第十二章无机结合料稳定路面 §12-1 概述 在粉碎的或原状松散的土中掺入一定量的无机结合料(包括水泥、石灰或工业废渣等)和水，经拌和得到的混合料在压实与养生后，其抗压强度符合规定要求的材料称为无机结合料稳定材料，以此修筑的路面称为无机结合料稳定路面。 无机结合料稳定路面具有稳定性好、抗冻性能强、结构本身自成板体等特点，但其耐磨性差，因此广泛用于修筑路面结构的基层和底基层。 粉碎的或原状松散的土按照土中单个颗粒(指碎石、砾石、砂和土颗粒)的粒径的大小和组成，将土分成细粒土、中粒土和粗粒土。不同的土与无机结合料拌和得到不同的稳定材料。例如石灰土、水泥土、水泥砂砾、石灰粉煤灰碎石等。 无机结合料稳定材料种类较多，其物理、力学性质各有特点，使用时应根据结构要求、掺加剂和原材料的供应情况及施工条件进行综合技术、经济比较后选定。 由于无机结合料稳定材料的刚度介于柔性路面材料和刚性路面材料之间，常称此为半刚性材料，以此修筑的基层或底基层亦称为半刚性基层（底基层）。 §12-2 无机结合料稳定材料的力学特性 无机结合料稳定材料的力学特性包括应力-应变关系、疲劳特性、收缩（温缩和干缩）特性。 1．无机结合料稳定材料的应力-应变特性。 无机结合料稳定路面的重要特点之一是强度和模量随龄期的增长而不断增长，逐渐具有一定的刚性性质。一般规定水泥稳定类材料设计龄期为三个月，石灰或石灰粉煤灰（简称二灰）稳定类材料设计龄期为六个月。 半刚性材料应力-应变特性试验方法有顶面法、粘贴法、夹具法和承载板法等。试件有圆柱体试件和梁式(分大、中、小梁)试件。试验内容有抗压强度、抗压回弹模量、劈裂强度和劈裂模量、抗弯拉强度和抗弯拉模量等。 由于材料的变异性和试验过程的不稳定性，同一种材料不同的试验方法。同一种试验方法不同的材料及同一种试验方法不同龄期试验结果存在差异性。通过各种试验方法的综合比较，认为抗压试验和劈裂试验较符合实际。表12-1给出 　　　　　　表12-1 水泥稳定碎石的力学特性指标与龄期的关系 力学参数（MPa) 28天 90天 180天 28天／180天 90天／180天  R 4.49 5.57 6.33 0.71 0.88  Ep 2093 3097 3872 0.54 0.80  (sp 0.413 0.634 0.813 0.51 0.78  Esp 533 926 1287 0.41 0.72  了水泥稳定碎石抗压强度(R)、抗压回弹模量(Ep)劈裂强度(σsp)和劈裂模量(Esp)与龄期之间的关系。表12-2则为石灰粉煤灰稳定碎石的测试结果。 　　　　　　表12-2 石灰粉煤灰稳定碎石的力学特性指标与龄期关系 力学参数 （MPa) 28天 90天 180天 28天／180天 90天／180天  R 3.10 5.75 8.36 0.37 0.69  Ep 1086 1993 2859 0.38 0.70  (sp 0.219 0.536 0.913 0.41 0.59  Esp 359 960 1720 0.37 0.56  无机结合料稳定材料的应力-应变特性与原材料的性质、结合料的性质和剂量及密实度、含水量、龄期、温度等有关。 2．无机结合料稳定材料的疲劳特性 材料的抗压强度是材料组成设计的主要依据，由于无机结合料稳定材料的抗拉强度远小于其抗压强度，材料的抗拉强度是路面结构设计的控制指标。 抗拉强度试验方法有直接抗拉试验、间接抗拉试验和弯拉试验。常用的疲劳试验有弯拉疲劳试验和劈裂疲劳试验。 无机结合料稳定材料的疲劳寿命主要取决于重复应力与极限应力之比，原则上当小于50%，无机结合料稳定材料可经受无限次重复加荷次数而无疲劳破裂，但是，由于材料的变异性，实际试验时其疲劳寿命要小得多。 疲劳性能通常用与达到破坏时反复作用次数(Nf)所绘成的散点图来表示。试验证明，与Nf之间关系通常用双对数疲劳方程(lgNf=a+blgσf/σs)及单对数疲劳方程(lgNf=a+bσf/σs)来表示比较合理。 在一定的应力条件下，材料的疲劳寿命取决于材料的强度和刚度。强度愈大刚度愈小，其疲劳寿命就愈长。 由于材料的不均匀性，无机结合料稳定材料的疲劳方程还与材料试验的变异性有关。不同的存活率(到达疲劳寿命时出现破坏的概率)将得出不同的疲劳方程。  图12-1 二灰砂砾(小梁)应力强度比疲劳寿命曲线  图12-2 水泥砂砾(小梁)应力强度比疲劳寿命曲线 3．无机结合料稳定材料的干缩特性 无机结合料稳定材料经拌和压实后，由于水分挥发和混合料内部的水化作用，混合料的水分会不断减少。由此发生的毛细管作用、吸附作用、分子间力的作用、材料矿物晶体或凝胶体间层间水的作用和碳化收缩作用等会引起无机结合料稳定材料体积收缩。 描述材料干缩特性的指标主要有干缩应变、干缩系数、干缩量、失水量、失水率和平均干缩系数。 干缩应变(εd)是水分损失引起的试件单位长度的收缩量(×10-6)； 干缩系数是某失水量时，试件单位失水率的干缩应变(×10-6) 平均干缩系数αd是某失水量时，试件的干缩应变与试件的失水率之比( ×10-6) 失水量是试件失去水分的重量(g) 失水率是试件单位重量的失水量(%) 干缩量是水分损失时试件的收缩量(10-3mm)  　　　　　　　　　αｄ＝εｄ／ΔＷ （12-1） 式中：为含水量损失ΔW时，试件的整体收缩量，为试件的长度。 无机结合料稳定材料的干缩特性(最大干缩应变和平均干缩系数)的大小与结合料的类型、剂量、被稳定材料的类别、粒料含量、小于0.5mm的细颗粒的含量、试件含水量和龄期等有关。 例如二灰(石灰+粉煤灰)∶碎石=15∶85(重量比)与二灰(石灰+粉煤灰)∶碎石=20∶80时，7天龄期的最大干缩应变分别为273×10-6、233×10-6，而平均干缩系数分别为65×10-6、55×10-6。 对稳定粒料类，三类半刚性材料的干缩特性的大小次序为：石灰稳定类>水泥稳定类>石灰粉煤灰稳定类。 对于稳定细粒土，三类半刚性材料的收缩性的大小排列为：石灰土>水泥土和水泥石灰土>石灰粉煤灰土。 4．半刚性材料的温度收缩特性 半刚性材料是由固相(组成其空间骨架的原材料的颗粒和其间的胶结物)、液相(存在于固相表面与空隙中的水和水溶液)和气相(存在于空隙中的气体)组成。所以，半刚性材料的外观胀缩性是三相的不同的温度收缩性的综合效应的结果。一般气相大部分与大气贯通，在综合效应中影响较小，可以忽略，原材料中砂粒以上颗粒的温度收缩系数较小，粉粒以下的颗粒温度收缩性较大。 半刚性材料温度收缩的大小与结合料类型和剂量、被稳定材料的类别、粒料含量、龄期等有关。试验结果表明： 石灰土砂砾(16.7×10-6)>悬浮式石灰粉煤灰粒料(15.3×10-6)>密实式石灰粉煤灰粒料(11.4×10-6)和水泥砂砾(5～7％水泥剂量为10～15×10-6)。 