其他沥青混合料.docx
- 文档编号:28854910
- 上传时间:2023-07-20
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:133.16KB
其他沥青混合料.docx
《其他沥青混合料.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《其他沥青混合料.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
其他沥青混合料
第六章无机结合料稳定类混合料
本章主要叙述了以水泥稳定类、石灰稳定类和石灰、粉煤灰稳定类为代表的无机结合料稳定类混合料,阐述了这类材料的强度形成机理和收缩特性,介绍了各自的适用范围和混合料设计组成方法。
6.1水泥稳定类混合料
6.1.1水泥稳定类混合料的技术性质
水泥稳定类的强度特征及影响因素
强度形成机理
水泥稳定类混合料的强度形成主要取决与水泥水化硬化、离子交换和火山灰反应过程。
材料组成材料对强度的影响
影响水泥稳定类混合料强度的主要因素有水泥剂量、土质、集料颗粒组成等。
图6.1土质、养生温度与水泥稳定土强度的关系曲线
表6.1三种级配水泥稳定集料的7d抗压强度和干密度测试值
序号
>4.75㎜颗粒含量(%)
7d抗压强度(MPa)
最大干密度(g/㎝
)
1
70
4.8
2.30
2
65
5.5
2.31
3
60
5.8
2.35
不同结构类型的水泥稳定碎石在水泥用量相同的条件下,强度也会有所不同。
图6.2不同结构类型水泥稳定碎石
环境因素对强度的影响
养生温度——直接影响水泥的水化进程,因而对水泥稳定土的强度有很明显的影响,在相同龄期时,养生温度越高,水泥稳定土的强度也越高。
延迟时间——对水泥稳定土的强度有显著影响。
延迟时间是指水泥稳定土施工过程中,从加水拌和开始至碾压结不束所经历的时间
图6.3延迟时间与水泥稳定砂砾强度和干密度的关系曲线
收缩特性及影响因素
产生收缩的原因:
水泥稳定土在形成强度的硬化过程中,也会出现因温度变化而引起的温度收缩和因水分变化而引起的干燥收缩。
不同温度下,水泥稳定土中塑性土含量对其温缩系数的影响较大。
水泥稳定土的温缩系数随温度降低的变化幅度越来越大,并以水泥土变化幅度最大,而水泥稳定无塑性集料在不同负温度时的温缩系数变化较小。
影响收缩的因素:
水泥稳定土的干缩系数受粒料含量及矿物成分的影响。
水泥剂量的关系曲线,当水泥剂量降低,粒料含量增多时,水泥稳定砂砾的干缩系数减小。
水泥稳定砂砾的制件含水量对其干缩应变也有较大的影响。
图6.4水泥稳定土干缩系数与水泥剂量的关系曲线
水泥稳定类混合料的适用性
水泥稳定类材料具有较其它稳定类材料高的强度、刚度和稳定性,可适用于各种交通类别道路的基层和底基层。
但是水泥土在干缩性和水稳定性上有着与石灰土相同的缺陷,不应用作高等级沥青路面的基层,只能作为底基层;在高速公路和一级公路公路的水泥混凝土面层下,水泥土也不应用作基层。
6.1.2水泥稳定类混合料的组成设计
材料组成设计要求
水泥稳定类材料主要用于路面基层、底基层。
在路面结构中,基层是直接位于面层下,承受面层传来的车轮荷载垂直压力作用,并将其向下面层次扩散分布,同时起到调节和改善路基路面水温状况的作用,并为施工提供稳定而坚实的工作面。
所以,对无机结合稳定类混合料技术性质的要求主要包括强度、抗变形能力和水稳性等。
根据(JTJ034-2000),水泥稳定类材料7d浸水抗压强度应符合表6.2。
表6.2水泥稳定类材料的抗压强度(JTJ034-2000)
混合料类型
高速公路、一级公路
二级和二级以下公路
基层(MPa)
底基层(MPa)
基层(MPa)
底基层(MPa)
水泥稳定类
3~5③
1.5~2.5③
2.5~3.0④
1.5~2.0④
原材料要求
水泥
普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥,都可用于水泥稳定土。
水泥稳定类混合料用集料与土
适宜用水泥稳定的材料有:
级配碎石、未筛分碎石、砂砾、碎石土、砂砾土、煤矸石和各种粒状矿渣等,集料中不宜含有塑性指数较大的细土,或应控制其含量。
用于各种类别道路等级不同层位的集料的的最大粒径和压碎值要求,见表6.3。
