【正文】 ? （３）按最佳含水量和計(jì)算得的干密度制備試件，進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn) ? ３、試件的強(qiáng)度試驗(yàn) ? ４、選定石灰或水泥劑量。 ? （二）、材料組成設(shè)計(jì)步驟 ? １、原材料試驗(yàn) ? ２、擬定混合料配合比 ? （１）選定不同的穩(wěn)定料劑量，制備同一種土樣的混合料試件若干個(gè)。 (綜合壓縮模量 ) ? （ 3）綜合壓縮模量運(yùn)用（示例）： ?水泥穩(wěn)定材料： ＝ 14799MPa； ?二灰穩(wěn)定材料： ＝ 4227MPa。m —— 最大干 （ 溫 ） 縮應(yīng)變， 10 6。 (綜合壓縮模量 ) ? （ 1）綜合壓縮模量定義： mttmddUC SYSnmE?????????EYS —— 綜合壓縮模量， M P a ； σU CS —— 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度， MPa ； m 、 n —— 地區(qū) 影響系數(shù)， m + n ≤ 1 ； λd、 λt —— 考慮干 （溫） 縮應(yīng)變速率的系數(shù)； εd（單調(diào)） 0 . 4 00 . 5 00 . 6 00 . 7 00 . 8 00 . 9 01 . 0 01 2 3 4 5 6 7重復(fù)荷載作用次數(shù)（ l g N )應(yīng)力比4 ％水泥6 ％水泥8 ％水泥 ? （ 3）力學(xué)性能 VS 疲勞性能 ☆ 力學(xué)性能（抗壓強(qiáng)度）增加，疲勞性能也越好。 （非單調(diào)） ? （ 1）力學(xué)性能 VS 收縮性能（溫縮） 水泥劑量 水泥砂礫溫縮系數(shù)（ 10－ 6） ％ 0℃ 5℃ 10℃ 15℃ 3 4 5 6 7 46810121416182 3 4 5 6 7 8水泥劑量（％）溫縮系數(shù)（10－6）0 ℃5 ℃ 1 0 ℃ 1 5 ℃☆ 力學(xué)性能（抗壓強(qiáng)度）增加，收縮性能（溫縮）存在最佳值。 ? 疲勞方程形式： ?單對(duì)數(shù)疲勞方程 ?雙對(duì)數(shù)疲勞方程 sff baN ?? /lglg ??sff baN ?? /lg ??☆ 重復(fù)荷載作用次數(shù) ☆ 重復(fù)應(yīng)力與極限強(qiáng)度之 比 ? 典型的疲勞試驗(yàn)結(jié)果 ％概率50/0 9 1 sfeN ????0 . 00 . 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 . 80 . 91 . 01 2 3 4 5 6 7荷載作用次數(shù) lg Nf應(yīng)力強(qiáng)度比σf /σs1 貧混凝土2 水泥結(jié)粒料 ( %)3 水泥砂礫 (6 ％ ) ， 50 ％概率4 水泥砂礫 (6 ％ ) ， 95 ％概率5 二灰砂礫 (4: 16: 80) ， 50 ％概率6 二灰砂礫 (4: 16: 80) ， 95 ％概率213456概率%95/7 2 9 sfeN ???? ? 疲勞試驗(yàn)的特點(diǎn)： ?強(qiáng)度愈大、剛度愈小，其疲勞壽命就愈長(zhǎng)； ?疲勞壽命變異性較大，不同的保證率得到的疲勞壽命不同（保證率愈大，疲勞壽命愈小）； ?半對(duì)數(shù)疲勞方程的斜率很小，表明應(yīng)力水平的少量變化將導(dǎo)致無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的疲勞壽命產(chǎn)生較大的變化。 ?劈裂疲勞試驗(yàn) 又稱為間接拉伸試驗(yàn)，試件承受雙向應(yīng)力狀態(tài)（圓柱體試件），操作簡(jiǎn)便。 pause5 五、疲勞性能 ? ?試驗(yàn)路（ AASHO試驗(yàn)路） 真實(shí)路面 實(shí)際荷載與氣候 ?足尺路面（ ALF、 HVS和環(huán)道試驗(yàn)等） 足尺路面（ fullscale pavement） 模擬荷載 ?室內(nèi)試件疲勞試驗(yàn) 通常意義上的疲勞試驗(yàn)，包括彎拉（曲）疲勞試驗(yàn)和劈裂疲勞試驗(yàn)等。 ☆ 主要結(jié)論：水泥穩(wěn)定材料的抗凍性要優(yōu)于二灰穩(wěn)定材料；材料的抗凍性與其抗壓強(qiáng)度之間不存在絕對(duì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。耐凍系數(shù)＝凍融強(qiáng)度 /抗壓強(qiáng)度； 2。