2 0 H Z 频 率 冲 刷 量 ( （b）水泥砂砾 相同作用力和作用次数条件下冲刷量随频率的变化 作用次数:18000次 30 35 40 45 10HZ15HZ20HZ 频率 冲刷量(克) 试验条件对抗冲刷性能的影响规律 （a）水泥土 0 50 100 150 200

28、 510 15 20 25 30 时间(分钟) 差刷量(克) 0.3MPa 10HZ 0.5MPa 10HZ 0.7MPa10HZ （b）水泥砂砾 作用频率相同、作用力不同条件下的冲刷量随时间的变化 0 10 20 30 40 50 51015202530 时间(分钟) 冲刷量(克) 0.3MPa 10HZ 0.5MPa 10HZ 0.7MPa 10HZ 试验条件对抗冲刷性能的影响规律 （a）水泥土 作用次数:18000次 0 50 100 150 200 0.3MPa0.5MPa0.7MPa 作用力 冲刷量(克) （b）水泥砂砾 相同作用频率和作用次数条件下冲刷量随作用力大小的变化 作用次数

29、:18000次 0 10 20 30 40 50 0.3MPa0.5MPa0.7MPa 作用力 冲刷量(克) 综合路面基层实际冲刷状态和室内试验的可实 现性和敏感性，推荐标准冲刷试验条件是：作 用力为0.5MPa，作用频率为10Hz；作用总时段 为30min。 稳定细粒土基层材料试验结果与分析 （a）石灰土 0 50 100 150 200 250 510 15 20 25 30 时间(分钟) 冲刷量(克) 水泥土(4%) 水泥土(6%) 水泥土(8%) 水泥土 (6%)95% （b）水泥土 0 50 100 150 200 250 510 15 20 25 30 时间(分钟) 冲刷量(克)

30、石灰土(8%) 石灰土(10%) 石灰土(12%) （c）二灰土稳定细粒土的冲刷试验条件：0.5MPa 10Hz 0 5 10 15 51015202530 时间(分钟) 冲刷量(克) 二灰土 (10:30:60) 二灰土 (10:40:50) 稳定粗粒土基层材料试验结果与分析 （a）水泥砂砾 0 2 0 4 0 6 0 8 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 时 间 ( 分 钟 ) 冲 刷 量 ( 水 泥 砂 砾 ( 4 % ) 水 泥 砂 砾 ( 6 % ) 水 泥 砂 砾 ( 8 % ) 水 泥 砂 砾 ( 6 % ) 9 5 % （b）二灰砂砾 0 2 4 6 8 10 5

31、10 15 20 25 30 时间(分钟) 冲刷量(克) 二灰砂砾 (10:30:60) 二灰砂砾 (10:40:50) （c）水泥碎石 （d）二灰碎石 0 2 4 6 8 10 12 510 15 20 25 30 时间(分钟) 冲刷量(克) 二灰碎石 (10:30:60) 二灰碎石 (10:40:50) 稳定粗粒土的冲刷试验条件0.5MPa；10Hz 试验条件:0.5MPa 10Hz 0 10 20 30 40 50 60 510 15 20 25 30 时间(分钟) 冲刷量(克) 水泥碎石 (4%) 水泥碎石 (6%) 水泥碎石 (8%) 结论 1无机结合料（石灰、水泥、二灰）稳定细粒土

32、的冲刷 量随冲刷时间的延长而线性增长；稳定粗料土的冲刷量随 冲刷时间的延长呈曲线增长，早期增长速率大，后期增长 速率减缓。 1无机结合料（石灰、水泥、二灰）稳定细粒土的冲刷 量随冲刷时间的延长而线性增长；稳定粗料土的冲刷量随 冲刷时间的延长呈曲线增长，早期增长速率大，后期增长 速率减缓。 2无机结合料稳定细粒土在相同时段内的冲刷量均随 着结合料剂量的增大而减小。常用结合料剂量下，二灰 土、水泥土较好，石灰土较差。相同水泥剂量与集料级配 条件下，水泥或二灰碎石的抗冲刷性能优于石灰或二灰砂 砾。其中，水泥稳定条件下该规律更明显。 2无机结合料稳定细粒土在相同时段内的冲刷量均随 着结合料剂量的增大而

33、减小。常用结合料剂量下，二灰 土、水泥土较好，石灰土较差。相同水泥剂量与集料级配 条件下，水泥或二灰碎石的抗冲刷性能优于石灰或二灰砂 砾。其中，水泥稳定条件下该规律更明显。 3随着压实度降低，半刚性基层材料的抗冲刷能力显 著下降。 3随着压实度降低，半刚性基层材料的抗冲刷能力显 著下降。 4透水性基层材料一方面具有良好的抗冲刷能力，另 一方面因大孔隙的影响，材料结构强度和整体性降低。 4透水性基层材料一方面具有良好的抗冲刷能力，另 一方面因大孔隙的影响，材料结构强度和整体性降低。 5无机结合料稳定粗粒土的抗冲刷性能与其抗压强度 大小的关系不及稳定细粒土密切。 5无机结合料稳定粗粒土的抗冲刷性能