表6.3水泥稳定土用集料的技术要求
道路等级
高速公路及一级公路
二级和二级以下公路
结构层位
基层
底基层
基层
底基层
最大粒径(方孔筛)(mm)≤
31.5
37.5
37.5
53
压碎值(%)≤
30
30
35
40
表6.4适宜于水泥稳定的集料的颗粒组成范围(JTJ034~2000)
道路等级
结构
层位
通过下列筛孔的质量百分比(%)(㎜)
53
37.5
31.5
26.5
19.0
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.075
0.002
二级和二级以下公路
底基层
100
-
-
-
-
-
50~100
-
-
17~100
0~50
0~30
基层
-
90~100
-
66~100
54~100
39~100
28~84
20~70
14~57
8~47
0~30
-
高速公路、一级公路
底基层
-
100
-
-
-
-
50~100
-
-
17~100
0~30
-
-
100
90~100
-
67~90
45~68
29~50
18~38
-
8~22
0~7②
-
基层
-
-
100
90~100
72~89
47~67
29~49
17~35
-
8~22
0~7②
-
注:
①用于基层的混合料中不宜使用含有塑性指数的土;
②集料中0.5㎜以下细粒土中有塑性指数时,小于0.075㎜颗粒含量不应超过5%
水泥剂量
表6.5水泥剂量推荐范围(JTJ034-2000)
结构层位
土的类型
水泥剂量(%)
基层
底基层
中粒土和粗粒土
3,4,5,6,7
3,4,5,6,7
塑性指数小于12的土
5,7,8,9,11
4,5,6,7,9
其它细粒土
8,10,12,14,16
6,8,9,10,12
设计内容与步骤
设计内容
水泥稳定类材料的组成设计,主要是根据相关规范中的强度标准,通过试验选取最适宜稳定的土类,确定必须的水泥用量和混合料的最佳含水量,在需要改善土的颗粒组成时,开包括掺加比例。
水泥稳定类材料的各项试验应该按照《无机结合料稳定材料试验规程》进行。
步骤
a.制备被稳定材料,并在其中中加入不同剂量的水泥。
b.确定混合料最大干密度和最佳含水量。
至少应做三个不同水泥剂量的混合料击实试验,即最小剂量、中间剂量、最大剂量,其他剂量的混合料最大干密度和最佳含水量可用内插法确定。
c.按照工地预定达到的压实度和确定的最大干密度、最佳含水量在室内成型试件,并养生,养生条件:
在规定温度下保湿养生6天,浸水1天后,进行7天无侧限抗压强度测试。
d.根据测试结果,选择合适的材料组成比例。
6.2石灰稳定类
6.2.1石灰稳定土的技术性质
石灰稳定土的强度
石灰稳定土的强度形成机理
石灰稳定土强度的形成与发展是通过机械压实、离子交换反应、氢氧化钙结晶和碳酸化反应,以及火山灰反应等一系列复杂、交织的物理一化学作用过程完成的。
石灰稳定土强度的影响素
a.石灰的细度
石灰细度越大,在相同剂量下与土粒的作用越充分,反应进行得越快,稳定效果越好。
b.土与集料
图6.5土质对石灰稳定土搞压强度的影响
工程实践表明:
塑性指数15~20的粘土,易于粉碎和拌和,便于碾压成型,施工和使用效果都较好。
塑性指数更大的重粘土虽然含粘土矿物较多,但由于不易破碎拌和,稳定效果反而不佳。
塑性指数小于12的土则不宜用石灰稳定,最好用水泥来稳定。
对于无粘性或无塑性指数的集料,单纯用石灰稳定的效果远不如用石灰稳定的效果。
c.石灰稳定土的最佳含水率
图6.6石灰稳定土的压实曲线
d.养生条件和龄期
石灰稳定土中的火山灰反应的进程缓慢,其强度随着龄期的增大而增长,甚至到180d时,石灰稳定土的强度还会继续增长。
所以,7d或28d龄期的强度试验结果,并不能代表石灰稳定土的最终强度,石灰土的强度随龄期的增长大体的符合指数规律。
石灰稳定土的体积收缩特征
温度胀缩原因及影响因素分析
在石灰稳定土中液相的热胀缩系数比固相部分的热胀缩系数大4~7倍,温度升高时,水的扩张压力使固体颗粒间距离增大而产生膨胀,反之,则产生收缩。
毛细管张力的作用只有当含水量在一定的范围内时才存在,当材料过干或过湿时,这种作用消失。
所以在干燥和饱水状态下,稳定土的温缩系数值远比含水而非饱水状态下的值小。
干燥收缩及影响因素分析
