1、澠西高速西淅段總承包管理部工地試驗室技術培訓中建路橋集團檢測科技有限公司澠西高速西淅段總承包管理部工地試驗室第一節概述一、無機結合料穩定材料的概念無機結合料穩定材料是指采用一定的技術措施，在粉碎的或原來松散的土中，摻入適量的無機結合料（如水泥、石灰、粉煤灰等）和水，經拌合均勻、壓實和養生后得到的一種強度和耐久性符合規定要求的復合混合料，又稱無機結合料穩定土。一般作為高等級公路路面基層、底基層。工程上用于無機結合料穩定的土，通常按照土中單個顆粒（指碎石、礫石和砂顆粒）的粒徑大小和組成，將土分為下列三種：細粒土：顆粒的最大粒徑不大于4.75mm,公稱最大粒徑大于2.36mm的土，包括各種黏土、粉質

2、土、砂和石屑。中粒土：顆粒的最大粒徑不大于26.5mm，公稱最大粒徑大于2.36mm且不大于19mm的土或集料，包括砂礫土、碎石土、級配砂礫、級配碎石等。粗粒土：顆粒的最大粒徑不大于53mm，公稱最大粒徑大于19mm且不大于37.5mm的土或集料，包括砂礫土、碎石土、級配砂礫、級配碎石等。二、無機結合料穩定材料的分類（一）按無機結合料的種類分.石灰穩定材料：以石灰為結合料，通過加水與被穩定材料共同拌和形成的混合料，包括石灰碎石土、石灰土。.水泥穩定材料：以水泥為結合料，通過加水與被穩定材料共同拌和形成的混合料，包括水泥穩定級配碎石、水泥穩定級配砂礫、水泥穩定石屑、水泥穩定土、水泥穩定砂等。.綜

3、合穩定類土：以兩種或兩種以上材料為結合料，通過加水與被穩定材料共同拌和形成的混合料，包括水泥石灰穩定材料、水泥粉煤灰穩定材料、石灰粉煤灰穩定材料。.工業廢渣穩定材料：以石灰或水泥為結合料，以煤渣、鋼渣、礦渣等工業廢渣為主要被穩定材料，通過加水拌和形成的混合料。（二）按土的粒徑大小和組成分.無機結合料穩定土：用無機結合料穩定細粒土而得到的混合料，如石灰土、水泥土、石灰粉煤灰土（簡稱二灰土）等。.無機結合料穩定粒料：用無機結合料穩定中粒土或粗粒土而得到的混合料?？煞譃闊o機結合料穩定砂粒和無機結合料穩定碎石。三、無機結合料穩定材料的優缺點它具有良好的力學性能，其抗壓強度和抗彎強度較高，而且水穩性好，

4、具有抗凍性，在外力作用下變形小；便于就地取材，易于實現機械化施工，養護費用低；利用工礦企業廢渣符合當前節能環保的要求。但最大缺點是干縮或低溫收縮容易產生裂縫，耐磨性較差，一般不宜用于路表面。第二節無機結合料穩定材料的組成（一）水泥普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰硅酸鹽水泥都可用于穩定土，但應選用初凝時間3h以上和終凝時間6h以上且小于10h的水泥。不得使用快硬水泥、早強水泥以及已受潮變質的水泥。宜采用強度等級為32.5或42.5的水泥。（二）石灰高速公路和一級公路用的石灰應不低于II級技術要求。對于高速公路和一級公路，通常采用磨細生石灰粉。生石灰的技術指標指標鈣質生石灰鎂質生石灰IIII

5、IIIIII有效鈣加氧化鎂含量（）三85三80三70三80三75三65未消化殘渣含量（5mm圓孔篩的篩余，%）W7W11W17W10W14W20鈣鎂石灰的分類界限，氧化鎂含量（）W55消石灰的技術指標指標鈣質生石灰鎂質生石灰IIIIIIII有效鈣加氧化鎂含量（）三65三60三55三60三55三50含水率（）W4W4W4W4W4W4細度0.6mm方孔篩的篩余（）0W1W10W1W10.15mm方孔篩的篩余（）W13W20W13W20鈣鎂石灰的分類界限，氧化鎂含量（）W44（三）粉煤灰當粉煤灰中CaO含量為2%6%時，稱為硅鋁粉煤灰；CaO含量為10%40%時，稱為高鈣粉煤灰；干排或濕排的硅鋁粉煤