34、与其抗压强度 大小的关系不及稳定细粒土密切。 稳定集料基层配合比 体积设计方法 稳定集料基层配合比 体积设计法步骤 （一）、集料级配的确定（一）、集料级配的确定 骨架密实型混合料的集料级配应按逐级填充 方法，通过试验确定。 （二）、集料空隙率的确定（二）、集料空隙率的确定 1、确定集料的配合比1、确定集料的配合比 根据设计级配范围及各规格集料的级配情况 确定集料的配合比。如：1号料：2号料：3号 料=w1：w2：w3(内掺配合比) 2、测定各档集料的视密度和吸水率2、测定各档集料的视密度和吸水率 按集料试验规程分别测定各档集料的视密度, 如1号料、2号料、3号料的视密度分别记为 1、2、3，

35、合 成 集 料 的 视 密 度 集 料 =1/(w1/1+w2/2+w3/3)； 按集料试验规程分别测定各档集料的吸水 率。如1号料、2号料、3号料的吸水率分别为 X1、X2、X3，则合成集料的吸水率 w集料=（X1*w1+X2*w2+X3*w3）/100。 3、测定集料的堆积密度以及压实密度3、测定集料的堆积密度以及压实密度 测定按配合比合成的集料润湿时堆积密度PD、振 实密度PZ 4、计算集料的空隙率4、计算集料的空隙率 集料堆积空隙率： VvD=(1-D/集料)*100% 集料振实空隙率： VvZ=(1-Z/集料)*100% （二）、结合料组成与密度的确定（二）、结合料组成与密度的确定

36、对于石灰粉煤灰稳定集料，根据经验或通过 不同比例的二灰强度试验确定石灰、粉煤灰之 间的比例。 通过击实试验测定上述比例条件下的二灰的 最大干密度Dmax二灰和最佳含水量w二灰 （三）、混合料重量配合比的确定（三）、混合料重量配合比的确定 1、石灰、粉煤灰的用量计算1、石灰、粉煤灰的用量计算 混合料中二灰用量的体积百分率（Vv二灰）应在 集料的堆积空隙率（VvD）与振实空隙率（VvZ） 之间，设计时可按振实空隙率（VvZ）计算，即取 Vv二灰= VvZ。试拌试铺时若发生离析或摊铺困难 时可增大二灰用量，但最大体积百分率不应大于 集料的堆积空隙率（VvD）。 1m3混合料中二灰的重量W 二灰 =1

37、 Vv 二灰 Dmax二灰 根据二灰之间的比例可计算出Dmax二灰中石灰W石灰 和粉煤灰重量W粉煤灰。 2、集料用量计算2、集料用量计算 按振实密度（VvZ）计算单位体积混合 料集料的重量。 1m3混合料中集料的重量W集料=1Z 其中，1号料W1=W集料w1/100 2号料W2=W集料w2/100 3号料W3=W集料w3/100 3、混合料的重量配合比3、混合料的重量配合比 按1m3混合料集料、二灰的用量确定其质量 百分比。即： 二灰质量百分率w二灰= W二灰/（W二灰+W集料） 100% 集料质量百分率w集料= W集料/（W二灰+W集料） 100% 石灰质量百分率w石灰= W石灰/（W二灰+

38、W集料） 100% 粉煤灰质量百分率w粉煤灰= W粉煤灰/（W二灰+W集 料）100% 1号料质量百分率w1= W1/（W二灰+W集料）100% 2号料质量百分率w2= W2/（W二灰+W集料）100% 3号料质量百分率w3= W3/（W二灰+W集料）100% 混合料的重量百分比： w 石灰：w粉煤灰：w1： w2： w3 可作为目标配合 比。 4、混合料的最佳含水量与最大干密度的确定4、混合料的最佳含水量与最大干密度的确定 按w石灰：w粉煤灰：w1： w2： w3配料并进行重型击 实试验，可确定混合料最大干密度和最佳含水量。 再按静压或振动方法制件验证7d抗压强度。 作为校核，混合料最大干密

39、度和最佳含水量也 可按下列理论公式计算： pmax=合成集料的振实密度集料体积百分率+二灰最 大干密度二灰体积百分率 =Z*(1-Vv二灰) + Dmax二灰*Vv二灰 Wopt=二灰最佳含水量二灰重量百分率+集料饱和面 干含水量集料重量百分率+KW =w二灰w二灰+w集料w集料+KW KW为修正系数，一般为0.50.8%。 重型击实试验结果与理论公式计算结果若相差 较大，应查找原因。相差不大时由重型击实试验结 果确定。 （四）、混合料生产配合比的确定（四）、混合料生产配合比的确定 根据目标配合比w 石灰：w粉煤灰：w1： w2： w3，再考虑各种原材料的自然含水率，可计算 出生产1吨混合料的各种原材料用量 石灰用量= w石灰*（1+自然含水率）*1000 kg 粉煤灰用量= w粉煤灰*（1+自然含水率）*1000 kg 1 号料用量= w1*（1+自然含水率）*1000 kg 2号料用量= w2*（1+自然含水率）*1000 kg 3号料料用量= w3*（1+自然含水率）*1000 kg 生产含水率应根据天气情况在最佳含水量 基础上增加1-2%。加水量应扣除各材料的自然 含水量后。 Thank you for your attention!