石灰稳定土的干燥收缩主要是由于水分蒸发而产生的,稳定土的干缩系数随着龄期的增长而减小,初期下降较快,随后逐渐缓慢。
图6.7干缩系数与砂砾含量关系
石灰稳定土的适用性
石灰土禁止用作高等级路面的基层,只能作为高等级路面的底基层,或一般交通量道路路面的基层。
砂砾或碎石含量小于50%的悬浮式石灰稳定集料土虽然比石灰土的收缩性小,但同样具有遇水后表层软化的抗水冲刷能力差的缺点,这种悬浮式石灰粒料也不宜用作高等级路面的基层。
6.2.2石灰稳定类材料组成材料设计
材料组成设计要求
根据(JTJ034-2000),石灰稳定类材料7d浸水抗压强度应符合表6.6。
表6.6石灰稳定类材料的抗压强度(JTJ034-2000)
混合料类型
高速公路、一级公路
二级和二级以下公路
基层(MPa)
底基层(MPa)
基层(MPa)
底基层(MPa)
石灰稳定类
-
≥0.8
≥0.8
0.5~0.7②
原材料要求
石灰
石灰质量应符合3级以上消石灰或生石灰的技术要求。
石灰稳定类材料所用集料与土
土中的粘土矿物愈多,土颗粒愈细,塑性指数Ip愈大,用石灰移民定的效果就越好。
表6.7石灰稳定土用集料的最大粒径和压碎值要求
公路等级
高速公路、一级公路
二级和二级以下公路
结构层位
底基层
基层
底基层
基层
最大粒径(方孔筛)(㎜)≤
37.5
37.5
53
37.5
压碎值(%)≤
35
—
40
30/35①
石灰剂量
石灰土配合比以石灰剂量表示,石灰剂量=石灰质量/干土质量。
石灰剂量与土的种类、石灰品种关系甚大,石灰剂量范围可参考表6.8中的推荐值。
表6.8石灰剂量推荐范围(JTJ034-93)
稳定土品种
结构层位
石灰剂量(%)
基层
底基层
砂砾土和碎石土
3,4,5,6,7
-
粘性土(塑性指数
12)
10,12,13,14,16
8,10,11,12,14
粘性土(塑性指数
12)
5,7,9,11,13
5,7,8,9,11
设计内容与步骤
设计内容
石灰稳定类材料的组成设计,主要是根据相关规范中的强度标准,通过试验选取最适宜稳定的土类,确定必须的石灰用量和混合料的最佳含水量,在需要改善土的颗粒组成时,开包括掺加比例,各项试验应该按照《无机结合料稳定材料试验规程》进行。
步骤
a.制备被稳定材料,并在其中中加入不同剂量的石灰。
b.确定混合料最大干密度和最佳含水量。
至少应做三个不同石灰剂量的混合料击实试验,即最小剂量、中间剂量、最大剂量,其他剂量的混合料最大干密度和最佳含水量可用内插法确定。
c.按照工地预定达到的压实度和确定的最大干密度、最佳含水量在室内成型试件,并养生,养生条件:
在规定温度下保湿养生6天,浸水1天后,进行7天无侧限抗压强度测试。
d.根据测试结果,选择合适的材料组成比例。
6.3石灰粉煤灰稳定类
6.3.1石灰粉煤灰稳定土的技术性质
二灰稳定土的强度特征及其影响因素
二灰稳定的强度形成机理与石灰稳定土基本相同。
与石灰稳定土相比,二灰稳定土强度形成更多的依赖于火山灰反应生成的水化物。
养生温度对二灰稳定土的抗压强度有明显影响。
密实式二灰粒料的强度较悬浮式二灰粒料的强度高15%以上。
表6.9二灰碎石的7d抗压强度与养生温度
养生温度(℃)
20
30
40
抗压强度(Mpa)
悬浮式二灰粒料
1.35
—
5.85
密实式二灰粒料
1.60
3.03
6.78
二灰稳定土的收缩特征及其影响因素
二灰稳定土的干缩和温缩机理及其影响因素与石灰稳定土相同。
收缩程度主要取决于试件含水量、材料组成(如粒料含量、石灰剂量、粉煤灰含量、粘土矿物的含量与其塑性指数)等。
表6.10石灰土与二灰稳定土的最大干缩应变
二灰稳定粒料
最大干缩应变
×10-3
石灰:
粉煤灰:
碎石:
土
最大干缩应变
×10-3
稳定土类型
最大干缩应变
×10-3
密实式
0.23~0.27
4∶18∶94∶0
0.67
石灰土
3.12~6.03
悬浮式
0.83
4∶12∶60∶23
1.78
二灰土
0.34~2.63
由于粉煤灰的作用,二灰土与石灰相比,二灰稳定砂粒与石灰稳定砂砾相比,干缩性和温缩性均有不同程度的降低。
按照稳定土干缩系数和温缩系数的大小排序为:
石灰土>石灰稳定砂砾>二灰土>二灰稳定砂砾。
二灰稳定土的适用性
二灰土禁止用作高等级道路路面的基层,在高速公路和一级公路上的水泥混凝土面层下,也不应采用二灰土铺筑道路基层结构。