6、灰和高鈣粉煤灰等均可用作基層或底基層。粉煤灰技術要求檢測項目技術要求SiO2、A12O3、Fe2O3總含量（%）70燒失量（）25000.3mm篩孔通過率（）三900.075mm篩孔通過率（）三70濕粉煤灰含水率（）35（四）粗集料用作被穩定材料的粗集料宜采用各種硬質巖石或礫石加工成的碎石，也可直接采用天然礫石。粗集料應符合粗集料技術要求規定，用作級配碎石的粗集料應符合粗集料技術要求中H類的規定。粗集料技術要求指標層位高速公路和一級公路二級及二級以下公路極重、特重交通重、中、輕交通I類II類I類II類I類II類壓碎值（）基層W22W22W26W26W35W30底基層W30W26W30W26W4

7、0W35針片狀顆粒顆粒含量（%）基層W18W18W22W18.W20底基層.W20.W20.W200.075mm以下粉塵含量（%）基層W1.2W1.2W2.底基層.軟石含量（）基層W5W5.底基層.第三節無機結合料穩定材料的技術性質一、無機結合料穩定材料的壓實性壓實性一般采用重型擊實試驗確定無機結合料穩定材料的最佳含水量和最大干密度。同時，為確定制備無機結合料穩定材料強度試驗和耐久性試驗的試件應該用的含水量和干密度，以及制備承載比試驗試件的材料含水量。二、無機結合料穩定土的強度抗拉強度是路面結構設計的主要指標，抗壓強度是材料組成設計的主要指標。采用無機結合料穩定材料無側限抗壓強度指標來表示穩定

8、土的強度，不同公路等級、穩定劑類型和公路層次的無機結合料穩定材料的抗壓強度標準也不一樣。注意：影響無機結合料穩定材料強度的因素：土的類別和性質：一般不同成因的土都可以用石灰來穩定。水泥穩定級配良好的碎（礫）石和砂礫效果最好，既可節約水泥，又可取得滿意的穩定效果。含水率：實際施工中盡可能達到最佳含水率，并注意控制養護水分的蒸發，以保證穩定劑的水化。密實度：一般來講，密實度增加，其強度也會增加，水穩性和抗凍性也會提高，縮裂現象亦會減少。因此要通過選材和施工工藝來控制密實度的大小。穩定劑的品種和劑量：石灰的劑量對穩定土的強度影響顯著，石灰穩定土中石灰存在一個最佳劑量，其最佳劑量隨土質不同而異，同時也

9、與養生齡期有關。生產實踐中，最佳劑量的選用范圍，對于粘性土及粉性土為8%16%,對于砂性土為10%18%。當采用水泥做穩定劑時，水泥的礦物成分和分散度對其穩定效果有明顯影響。水泥劑量控制在5%10%較為合理。施工工藝過程：穩定土拌得越均勻，且能在最佳含水率下壓實，其密實度越大，密度和強度就高。水泥穩定土從加水拌合到完全壓實的時間要盡可能短，一般不要超過6h。養生條件：強度的發展都需要一定的溫度和濕度，都要在潮濕的條件下進行養護，強度才會提高。同時也需要一定的溫度，養生溫度越高，強度增長越快。三、無機結合料穩定土材料的縮裂特性無機結合料穩定材料的縮裂現象主要有干縮裂縫和溫縮裂縫兩種。（一）干縮裂

10、縫石灰穩定土比水泥穩定土容易產生干縮裂縫。故應加強初期養護，保證石灰土表面潮濕，減輕穩定土的干縮裂縫（二）溫縮裂縫定義：無機結合料穩定土具有熱脹冷縮的性質。隨著氣溫的降低，穩定土會產生冷卻收縮變形，收縮變形受到約束時，逐漸會形成裂縫，稱為溫縮裂縫。裂縫防治措施有：.改善土質土越粘，則縮裂越嚴重，故應采用粘性較小的土，或在粘性土中摻入砂土、粉煤灰等，以降低土的塑性指數。.控制壓實含水量及壓實度壓實度小時產生的干縮要比壓實度大時嚴重。穩定土因含水量過多產生的干縮裂縫顯著，因此，穩定土壓實時含水率比最佳含水率略小為好，并盡可能達到最佳壓實效果。.摻加粗集料摻入一定數量的粗粒料，使混合料滿足最佳組成要