半刚性基层一般在高温季节修建，成型初期基层内部含水量大，且尚未被沥青面层封闭，基层内部的水分必然要蒸发，从而发生由表及里的干燥收缩，同时，环境温度也存在昼夜温度差，因此，修建初期的半刚性基层同时受到干燥收缩和温度收缩的综合作用，必须注意养生保护，但此时以干燥收缩为主。 经过一定龄期的养生，半刚性基层上铺筑沥青面层后，基层内相对湿度略有增大，使材料的含水量由回升趋于平衡，这时半刚性基层的变形以温度收缩为主。 §12-3 石灰稳定类基层（底基层） 在粉碎的土和原状松散的土(包括各种粗、中、细粒土)中、掺入适量的石灰和水，按照一定技术要求，经拌和，在最佳含水量下摊铺、压实及养生，其抗压强度符合规定要求的路面基层称为石灰稳定类基层。用石灰稳定细粒土得到的混合料简称石灰土，所做成的基层称石灰土基层（底基层）。 石灰剂量是石灰质量占全部土颗粒的干质量的百分率，即石灰剂量＝石灰质量／干土质量。 石灰稳定类材料适用于各级公路路面的底基层，可用作二级和二级以下公路的基层，但石灰土不应用作高等级公路的基层。 1．石灰稳定土强度形成原理 在土中掺入适量的石灰，并在最佳含水量下拌匀压实，使石灰与土发生一系列的物理、化学作用，从而使土的性质发生根本的变化。一般分四个方面，第一是离子交换作用，第二是结晶硬化作用，第三是火山灰作用，第四是碳酸化作用。 1)离子交换作用 土的微小颗粒具有一定的胶体性质，它们一般都带有负电荷，表面吸附着一定数量的钠、氢、钾等低价阳离子(Na+、H+、K+)。石灰是一种强电解质，在土加入石灰和水后，石灰在溶液中电离出来的钙离子(Ca2+)就与土中的钠、氢、钾离子产生离子交换作用。原来的钠(钾)土变成钙土，土颗粒表面所吸附的离子由一价变成了二价，减少了土颗粒表面吸附水膜的厚度，使土粒相互之间更为接近，分子引力随着增加，许多单个土粒聚成小团粒，组成一个稳定结构。 2)结晶作用 在石灰土中只有一部分熟石灰Ca(OH)2进行离子交换作用，绝大部分饱和的Ca(OH)2自行结晶。熟石灰与水作用生成熟石灰结晶网格。其化学反应式为： Ca(OH)2＋nH2Ｏ→Ca(OH)2·nH2Ｏ 3)火山灰作用 熟石灰的游离Ca2+与土中的活性氧化硅SiO2和氧化铝Al2O3作用生成含水的硅酸钙和铝酸钙的化学反应就是火山灰作用，其反应式为： xCa(OH)2＋SiO2＋nH2O→xCaO·SiO2（n+1)H2O xCa(OH)2＋Al2O3＋nH2O→xCaO·Al2O3（n+1)H2O 上述所形成的熟石灰结晶网格和含水的硅酸钙和铝酸钙结晶都是胶凝物质，它具有水硬性并能在固体和水两相环境下发生硬化。这些胶凝物质在土微粒团 外围形成一层稳定保护膜，填充颗粒空隙，使颗粒间产生结合料，减少了颗粒间的空隙与透水性，同时提高密实度，这是石灰土获得强度和水稳定性的基本原因，但这种作用比较缓慢。 4)碳酸化作用 在土中的Ca(OH)2与空气中的二氧化碳作用，其化学反应式为： Ca(OH)2＋CO2→CaCO3＋H2O CaCO3是坚硬的结晶体，它和其他生成的复杂盐类把土粒胶结起来，从而大大提高了土的强度和整体性。 由于石灰与土发生了一系列的相互作用，从而使土的性质发生根本的改变。在初期，主要表现为土的结团、塑性降低、最佳含水量增加和最大密实度减少等。后期主要表现为结晶结构的形成，从而提高其板体性、强度和稳定性。 2．影响强度的因素 1)土质 各种成因的土都可以用石灰来稳定，但生产实践说明，粘性土较好，其稳定的效果显著，强度也高。当采用高液限粘土时施工不易粉碎；采用粉性土的石灰土早期强度较低，但后期强度也可满足行车要求；采用低液限土质时易拌和，但难以碾压成型，稳定的效果不显著。采用的土质，既要考虑其强度，还要考虑到施工时易于粉碎便于碾压成型。一般采用塑性指数12～18(100g平衡锥测液限，搓条法测塑限)的粘性土为好。塑性指数偏大的粘性土，要加强粉碎，粉碎后，土中15～25mm的土块不宜超过5%。经验证明塑性指数小于12的土不宜用石灰稳定。对于硫酸盐类含量超过0.8%或腐殖质含量超过10%的土，对强度有显著影响，不宜直接采用。 2)灰质 表12-3 石灰的技术标准 类别与指标 项目 钙质生石灰 镁质生石灰 钙质消石灰 镁质消石灰   I II III I II III I II III I II III  有效钙加氧化镁（%）( 85 80 70 80 75 65 65 60 55 60 55 50  未消解残渣(（%）① 7 11 17 10 14 20        含水量（%）(       4 4 4 4 4 4  细度 0.71mm②筛余(       0 1 1 0 1 1   0.125mm累计筛余(       13 20  13 20   钙镁石灰的分类，Mgo(%) (5 (5 (4 (4  ①5mm圆孔筛的筛余； ②方孔筛。 石灰应是消石灰粉或生石灰粉，对高速公路或一级公路宜用磨细生石灰粉。 石灰质量应符合III级以上的技术指标，并要尽量缩短石灰的存放时间。在同等石灰剂量下，质量好的石灰，稳定效果好。如采用质量差的石灰，为了满足石灰土的技术要求，就得适当增加石灰剂量。 3)石灰剂量 石灰剂量对石灰土强度影响显著，石灰剂量较低(小于3～4％)时，石灰主要起稳定作用，土的塑性、膨胀、吸水量减小，使土的密实度、强度得到改善。随着剂量的增加，强度和稳定性均提高，但剂量超过一定范围时，强度反而降低。生产实践中常用的最佳剂量范围，对于粘性土及粉性土为8～14％；对砂性土则为9～16％。剂量的确定应根据结构层技术要求进行混合料组成设计。 4)含水量 水是石灰土的重要组成部分。它促使石灰土发生物理化学变化，形成强度；便于土的粉碎、拌和与压实，并且有利于养生。不同土质的石灰土有不同的最佳含水量。需通过标准击实试验确定，并用以控制施工中的实际加水量，所用水应是干净可供饮用的水。 5)密实度 石灰土的强度随密实度的增加而增长。实践证明，石灰土的密实度每增减1%，强度约增减4%左右。而密实的石灰土，其抗冻性、水稳定性也好，缩裂现象也少。 6)石灰土的龄期 石灰土强度具有随龄期增长的特点。一般石灰土初期强度低，前期(1～2个月)增长速率较后期为快。石灰土强度与龄期关系可表示为： Rt=Rit( （12-2） 式中：Ri——一个月龄期抗压强度 Rt——t个月龄期抗压强度 β——系数，约为0.1～0.5。 7)养生条件 养生条件主要指温度与湿度。养生条件不同，其强度也有差异。当温度高时，物理化学反应、硬化、强度增长快，反之强度增长慢，在负温条件下甚至不增长，因此，要求施工期的最低温度应在5℃以上，并在第一次重冰冻(-3～－5℃)到来之前1个月～1个半月完成。 多年的施工经验证明，热季施工的灰土强度高，质量可以保证，一般在使用中很少损坏。 养生的湿度条件对石灰土的强度也有很大影响。实践证明：在一定潮湿条件下养生强度的形成比在一般空气中养生要好。 3．石灰土基层的应用 石灰稳定土不但具有较高的抗压强度，而且也具有一定的抗弯强度，且强度随龄期逐渐增加。