悬浮式二灰粒料的干缩性大,容易产生干缩裂缝,它的抗冲刷性也明显差于密实式粒料,在其它条件相同的情况下,悬浮式二灰粒料基层上沥青面层的裂缝较密式二灰粒料基层上沥青面层的裂缝严重得多,因此在粒料不很缺乏的地区,最好采用密实式二灰集料。
6.3.2石灰粉煤灰稳定类材料组成设计
材料设计组成要求
根据(JTJ034-2000),石灰、粉煤灰稳定类材料7d浸水抗压强度应符合表6.11。
表6.11石灰、粉煤灰稳定类材料的抗压强度(JTJ034-2000)
混合料类型
高速公路、一级公路
二级和二级以下公路
基层(MPa)
底基层(MPa)
基层(MPa)
底基层(MPa)
石灰、粉煤灰稳定类
≥0.8
≥0.5
≥0.6
≥0.5
原材料要求
石灰
石灰、粉煤灰稳定类材料对石灰的要求与石灰稳定类相同。
粉煤灰
粉煤灰中sio2、Al2o3和Fe2o3的总含量应大于70%,烧失量不应超过20%,比面积宜大于2500㎝2/g。
二灰稳定类材料所用集料与土
在二灰稳定土中宜采用塑性指数在12~20范围内的粘性土或亚粘土。
土中所含土块的最大尺寸不应超过15mm,也不可选用有机质含量超过10%的土。
二灰稳定集料中所用集料的最大粒径和压碎值应符合表6.12中的要求,为了充分挥集料密实和嵌锁作用,集料应具有良好的级配。
表6.12石灰粉煤灰稳定土中集料的技术要求
道路等级
高速公路及一级公路
二级和二级以下公路
结构层位
基层
底基层
基层
低基层
最大粒径(方孔筛)(mm)≤
31.5
37.5
37.5
53
压碎值(%)≤
30
35
35
40
应符合级配编号
表6.7中2或4
—
表6.7中1或3
—
表6.13二灰级配集料混合料中集料的颗粒组成范围(JTJ034—2000)
通过下列筛孔(mm)的质量百分之比(%)
37.5
31.5
19.0
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.075
砂砾
1
100
85~100
65~85
50~70
35~55
25~45
17~35
10~27
0~15
2
—
100
85~100
55~75
39~59
27~47
17~35
10~25
0~10
碎石
3
100
90~100
72~90
48~68
30~50
18~38
10~27
6~20
0~7
4
—
100
81~98
52~70
30~50
18~38
10~27
6~20
0~7
二灰稳定土组成材料的配合比范围
石灰工业废渣稳定混合料的组成材料配合比范围见表6.11,在进行配合比设计时可参照选用。
为了提高石灰工业废渣稳定混合料的早期强度,可以掺加1%~2%的水泥。
表6.14石灰工业废渣稳定土的配合比范围参考值
稳定土类型
材料比例
底基层
基层
二灰
石灰:
粉煤(CaO含量2%~6%的硅铝粉煤灰)
1:
2~1:
9
二灰土
石灰粉煤灰:
土
(石灰:
粉煤灰)
30:
70~90:
10
(1.2~1.4粉土时1:
2为宜)
二灰集料
石灰粉煤灰:
集料
(石灰:
粉煤灰)
-
20:
80~15:
85
(1.2~1.4)
石灰煤渣土
石灰:
煤渣
20:
80~15:
85
石灰煤渣:
细粒土
(石灰:
煤渣)
1:
1~1:
4(石灰含量
10%)
(1:
1~1:
4))
石灰煤渣集料
石灰:
煤渣:
集料
(7~9):
(26~33):
(67~58)
设计内容与步骤
设计内容
石灰、粉煤灰稳定类材料的组成设计,主要是根据相关规范中的强度标准,通过试验选取最适宜稳定的土类,确定必须的石灰、粉煤灰用量和混合料的最佳含水量,在需要改善土的颗粒组成时,开包括掺加比例,各项试验应该按照《无机结合料稳定材料试验规程》进行。
步骤
a.制备被稳定材料,并在其中中加入不同剂量的石灰和粉煤灰。
b.确定混合料最大干密度和最佳含水量。
至少应做4~5种不同石灰、粉煤灰含量的混合料击实试验。
c.按照工地预定达到的压实度和确定处的最大干密度、最佳含水量在室内成型试件,并养生,养生条件:
在规定温度下保湿养生6天,浸水1天后,进行7天无侧限抗压强度测试。
d.根据测试结果,选择合适的材料组成比例。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 其他 沥青 混合