11、求，可以提高其強度和穩定性，減少縮裂產生，同時可以節約結合料和改善碾壓時的擁擠現象。.其它措施加強初期養護，設立隔裂過渡層等。第四節無機結合料穩定材料的組成設計所謂材料組成設計是指：根據對某種材料規定的技術要求，選擇合適的原材料，確定結合料的種類和數量及混合料的最佳含水率。通過設計，在鋪筑的路面在技術上可靠，經濟上合理。注意：無機結合料穩定材料的組成設計必須遵循以下原則：具有合適的強度和耐久性；用作高等級道路路面基層時，具有小的收縮變形和強抗沖刷能力；就地取材，便于施工；技術可行，經濟合理。一、無機結合料穩定材料的組成設計步驟（一）原材料試驗原材料主要進行下列試驗：顆粒分析；液限和塑性指數；相

12、對密度；擊實試驗；壓碎值穩定劑性質試驗（包括測定石灰的鈣、鎂含量和水泥的強度等級及終凝時間）注意：有機質含量和硫酸鹽含量（必要時做）（二）擬定混合料配合比1.選定不同的石灰或水泥劑量，制備同一種土樣的混合料試件若干石灰粉煤灰穩定土，采用石灰粉煤灰土做基層或底基層時，石灰與粉煤灰的比例常用1:21:4（對于粉土，以1:2為宜）石灰粉煤灰與細粒土的比例可以是30:7010:90；采用石灰粉煤灰集料做基層時，石灰與粉煤灰的比例常用1:21:4石灰粉煤灰與集料（中粒土和粗粒土）的比應是20:8015:85。2.確定各種混合料的最佳含水率和最大干密度，至少應做三個不同劑量混合料的擊實試驗，即最小劑量、中

13、間劑量和最大劑量，其余兩個混合料的最佳含水率和最大干密度用內插法確定。3.按規定的壓實度，分別計算不同劑量的試件應有的干密度。4.按最佳含水率和計算得到的干密度制備試件。.試件在規定溫度下保溫養生6d,浸水24h后，進行無側限抗壓強度試驗.計算試驗結果的平均值和偏差系數。.選定合適的水泥或石灰劑量。8.考慮到室內試驗和現場條件的差別，工地實際采用的結合料劑量應較室內試驗確定的劑量多0.5%1.0%。拌合機械的拌合效果好，可只增加0.5%；如拌合機械的拌合效果較差，則需要增加1.0%。9.水泥的最小劑量二、無機結合料穩定材料配合比設計例題【例題】某地區一級公路路面底基層設計為石灰穩定土，試按現行

14、技術規范所要求的方法進行石灰穩定土混合料配合比設計?！驹O計資料】該路面底基層設計為30cm厚石灰穩定土，要求7d無側限抗壓強度為0.8MPa。該路石灰土混合料生產采用集中廠拌法，分兩層鋪筑，壓實度指標按95%控制。【設計步驟】（一）原材料檢驗及選定.石灰材料：該路段沿線盛產鈣質石灰，經試驗檢測該土料的各項技術指標均符合現行有關規范要求。.土料：該路土場的土質為低塑限粘土，經試驗檢測該土料的各項技術指標均符合現行有關規范要求。（二）確定石灰劑量的摻配范圍參照當地的試驗，石灰土的石灰劑量按8%、10%、12%、14%和16%5種比例配制。（三）確定最佳含水率和最大干密度用重型擊實試驗法確定各種不同石灰劑量的石灰土混合料最佳含水率和最大干密度.（四）測定7d無側限抗壓強度.制作試件：對石灰穩定土路面底基層混合料強度試件的制備，按現行技術規范規定采用50mmX50mmm的圓柱體試件，每種石灰劑量按6個試件配制，工地壓實度按95%控制，現將制備試件所需的基本參數計算如下:（1）制備一個試件需要混合料的數量（以8%劑量為例）（2）配制同種石灰劑量6個試件所需的各種原材料的總量。首先測定風干土和消石灰粉的原始含水率，分別為3%和2%。對于細粒土來講可以一次配制6個試件所需混合料，再按以