因此，石灰稳定土一般可以用于各类路面的基层或底基层。但石灰稳定土因其水稳定性较差不应做高速公路或一级公路的基层，必要时可以用作底基层。在冰冻地区的潮湿路段以及其他地区的过分潮湿路段，也不宜采用石灰土做基层。 4．石灰稳定土基层缩裂防治 石灰稳定土基层防治缩裂的措施有： 1)控制压实含水量：石灰稳定土因含水量过多产生的干缩裂缝显著，因而压实时含水量一定不要大于最佳含水量，其含水量应略小于最佳含水量。 2)严格控制压实标准，实践证明，压实度小时产生的干缩要比压实度大时严重，因此，应尽可能达到最大压实度。 3)温缩的最不利季节是材料处于最佳含水量附近，而且温度在0～-10℃时。因此施工要在当地气温进入0℃前一个月结束，以防在不利季节产生严重温缩。 4)干缩的最不利情况是石灰稳定土成型初期，因此，要重视初期养护。保证石灰土表面处于潮湿状况，禁防干晒。 5)石灰稳定土施工结束后要及早铺筑面层，使石灰土基层含水量不发生大变化，可减轻干缩裂隙。 6)在石灰稳定土中掺加集料(砂砾、碎石等)，使其集料含量为60～70%，使混合料满足最佳组成要求，不但提高强度和稳定性，而且具有较好的抗裂性。 7)基层的缩裂会反射到面层，为了防止基层裂缝的反射，国内外常采取以下措施： (1)设置联结层。设置沥青碎石或沥青贯入式联结层，是防止反射裂缝的有效措施。 (2)铺筑碎石隔离过渡层。在石灰土与沥青面层间铺筑厚10～20cm的碎石层或玻璃纤维网格，可减轻反射裂缝出现。 5．石灰土混合料设计 石灰稳定土是由土、石灰和水组成的。混合料的组成设计包括：根据强度标准，通过试验选取合适的土，确定必需的或最佳的石灰剂量和混合料的最佳含水量。 1)石灰土的强度标准 石灰土的强度标准根据相应的公路等级和在路面结构中的层位而定。在规定温度保湿养生6d、浸水1d后无侧限抗压强度标准如表12-4。 表12-4 　石灰稳定细粒土的强度(MPa)和压实度标准 使用层次 高速和一级 二级以下   强度 压实度 强度 压实度 %  基层   (0.8 中、粗粒土97 细粒土 93  底基层 (0.8 中、粗粒土96 细粒土 95 0.5～0.7 中、粗粒土95 细粒土 93  注：①在低塑性土(塑性指数小于7)地区，石灰稳定砂砾土和碎石土的7天浸水抗压强度应大于0．5MPa。 　　②低限用于塑性指数小于7的粘性土，高限用于塑性指数大于7的粘性土。 2)混合料的设计步骤 (1)制备同一种土样，不同石灰剂量的石灰土混合料。根据不同的层位，可参照下列石灰剂量进行配制： 做基层用： 砂砾土和碎石土：5%，6%，7%，8%，9%。 塑性指数小于12的粘性土：10%，12%，13%，14%，16%。 塑性指数大于12的粘性土：5%，7%，9%，11%，13%。 做底基层用： 塑性指数小于12的粘性土：8%，10%，11%，12%，14%。 塑性指数大于12的粘性土：5%，7%，8%，9%，11%。 (2)确定混合料的最佳含水量和最大干压实密度(用重型击实标准试验)，至少做三个不同石灰剂量混合料的击实试验，即最小剂量、中间剂量和最大剂量。 (3)按最佳含水量与工地预期达到的压实密度制备试件，进行强度试验时，做平行试验的试件数量应符合规定。 　　4)试件在规定温度(北方冰冻地区为20±2℃，南方非冰冻地区为25±2℃)下保湿养生6d，浸水1d，进行无侧限抗压强度试验。根据表12-4的强度标准，选定合适的石灰剂量，室内试验结果的平均抗压强度应符合公式（12-3）的要求：  （12-3） 式中：Rｄ——设计抗压强度 　　　Cｖ——试验结果的偏差系数(小数计) 　　　Za——标准正态分布表中随保证率(或置信度α)而变的系数。重交通道路应取保证率95%，此时Zａ=1.645。其他道路可取保证率为90%，即Zａ=1.282。 　 工地实际采取的石灰剂量应较实验室内试验确定的剂量多0.5～1.0％。 6．石灰土底基层的施工 1）备料 1．1．1石灰 (1)石灰应符合表12-3 的规定。 (2)生石灰应在使用前7～10天进行充分消解成熟石灰粉，并过10mm筛，熟石灰粉应尽快使用，不宜存放过久。 (3)进场的生石灰块应妥善保管，加棚盖或覆土储存，应尽量缩短生石灰的存放时间。 1．1．2 土 (1)石灰土混合料的用土应按照JTJ051的规定试验，其塑性指数Ip应为12～18(100g平衡锥法)。Ip过高时粉碎困难。 (2)粉碎土中10～25mm团块的含量不得超过总重的5%。 (3)土中硫酸盐含量应≯0.8%，腐蚀质含量应不超过10%。 2）混合料配比 (1)应按指定的配比，在石灰土层施工前10～15天进行现场试配。按照JTJ057的规定进行试验，养生湿度为95，温度为25℃±2℃，养生6天，第7天饱水，试件尺寸：5cm×5cm(高×直径)的圆柱体。 (2)考虑到石灰在施工过程中的损耗，允许实际用灰量可比设计值高出0.5～1%，现场石灰含量试验按JTJ057第7章方法进行。 (3)确定混合料的松铺系数(混合料的干压实密度与松铺干密度之比值)。 3）路拌法施工要求 (1)摊铺 a、摊铺土料前，应先在土基上洒水湿润，但不应过分潮湿而造成泥泞。 b、用平地机或其它合适的机具将土料均匀地摊铺在预定的宽度上，表面应力求平整，并有规定的路拱。 c、摊铺过程中，应将土中超尺寸颗粒及其他杂物清除干净。 d、检验松铺土料层的厚度，不符合要求时，应进行减料或补料。 e、除了洒水车外，严禁其它车辆在土料层上通行。 f、如粘土过干，应事先洒水闷料，使它的含水量略小于最佳值(一般至少闷料一夜)。 g、石灰应摊铺均匀，石灰摊铺完后，应量测石灰土的松铺厚度。并校核石灰用量是否合适。 (2)拌和与洒水 a、石灰土拌和应采用拌和机(宝马机或功效与之相当的其它型号拌和机)。 b、拌和机应先将拌和深度调整好，由两侧向中心拌和，每次拌和应重叠10～20cm，防止漏拌。先干拌一遍，然后视混合料的含水情况，碾压时按最佳含水量的要求，考虑拌和后碾压前的蒸发，适当洒水(一般可比最佳含水量大1%左右)，再进行补充拌和，以达到混合料颜色一致，没有灰条、灰团和花面为止。 c、在路基上铺拌时应随时检查拌和深度，严禁在底部留有“素土”夹层，也应防止过多破坏土基表面，以免影响混合料的石灰剂量及底部压实。 d、洒水要求用喷管式洒水车，并及时检查含水量。洒水车起洒处和另一端“调头”处都应超出拌和段2m以上。洒水车不应在进行拌和的以及当天计划拌和的路段上“调头”和停留，以防局部水量过大。 e、在两工作段的搭接部分，应在前一段拌和后留5～8m不进行碾压，待后一段施工时，将前段留下未压部分一起再进行拌和。 f、拌和机械及其它机械不宜在已压成的石灰土层上“调头”，如必须在上进行“调头”时，应采取措施保护“调头”部分，使石灰土表层不受破坏。 4）场拌(或集中场拌)法施工要求 (1)拌和 a、石灰稳定土应在中心站用强制式拌和机，双转轴桨叶式拌和机等稳定土石拌设备进行集中拌和。 b、在正式拌制稳定土混合料之前 ，应先调试所用的石拌设备，使混合料的配比和含水量都达到规定要求。 c、稳定土混合料正式拌制时，应将土块粉碎，必要时，筛除原土中>15mm的土块；配料要准确，各料(石灰、土、加水量)可按重量配比，也可按体积配比；拌和要均匀；加水量要略大于最佳含水量的1%左右，使混合料运至现场摊铺后碾压时的含水量能接近最佳含水量。 d、成品料露天堆放时，应减少临空面(建议堆成圆锥体)，并注意防雨水冲刷。对屡遭日光暴晒或受雨淋的料堆表面层材料应在使用前清除。 e、上路摊铺前，应检测混合料中有效CaO+MgO含量，如达不到要求时，应在运料前加料(消石灰)重拌。成品料运达现场摊铺前应覆盖，以防水分蒸发。 (2)摊铺 a、可用稳定土摊铺机、沥青混凝土摊铺机或水泥混凝土摊机摊铺混合料；如没有上述摊铺机，也可用摊铺箱摊铺。如石灰土层分层摊铺时，应先将下层顶面拉毛，再摊铺下层混合料。 b、拌和机与摊铺机的生产能力应互相协调。如拌合机的生产能力较低时，在用摊铺箱摊铺混合料时，应尽量采用最低速度摊铺，减少摊铺机停机待料的情况。 c、石灰土混合料摊铺时的松铺系数应视摊铺机机械类型而异，必要时，通过试铺碾压求得。 d、场拌混合料的摊铺段，应安排当天摊铺当天压实。 5）整型 a、路拌混合料拌和均匀后或场拌混合料运到现场经摊铺达预定的松厚之时，即应进行初整型，在直线段，平地机由两侧向路中进行刮平；在平曲线超高段，平地机由内侧向外刮平。 b、初整型的灰土可用履带拖拉机或轮胎压路机稳压1～2遍，再用平地机进行整型，并用上述压实机械再碾压一遍。 c、对局部低洼处，应用齿耙将其表层5cm以上耙松，并用新拌的灰土混合料找补平整，再用平地机整型一次。 d、在整型过程中，禁止任何车辆通行。 6）碾压 a、混合料表面整型后应立即开始压实，混合料的压实含水量应在最佳含水量的±1%范围内，如因整型工序导致表面水分不足，应适当洒水。压实度要达到表12-4的要求。 b、用12～15吨三轮压路机碾压时，每层压实厚度不应超过15cm；用18～20吨三轮压路机或相应功能的滚动压路碾压时，每层压实厚度不应超过20cm。压实厚度超过上述规定时，应分层铺筑，每层的最小压实厚度为10cm。 c、直线段由两侧路肩向路中心碾压，超高段由内侧肩向外侧路肩碾压，碾压时后轮应重叠1／2的轮宽，后轮必须超过两段的接缝处。后轮(压实轮)压完路面全宽时，即为一遍。一般需碾压6～8遍。压路机碾压速度，头两遍采用1档(1.5～1.7km/h)为宜，以后用2档(2.0～2.5km/h)。路面两侧应多压2～3遍。 d、严禁压路机在已完成的或正在碾压的路上“调头”和急刹车，以保证灰土表面不受破坏。如确有必要时，应采取措施(如覆盖10cm厚的砂或砂砾)保护“调头”部分的灰土表面。 e、碾压过程中，石灰土的表面应始终保持湿润，如表面水分蒸发太快，应及时补充洒水，以防表面开裂。 f、石灰土碾压中如出现“弹簧”、松散、起皮等现象，应及时翻开晾晒或换新混合料重新拌和碾压。 g、在碾压结束之前，用平地机再终平一次，使其纵向顺适、路拱和超高符合设计要求。终平时必须将局部高出部分刮除，并扫出路外。 h、一个作业段完成之后，应按JTJ057第3章方法检查灰土的压实度。频率：开始阶段，每一作业段检查6次，然后用碾压遍数与检查相结合每1000m为6-10次。如果在铺一层或工程验收之前被检验的石灰土材料没达到所需的压实度，则必须返工。 i、不管路拌或场拌，其拌压时间不得多于2天。 7）养生 (1)刚压实成型的石灰土底基层，在铺筑基层之前，至少在保持潮湿状态下养生7天。养生方法可视具体情况采用洒水、覆盖砂等。养生期间石灰土表层不应忽干忽湿，每次洒水后应用两轮压路机将表层压实。 (2)在养生期间未采用覆盖措施的石灰土底基层上，除洒水车外，应封闭交通；在采用覆盖措施的石灰土底基层上，不能封闭交通时，应当限制车速不得超过30km/h。 7．碎(砾)石灰土底基层 用石灰稳定碎(砾)石土，简称碎(砾)石灰土。将拌和均匀的碎(砾)石灰土经摊铺、整型、碾压、养生后成型的底基层，称碎(砾)石灰土底基层。 混合料的最佳组成应是碎(砾)石掺入量占混合料总重的60～70％，而且要求碎(砾)石要有一定级配(级配标准可参照级配碎(砾)石基层)。按重型击实试验确定材料的最佳含水量和最大干密度。所制成的试件在规定温度下，经6d保湿养生，一天浸水的无侧限抗压强度应满足规范规定的强度标准要求。 碎(砾)石灰土基层的施工方法和程序，可参照石灰土施工方法进行。但应把碎(砾)石摊铺在路槽内，然后把先拌均的石灰土均匀地铺在碎(砾)石层上再与碎(砾)石拌均匀(控制含水量为最佳含水量)，经整型、碾压、养生而成型。在具备拌和机械的条件下，也宜用中心站集中拌和法施工。 §12-4 水泥稳定类基层 1．概述 在粉碎的或原状松散的土(包括各种粗、中、细粒土)中，掺入适当水泥和水，按照技术要求，经拌和摊铺，在最佳含水量时压实及养护成型，其抗压强度符合规定要求，以此修建的路面基层称水泥稳定类基层。当用水泥稳定细粒土(砂性土、粉性土或粘性土)时，简称水泥土。 水泥是水硬性结合料，绝大多数的土类(高塑性粘土和有机质较多的土除外)都可以用水泥来稳定，改善其物理力学性质，适应各种不同的气候条件与水文地质条件。水泥稳定类基层具有良好的整体性、足够的力学强度、抗水性和耐冻性。其初期强度较高，且随龄期增长而增长，所以应用范围很广。近年来，在我国一些路面工程中，水泥稳定土可用于路面结构的基层和底基层，在保证路面使用品质上取得了满意的效果。但水泥土禁止作为高速公路或一级公路路面的基层，只能用做底基层。在高等级公路的水泥混凝土路面板下，水泥土也不应做基层。 2．强度形成原理 在利用水泥来稳定土的过程中，水泥、土和水之间发生了多种非常复杂的作用，从而使土的性能发生了明显的变化。这些作用可以分为： 化学作用：如水泥颗粒的水化、硬化作用，有机物的聚合作用，以及水泥水化产物越粘土矿物之间的化学作用等等。 物理－化学作用：如粘土颗粒与水泥及水泥水化产物之间的吸附作用，微粒的凝聚作用，水及水化产物的扩散、渗透作用，水化产物的溶解、结晶作用等等。 物理作用：如土块的机械粉碎作用，混合料的拌和、压实作用等等。 现就其中的一些主要作用过程讲述如下： 1）水泥的水化作用 在水泥稳定土中，首先发生的是水泥自身的水化反应，从而产生出具有胶结能力的水化产物，这是水泥稳定土强度的主要来源。水泥的水化过程前面已经详细的讲述过了，其反应简式如下所示，这里不再赘述。 硅酸三钙： 硅酸二钙： 铝酸三钙： 铁铝酸四钙： 水泥水化生成的水化产物，在土的孔隙中相互交织搭接，将土颗粒包复连接起来，使土逐渐丧失了原有的塑性等性质，并且随着水化产物的增加，混合料也逐渐坚固起来。但水泥稳定土中水泥的水化与水泥混凝土中水泥的水化之间还有所不同。这是因为：（1）土具有非常高的比表面积和亲水性；（2）水泥稳定土中的水泥含量较少；（3）土对水泥的水化产物具有强烈的吸附性；（4）在一些土中常存在酸性介质环境。由于这些特点，在水泥稳定土中，水泥的水化硬化条件较混凝土中差得多；特别是由于粘土矿物对水化产物中的Ca(OH)2具有极强的吸附和吸收作用，使溶液中的碱度降低，从而影响了水泥水化产物的稳定性；水化硅酸钙中的C/S会逐渐降低析出Ca(OH)2，从而使水化产物的结构和性能发生变化，进而影响到混合料的性能。因此在选用水泥时，在其它条件相同时，应优先选用硅酸盐水泥，必要时还应对水泥稳定土进行“补钙”，以提高混合料中的碱度。 2）离子交换作用 土中的粘土颗粒由于颗粒细小、比表面积大，因而具有较高的活性，当粘土颗粒与水接触时，粘土颗粒表面通常带有一定量的负电荷，在粘土颗粒周围形成一个电场，这层带负电荷的离子就称为电位离子；带负电的粘土颗粒表面，进而吸引周围溶液中的正离子，如K+、Na+等，而在颗粒表面形成了一个双电层结构，这些与电位离子电荷相反的离子就称为反离子。在双电层中电位离子形成了内层，反离子形成外层。靠近颗粒的反离子与颗粒表面结合较紧密，当粘土颗粒运动时，结合较紧密的反离子将随颗粒一起运动，而其它反离子将不产生运动；由此在运动与不运动的反离子之间便出现了一个滑移面。 由于在粘土颗粒表面存在着电场，因此也存在着电位，颗粒表面电位离子形成的电位称为热力学电位（φ），滑动面上的电位称为电动电位（ξ）；由于反离子的存在，离开颗粒表面越远电位越低，经过一定的距离电位将降低为零，此距离称为双电层厚度。由于各个粘土颗粒表面都具有相同的双电层结构，因此粘土颗粒之间往往间隔着一定的距离。 在硅酸盐水泥中，硅酸三钙和硅酸二钙占主要部分，其水化后所生成的氢氧化钙所占的比例也较高，可达水化产物的25％，大量的氢氧化钙溶于水以后，在土中形成了一个富含Ca2+的碱性溶液环境。当溶液中富含Ga2+时，因为Ca2+的电价高于K+、Na+等离子，因此与电位离子的吸引力较强，从而取代了K+、Na+，成为反离子，同时Ca2+也双电层电位的降低速度加快，如图所示。因而使电动电位减小、双电层的厚度降低，使粘土颗粒之间的距离减小，相互靠拢，导致土的凝聚，从而改变土的塑性，使土具有一定的强度和稳定度。这种作用就称为离子交换作用。 3）化学激发作用 钙离子的存在不仅影响到了粘土颗粒表面双电层的结构，而且在这种碱性溶液环境下，土本身的化学性质也将发生变化。 土的矿物组成基本上都属于硅铝酸盐，其中含有大量的硅氧四面体和铝氧八面体。在通常情况下，这些矿物具有比较高的稳定性，但当粘土颗粒周围介质的PH值增加到一定程度时，粘土矿物中的部分SiO2和Al2O3的活性将被激发出来，与溶液中的Ca2+进行反应，生成新的矿物，这些矿物主要是硅酸钙和铝酸钙系列，如、、、等，这些矿物的组成和结构与水泥的水化产物都有很多类似之处，并且同样具有胶凝能力。生成的这些胶结物质包裹着粘土颗粒表面，与水泥的水化产物一起，将粘土颗粒凝结成一个整体。因此，氢氧化钙对粘土矿物的激发作用，将进一步提高水泥稳定土的强度和水稳定性。 4）碳酸化作用 水泥水化生成的Ca(OH)2，除了可与粘土矿物发生化学反应外，还可以进一步与空气中的CO2发生碳化反应并生成碳酸钙晶体。其反应如下：  碳酸钙生成过程中产生体积膨胀，也可以对土的基体起到填充和加固作用；只是这种作用相对来讲比较弱，并且反应过程缓慢。 3．影响强度的因素 1)土质 土的类别和性质是影响水泥稳定土强度的重要因素，各类砂砾土、砂土、粉土和粘土均可用水泥稳定，但稳定效果不同。试验和生产实践证明，用水泥稳定级配良好的碎(砾)石和砂砾，效果最好，不但强度高，而且水泥用量少；其次是砂性土；再次之是粉性土和粘性土。重粘土难于粉碎和拌和，不宜单独用水泥来稳定，因此，一般要求土的塑性指数不大于17。 2)水泥的成分和剂量 各种类型的水泥都可以用于稳定土。但试验研究证明，水泥的矿物成分和分散度对其稳定效果有明显影响。对于同一种土，通常情况下硅酸盐水泥的稳定效果好，而铝酸盐水泥较差。 在水泥硬化条件相似，矿物成分相同时，随着水泥分散度的增加，其活性程度和硬化能力也有所增大，从而水泥土的强度也大大提高。 水泥土的强度随水泥剂量的增加而增长，但过多的水泥用量，虽获得强度的增加，在经济上却不一定合理，在效果上也不一定显著，且容易开裂。试验和研究证明，水泥剂量为4～8％较为合理。 3)含水量 含水量对水泥稳定土强度影响很大，当含水量不足时，水泥不能在混合料中完全水化和水解，发挥不了水泥对土的稳定作用，影响强度形成。同时，含水量小，达不到最佳含水量也影响水泥稳定土的压实度。因此，使含水量达到最佳含水量的同时，也要满足水泥完全水化和水解作用的需要为好。 水泥正常水化所需的水量约为水泥重的20%，对于砂性土，完全水化达到最高强度的含水量较最佳密度的含水量为小；而对于粘性土则相反。 4)施工工艺过程 水泥、土和水拌和得均匀，且在最佳含水量下充分压实，使之干密度最大，其强度和稳定性就高。水泥土从开始加水拌和到完成压实的延迟时间要尽可能最短，一般要在6h以内。若时间过长，则水泥凝结，在碾压时，不但达不到压实度要求，而且也会破坏已结硬水泥的胶凝作用，反而使水泥稳定土强度下降。在水泥终凝时间达不到规定要求时，可以使用一定剂量的缓凝剂，但缓凝剂的品种和具体数量应根据试验确定。 水泥稳定土需湿法养生，以满足水泥水化形成强度的需要。养生温度愈高，强度增长的愈快。因此，要保证水泥稳定土养生的温度和湿度条件。 4．材料要求及混合料组成设计 1)材料要求 (1)土：凡能被粉碎的土都可用水泥稳定。宜做水泥稳定类基层的材料有：石渣、石屑、砂砾、碎石土、砾石土等。碎石或砾石的压碎值对于高速公路和一级公路应不大于30%，对二级和二级以下公路应不大于35%。 对于二级公路以下的一般公路：当用水泥稳定土做底基层时，颗粒最大粒径不应超过40mm(指圆孔筛)，对于高速公路和一级公路，颗粒最大粒径不应超过31.5mm(指方孔筛)。土的颗粒组成应符合表12-5规定，同时土的均匀系数(土的均匀系数为通过量60%的筛孔尺寸与通过量10%的筛孔尺寸的比值)应大于5，细粒土的塑性指数不应超过17。实际工作中，宜选用均匀系数大于10，塑性指数小于12的土。 表12-5 水泥稳定土的颗粒组成 筛孔尺寸(mm) 40 31.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075 液限 塑限  通过百分率%（基层）  100 88-99 57-77 29-49 17-35 8-22 0-7 <28 <9  通过百分率%（底基层） 100 93-98 74-89 49-69 29-52 18-38 8-22 0-7 <28 <9   (2)水泥 普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、或火山灰质硅酸盐水泥都可以用于稳定土，但应选用终凝时间较长(宜6h以上)的水泥。早强、快硬及受潮变质的水泥不应使用。宜采用标号较低的水泥，如325号水泥。 (3)水 饮用的水，均可以应用 2)混合料组成设计 水泥稳定土混合料组成设计与石灰稳定土基本相同。 (1)强度和压实度标准 七天无侧限抗压强度和压实度应根据公路等级和所在路面结构中的层位确定，如表12-6。 表12-6 水泥混合料的强度(MPa)及压实度标准 使用层次 高速和一级公路 二级和二级以下公路   强度 压实度 强度 压实度 %  基层 3-4 98 2-3 中、粗粒土97 细粒土 95  底基层 (2.0 中、粗粒土96 细粒土 95 (1.5 中、粗粒土95 细粒土 93  (2)设计步骤 ①制备同一种土样、不同水泥剂量的混合料，一般按下列水泥剂量配制： 做基层用时： 中粒土和粗粒土：3%，4%，5%，6%，7%。 塑性指数小于12的土：5%，7%，8%，9%，11% 其它细粒土：8%，10%，12%，14%，16% 做底基层时： 中粒土和粗粒土：2%，3%，4%，5%，6% 塑性指数小于12的土：4%，5%，6%，7%，8% 其它细粒土：6%，8%，9%，10%，12%。 ②确定最佳含水量和最大干压实密度。 ③按最佳含水量和计算得到的干压实密度制试件。根据表12-6强度标准选定合适的水泥剂量。此剂量试件室内试验结果的平均抗压强度R应符合公式12-3的要求。 工地实际采用的水泥剂量应比室内试验确定剂量多0.5～1.0%。 5．水泥稳定粒料施工 1．1．1 材料 ①水泥 (1)普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或火山灰水泥都可以使用，但应选用终凝时间较长(宜在6小时以上)的水泥。不宜用快硬水泥、早强水泥、禁用已受潮变质的水泥。 (2)宜采用标号较低(如325＃)的水泥。 ②集料 (1)集料颗粒的尺寸及级配组成根据规定。 (2) 高速公路和一级公路集料的压碎值应≯30%，二级公路和二级以下公路集料的压碎值应≯35%。颗粒最大粒径高速公路和一级公路不大于31.5mm(方孔筛)，二级公路和二级以下公路不大于40mm(圆孔筛)。同时要求集料的均匀系≯10(即通过量为60%的筛孔尺寸与通过量为10%的筛孔寸的比值)。 (3)集料中0.6mm以下颗粒塑性指数应≯12。 (4)有机物含量超过2%，硫酸盐含量超过0.25%的集料，不宜使用。 1．1．2 混合料设计 (1)应根据指定的配比(包括最佳含量和最大干密度)，在水泥稳定碎石层施工前10～15天进行现场试配；按指定的水泥剂量为中档，另增上下浮动1%的水泥剂量两个档次，采用同一种集料级配按JTJ057-94规定的方法，对每种水泥剂量作为平行试验的试件数量应不少于9个，如该组试验结果的偏差系数大于15%时，则应重做试验，并找出原因，加以解释。 试件在规定温度下保湿养生6天，浸水一天后，进行无侧限抗压强度试验，并计算试验结果的平均值和偏差系数(Cv)。 平均抗压强度应满足下式要求： >Rd（1-1.645Cv） (Cv小数计) (2)工地实际采用的水泥剂量应较室内试验确定的剂量多0.5～1.0％。 1．1．3 施工要求 ①底基层准备 按底基层的有关检验标准进行复检，凡不合格的路段进行整修，使其达到标准，底基层表面应平整、坚实、具有规定的路拱，没有任何松散和软弱地点。 ②一般规定 (1)水泥稳定碎石层施工期的最低气温在5℃以上，并在第一次冰冻来之前半个月到一个月完成。 (2)水泥稳定碎石混合料从拌和到碾压之间的延续时间宜控制在3～4小时。 (3)确定每一作业段的合理长度时，必需综合考虑下列因素： a、水泥的终凝时间； b、施工季节和气候条件； c、延缓时间对混合料密度和抗压强度的影响； d、施工机械的效率和数量； e、操作的熟练程度； f、尽量减少接缝； ③拌和方法和摊铺 (1)混合料应在中心拌和厂拌和，可采用间歇式或连续式拌和设备。 (2)所有拌和设备都应按比例(重量比或体积比)加料，配料要准确，其加料方法应便于监理工程师对每盘的配合比进行核实。 (3)拌和要均匀，含水量要略大于最佳值，使混合料运到现场摊铺碾压时的含水量不少于最佳值，运距远时，运送混合料的车箱应加覆盖，以防水分损失过多。 (4)用平地机或摊铺机按松铺厚度摊铺，但摊铺要均匀，如有粗细料离析现象，应以人工或机械补充拌匀。 ④整型 (1)对二级以下公路的混合料在摊铺后，立即用平地初步平和整型。在直线段，平地机由两侧向路中心进行刮平；在平曲线段，平地机由内则向外侧进行刮平。需要时再返回刮一遍。 ⑤碾压 (1)整型后，当混合料的含水量等于各大于最佳含水量时，立即用停震的振动压路机在全宽范围内先静压1～2遍，然后打开振动器均匀压实到规定的压实度。碾压时振动轮必须重叠。通常除路面的两侧应多压2～3遍以外，其余各部分碾压到的次数尽量相同。 (2)严禁压路机在已完成的，或正在碾压的路段上“调头”和急刹车。 (3)碾压过程中，水泥稳定碎石的表面应始终保持潮湿，如表层蒸发过快，应尽快被洒少量的水。 (4)碾压过程中，如有“弹簧”松散、起皮等现象，应及时翻开重新拌和(如加少量的水泥)或其经方法处理，使其达到质量要求。 (5)在碾压过程结束之前，用平地机再终平一次，使其纵向顺适，路拱和标高符合规定要求，终平时应仔细用路拱板校正，必须将高出部分刮除，并扫出路外。 ⑥接缝处理 (1)当天两工作段的衔接处，应搭接拌和，即先施工的前一段尾部留5～8m不进行碾压，待第二段施工时，对前段留下未压部分要再加部分水泥，重新拌和，并与第二段一起碾压。 (2)应十分注意每天最后一段未端缝(即工作缝)的处理，工作缝应成直线，而且上下垂直，经过摊铺整形的水泥稳定碎石当天应全部压实，不留尾巴。第二天铺筑时为了使已压成型的稳定边缘不致遭受破坏，应用方木(厚度与其压实后厚度相同)保护，碾压前将方木提出，用混合料回填并整平。 ⑦养生及交通管制： (1)每一段碾压完成后应立即开始养生，不得延误。 (2)在整个养生期间都应使水泥稳定碎石层保持潮湿状态，养生结束后，必需将覆盖物清物干净。 (3)在养生期间未采用复盖措施的水泥稳定碎石层上，除洒水车外，应封闭交通，在采用覆盖措施的水泥稳定碎石层上不能封闭交交通时，应限制重车通行，其它车辆车速不得超过30km/h。 (4)水泥稳定碎石层上立即铺筑沥青面层时，不需太长的养生期，但应始终保持表面湿润，至少洒水养生三天。 ⑧养生期满验收合格后立即浇透层油。 §12-5 工业废渣基层 1．概述 随着工业的发展，工业废渣逐渐增多，怎样综合利用工业废渣引起了国内外重视。近年来，我国利用工业废渣铺筑路面基层，取得显著成效，不但提高了路面使用品质，而且降低了工程造价，“变废为宝”，具有很大的经济意义。 公路上常用的工业废渣有：火力发电厂的粉煤灰和煤渣，钢铁厂的高炉渣和钢渣，化肥厂的电石渣，以及煤矿的煤矸石等。粉煤灰和煤渣中含有较多的二氧化硅、氧化钙或氧化铝等活性物质。用石灰稳定工业废渣时，石灰在水的作用下形成饱和的Ca(OH)2溶液。废渣的活性氧化硅和氧化铝在Ca(OH)2溶液中产生火山灰反应，生成水化硅酸钙和铝酸钙凝胶，把颗粒胶凝在一起，随水化物不断产生而结晶硬化，具有水硬性。温度较高时，强度增长快，因此，石灰稳定工业废渣最好在热季施工，并加强保湿养生。 工业废渣材料主要用石灰与之综合稳定，即石灰工业废渣材料，主要有石灰粉煤灰类及石灰其它废渣类。 石灰稳定工业废渣基层具有：水硬性、缓凝性、强度高、稳定性好，成板体、且强度随龄期不断增加，抗水、抗冻、抗裂而且收缩性小，适应各种气候环境和水文地质条件等特点。所以，近几年来，修筑高等级公路，常选用石灰稳定工业废渣做高级或次高级路面的基层或底基层。 2．对材料要求 1)石灰 工业废渣基层所用的结合料是石灰或石灰下脚。石灰的质量宜符合III级以上技术指标。 2)废渣材料 粉煤灰是火力发电厂燃烧煤粉产生的粉状灰渣。主要成分是二氧化硅(SiO2)和三氧化二铝(Al2O3)，其总含量一般要求超过70%。粉煤灰的烧失量一般要小于20%，如达不到上述要求，应通过试验后，才能采用。干粉煤灰和湿粉煤灰都可以应用。干粉煤灰堆放时应洒水以防飞扬。湿粉煤灰堆放时，含水量不宜超过35%。 3)粒料（砾料） 高速公路和一级公路集料的压碎值应≯30%，二级公路和二级以下公路集料的压碎值应≯35%。颗粒最大粒径高速公路和一级公路不大于31.5mm(方孔筛)，二级公路和二级以下公路不大于40mm(圆孔筛)。 石灰工业废渣混合料中粒料重量宜占80%以上，并有良好的级配，二灰砂砾混合料应符合表12-7规定，二灰碎石混合料应符合表12-8规定。 表12-7 二灰砂砾混合料的级配范围 筛孔尺寸(mm) 40 31.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.6 0.075  通过百分率%（基层）  100 83-98 55-75 39-59 29-49 20-40 12-32 0-15  通过百分率%（底基层） 100 89-100 69-89 52-72 39-59 29-49 20-40 12-32 0-15  表12-8 二灰碎石混合料的级配范围 筛孔尺寸(mm) 40 31.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.6 0.075  通过百分率%（基层）  100 81-98 52-70 30-50 18-38 10-27 6-20 0-7  通过百分率%（底基层） 100 90-100 72-90 48-68 30-50 18-38 10-27 6-20 0-7  3．混合料组成设计 石灰工业废渣混合料的组成设计内容包括：根据12-9的强度标准，通过试验选取适宜稳定的土，确定石灰与粉煤灰或石灰与煤渣的比例，确定石灰粉煤灰或石灰煤渣与土的比例(均为重量比)，确定混合料的最佳含水量。 表12-9 二灰混合料的强度和压实度标准(MPa) 使用层次 高速和一级公路 二级和二级以下公路   强度 压实度 强度 压实度 %  基层 (0.8 (98 (0.6 中、粗粒土97 细粒土 95  底基层 (0.5 中、粗粒土96 细粒土 95 (0.5 中、粗粒土95 细粒土 93  混合料的设计方法和步骤，可参照石灰稳定土进行。 3．石灰煤渣类基层 石灰煤渣(简称二渣)基层是用石灰和煤渣按一定配合比，加水拌和、摊铺、碾压、养生而成型的基层。二渣中如掺入一定量的粗骨料便称三渣。掺入一定量的土，便成为石灰煤渣土。混合料的配合比，应满足表12-9规定的强度标准。各地可根据当地气候、水文地质条件，公路等级及实践经验参照如下配比选用： 采用石灰煤渣做基层或底基层时，石灰与煤渣的比可以是20：80～15：85。 采用石灰煤渣土做基层或底基层时(土为细粒土)，石灰与煤渣的比可用1：2～1：3，但混合料的石灰不应小于10%。 采用石灰煤渣粒料做基层或底基层时，石灰：煤渣：粒料可以是(7～9)：(26～33)：(67～58)。 为了提高石灰煤渣和石灰煤渣土的早期强度，可外加1%～2%的水泥。 石灰煤渣、石灰煤渣土和三渣皆具有水硬性，物理力学性质基本上与石灰土相似，但其强度与水稳定性都比石灰土好。石灰煤渣的28d强度可达1.5～3.0MPa，并随龄期而增长。初期强度增长慢，尚有一定的塑性，但达到一定龄期后，处于弹性工作状态，成板体具有刚性，当冷缩和干缩时，易产生裂缝。研究表明，当采用石灰煤渣粒料时，抗缩裂能力有所改善。 施工程序和方法基本上与石灰土基层相同。但要加强养生，重视提高初期强度，防止早期重交通量下，出现早期破坏现象。 4．石灰粉煤灰类基层 1）基本概念 石灰粉煤灰(简称二灰)基层是用石灰和粉煤灰按一配比，加水拌和、摊铺、碾压及养生而成型的基层。在二灰中掺入一定量的土，经加水拌和、摊铺、碾压及养生成型的基层，称二灰土基层。混合料的配比组成。各地可根据当地的实践经验可参照下面配比选用 采用石灰粉煤灰土做基层或底基层时，石灰与粉煤灰的比，常用1：2～1：4(对于粉土，以1：2为合适)。石灰粉煤灰与细粒土的比为30：70～50：50。 采用石灰粉煤灰与级配的中粒土和粗粒土时，石灰与粉煤灰的比为1：2～1：4，石灰粉煤灰与粒料的比常采用20：80～15：85。 根据最近研究提出，为了防止裂缝，采用石灰与粉煤灰的比为1：3～1：4，集料含量为80～85%左右为最佳，既可抗干缩又可抗温缩。不少地区在修筑高级或次高级路面时选用这种基层和底基层，既减少了因基层反射裂缝而引起的面层开裂问题，还减轻沥青路面的车辙。 石灰粉煤灰类的基层施工，同石灰稳定土基层的施工。施工时，应尽量安排在温暖高温季节，以利于形成早期强度而成型。 2）施工 2．1．1 材料 ①石灰 石灰应符合的规定 ②粉煤灰 (1)要求粉煤灰的SiO2＋Ａl2O3含量大于70%，CaO含量在2～6％，烧失量不大于20%，粒径变化在0.001～0.3mm之间，其比表面积一般在2000～3500cm2/g之间。 (2)干粉煤灰的堆放宜加水，以防飞扬；湿粉煤灰的含水量不宜超过35%。 (3)粉煤灰不应含有团块、腐植质及有害杂质。使用时应将凝固的粉煤灰块打碎或过筛。 ③集料 不同规格的集料应分别堆放，严禁混堆。 集料的均匀系数应大于10(通过量为60%的筛孔尺寸与通过量为10%的筛孔尺寸的比值)。 集料的级配组成及二灰的掺量应满足要求。 ④混合料设计 (1)应按指定的配比(包括最佳含水量和最大干密度)，在二灰碎石层施工前10～15天进行现场试配，按照JTJ057的规定进行试验，养生湿度为95%，温度为25℃±2℃，养生6天后，第七天饱水，试件尺寸：15cm×15cm(高×直径)的圆柱体。 (2)建议把提供的二灰掺量作中档值(例如20%)，按15%、20%、25%三档二灰掺量(碎石掺量分别为85%、80%、75%)试验制件，按JTJ057的规定程序进行重型击实试验和强度试验。后者每组试验结果的偏差系数(Cv)大于10%时应重做试验。 经现场试验结果证明，提供的剂量强度达不到规定要求(指第七天饱水后的无侧限抗压强度≮0.8MPa)或施工工艺上有难度时，需经批准后方可予以调正。但二灰的掺量应>20%。 2．1．2 施工要求 ①底基层准备 ②二灰碎石混合料应用拌和机械集中拌和，不得采用路拌；用摊铺机铺筑，防止水分蒸发和产生离析；碾压和整型的全部操作应在当天完成。 a、材料的拌和可用带旋转刀片的分批出料的拌和设备或是用转动鼓动拌和机或连续拌和式设备。二灰和集料可按重量比，也可按体积比控制。 b、向各拌和设备内加水的比例可以按重量，也可按体积计量，要随时对每批材料或按连续式拌和的材料流速进行用水量检查，所加的水量必须考虑二灰及集料的原有含水量。 c、注意拌和机内是否有死角存在，如发现应及时纠正。 d、混合料应在拌和以后尽快摊铺。 e、各种成份的配比偏差应在下列范围之内： 集料 ±2%重量比 粉煤灰 ±1.5%重量比 石灰 ±1.0%重量比 水 ±2%按最佳含水量 f、摊铺：当二灰碎石层的铺筑厚度超过碾压有效厚度时，应分二层铺筑，在第一铺筑层经压实并压实度达到规定标准时，应立即铺筑第二层。 g、压实：最好用振动压路机碾压。压实度应达到规定的要求。 h、通过在100～200m间隔内随机钻孔来检查铺筑层的厚度，全部试验也至少有50%等于或超过要求的厚度，产且不允许有两个相邻孔相差在±10%。 i、二灰碎石层表面的平整度容许偏差不超过10mm；标高的容许偏差为0～10mm；厚度的容许偏差为0～＋10mm。 ③养生与浇洒沥青透层 a、二灰碎石碾压完成后的第二天或第三天开始养生，及时洒水，应始终保持表面湿润。养生期一般为7天。 b、养生期结束、应立即浇洒透层油。 §12-6 半刚性路面面层 1．概述 半刚性路面是介于柔性路面与刚性路面之间的特殊路面形式，它最早出现于法国。早在1954年，法国就研制成功了“灌水泥浆开级配沥青混凝土路面施工法”，并在科涅克(Cognac)机场跑道上作为耐热用的道面进行了的试验铺装。七十年代初，英国、美国，前苏联等国，也相继对这一课题进行了研究。英国是在摊铺后的开级配沥青碎石路面空隙中灌入树脂—水泥灰浆。前苏联则把水泥砂浆作为第二结合料加入沥青混凝土中进行了拌和压实，结果证明能提高这种材料的温度稳定性。科威特的H.R.Guirguis的研究表明，用水泥处置后的集料铺筑的沥青路面的强度和稳定性大大提高，路面泛油和抗水性能也有相当大的改善。美国切夫隆研究公司的R.J.SCHMIDT和 L.E.SANTUCCI为提高乳化沥青的早期强度，在混合料中加入1.3%的波特兰水泥，结果发现，在空气中养生一天后，材料的回弹模量比未加水泥的增加了大约五倍，养生60天后，回弹模量仍比未加水泥的度件提高两倍。但掺加水泥后材料的疲劳性能有所降低。R.W.Head对冷拌沥青混凝土的研究表明，当加入1%的水泥时，混合料的马歇尔稳定度能提高2.5-3.00倍。 半刚性路面于1961年传至日本，次年2月由日本道路公团在箱根新道上的立交枢纽部分铺筑了一千平方米的试验性路面。此后，这种路面结构在日本逐渐被采用，并在1978年作为一种特殊的施工方法正式列入《沥青路面施工规范》。八十年代以来，在大孔隙率的开级配沥青混凝土中灌注水泥(砂)浆的半刚性路面在日本有了广泛的应用与发展，每年的施工面积已超过二十万平方米，各大道路公司和研究所对半刚性路面都进行了试验研究，提出了这种特殊路面材料的力学性能与路面结构设计计算方法的研究论文，证实了该种材料提高了沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性，尤其是对抵抗永久性变形有较大程度的改善。特别适用于公共汽车站、停车场，收费站等车辙现象比较严重的场所。 由于半刚性路面是由水泥砂浆和乳化沥青(渣油)两种结合料组成的新型路面结构，因而在施工技术上与热拌沥青混凝土和乳化沥青混凝土有着不同的特殊要求，必须根据这种新型路面材料的特性，掌握其施工规律和方法，才能保证施工质量，取得预期效果。 在施工中应注意以下事项： 1．拌和 半刚性路面材料有三道拌和工序，其顺序是水泥砂浆的拌制，水泥砂浆与矿料的拌和，以及水泥砂浆、乳化沥青(渣油)混合料的拌和。在这三次拌和中，水泥砂浆也可以用人工拌和，但必须保证质量要求。而最后一道拌和，则应选用强制式拌和机，因一般的自落式拌和机拌和能力差，出料慢。细料容易聚团或粘附在筒壁上，使得混合料的质量不均匀。 混合料的拌和应在乳液破乳前结束，否则将因乳液的破乳而失去施工的和易性。一般拌和时间在乳液加入后不超过60秒。最佳拌和时间应根据施工现场使用的骨料级配情况，拌和机械性能，施工时的气候等条件通过试拌和确定。 2．摊铺 拌制的水泥砂浆、乳化渣油混合料最好用摊铺机摊铺，条件不允许时，也可用人工摊铺，但人工摊铺时不得扬锹甩料，以避免混合料的离散。整平时也不应过多地用刮板摊料，防止沥青膜的剥落。 摊铺混合料的虚方厚度，需通过试验求出压实系数，根据骨料的级配情况及摊铺方式的不同，一般情况下压实系数为1.2～1.5，具体的数值应根据现场施工条件，并通过铺筑试验路段确定。 3．碾压 当混合料摊铺整齐后，可立即进行初压，为防止初期碾压出现波浪、推移现象，开始应用6吨左右的轻型压路机碾压1-2遍，使混合料初步稳定后，再用轮胎压路机碾压1-2遍，碾压时应匀速退进，不得在碾压路段上制动或启动，以免混合料发生局部拥包和搓板开裂。 当碾压时有粘轮现象时，可在碾轮上适当洒水或。 当沥青(渣油)乳液开始破乳，混合料由褐色转为黑色时，用压路机复压，复压2-3遍后停止，待晾晒一般时间，水分蒸发后再压实。 因半刚性路面材料中含有水泥砂浆，所以在水泥砂浆终凝前，一般5-8小时，用压路机再复压1-2遍。 4．早期养护 由于乳化沥青路面的早期强度较低，稳定性差，尤其在低温或阴湿的情况下表现得更为明显，因此要注意早期养护，一般应断绝交通2-6小时，在不断绝交通时，必须设专人指挥车辆慢速通过(不超过20km/h)，并严禁兽力车和铁轮车在未稳定成型的路段上行驶，如发现路面有局部破坏应及时予以修补。 为使半刚性路面能均匀地压实，应采用适当的交通措施控制车辆的行驶，让车辆沿整个路面宽度分散行驶，通过车辆荷载的补充压实提高路面的整体强度。 目前，国内对半刚性路面材料的研究还处于起步阶段。七十年代末期沥青水泥砂浆曾被尝试作为渗漏建筑物的内粉刷材料用于人防工程中。直到八十年代中期，国内有些单位将含高分子聚合物的特种水泥砂砾，作为第二结合料，掺加到普通沥青混合料中，使用拌和法和灌浆法两种工艺制成特殊路面材料进行各种物理力学试验，对不同温度条件下的力学性质进行比较，并初步探讨了该种路面材料的使用性能与强度形成理论。此外，湖北、四川等省的公路管理部门，也结合当地的实际，对这种材料进行了尝试和初步研究，并取得了一定的成果。