在實(shí)際使用中應(yīng)優(yōu)先采用水泥穩(wěn)定材料。 ? 2水穩(wěn)定性的分類 ?抗沖刷性 測(cè)試：沖刷試驗(yàn) 指標(biāo)：沖刷率（常為 5min內(nèi)的沖刷速率） ?抗凍性 測(cè)試：凍融試驗(yàn) 指標(biāo)：耐凍系數(shù) ? ?旋轉(zhuǎn)刷 ?振動(dòng)臺(tái) ?MTS試驗(yàn)裝置 ?高壓沖洗法 ☆ 評(píng)價(jià)：均能反映無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料抵抗水侵蝕的能力，但均無法完美模擬現(xiàn)場(chǎng)有壓水沖刷的現(xiàn)象，且沖刷機(jī)理不一。 ? （ 2）收縮性能的測(cè)試 ? 常采用百分表和應(yīng)變片進(jìn)行干縮和溫縮的測(cè)試。 ☆ 冰凍作用 ：各空隙中的水在其冰點(diǎn)溫度以下凍結(jié)時(shí)，體積增大9%，從而引起膨脹。 ? ?（ 2）水的影響 ☆ 擴(kuò)張作用 ：水有相當(dāng)大的熱脹縮系數(shù)（常溫下達(dá) 70*106/℃ ），比固相部分的熱脹縮系數(shù)大 4～ 7倍。rkEpE晶體勢(shì)能曲線 ? ?（ 2）水的影響 無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料內(nèi)部廣泛分布有空隙，包括大空隙、毛細(xì)孔和膠凝孔。r0r 39。 ? ?（ 1）固相外觀脹縮性 就組成礦物的顆粒而言， 原生礦物 一般有較小的熱脹縮性，其中粘土礦物的熱脹縮性較大，粉煤灰的熱脹縮性最小；而 新生成膠結(jié)物（次生礦物） 的熱脹縮性較大。 pause5 ? ? 封閉狀態(tài)下的溫縮試驗(yàn) ? （ 1）在飽水狀態(tài)下，溫度收縮系數(shù)在高溫區(qū)（ T10℃ ）變化不大；而在低溫區(qū)，在其相應(yīng)的冰點(diǎn)附近出現(xiàn)負(fù)收縮（膨脹）現(xiàn)象，除水泥砂礫出現(xiàn)在 0℃ 附近外，其余材料均發(fā)生在 10℃ 附近； ? （ 2） 含水量 對(duì)溫度收縮系數(shù)影響極大， 飽水、風(fēng)干狀態(tài)最小 ；約在最佳含水量與半風(fēng)干區(qū)間，溫度收縮系數(shù)在溫度T=0～ 10℃ 區(qū)間最大；當(dāng)含水量低于風(fēng)干含水量時(shí)，一般在T=0～ 10℃ 溫度區(qū)間有極小值，隨后又有不同程度的回升。 ?常用材料的溫縮應(yīng)變： 石灰土 ：（ 30～ 80） 106 如處理不當(dāng)將引起基層裂縫。 ?（ 4）碳化脫水作用 碳化脫水作用是 Ca(OH)2和 CO2反應(yīng)生成 CaCO3中析出水而引起體積收縮。這一階段的收縮量比毛細(xì)管作用的量大得多。 ? ? （ 1）毛細(xì)管張力作用 當(dāng)水分蒸發(fā)時(shí)，毛細(xì)管水分下降，彎液面的曲率半徑變小，致使毛細(xì)管壓力增大，從而產(chǎn)生收縮。 ? ?干燥收縮是無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料因內(nèi)部含水量變化而引起的體積收縮現(xiàn)象。 ? ?（ 3）含水量 0204060801001201401600 5 10 15二灰砂礫含水量（％）平均干縮系數(shù)10－6/ΔW☆ 對(duì)二灰砂礫的干縮來說，存在最不利含水量，在施工控制中應(yīng)盡量避免 。 ? ?（ 2）細(xì)料含量 010203040500 10 20 30 40 0 . 0 0 2 m m 的粘粒含量（％）干縮應(yīng)變減少（％）☆ 隨著粘粒含量的增加，干縮應(yīng)變減少率減小，即干縮應(yīng)變不斷增加。 水泥砂礫： （ 13～ 18） 106 （ 50％最大失水量） 密實(shí)式二灰砂礫： （ 25～ 37） 106 （失水量 %） 如果處理得當(dāng)，將大大延緩裂縫的產(chǎn)生。 材料名稱 干縮系數(shù)（ 10－ 6） /% 溫縮系數(shù)（ 10－ 6） /℃ 1/2最大失水量 最大失水量 － 5℃ － 15℃ 石灰土 二灰土 水泥土 石灰土粒料 二灰粒料（懸浮式） 二灰粒料（密實(shí)式） 水泥粒料 680～ 930 19～ 104 386～ 545 23 ～ ～ 8 420～ 484 84～ 172 304～ 384 104～ 122 109 55～ 65 41～ 83 ～ ～ ～ ～ 12 ～ ～ ～ 16 12 10～ 16 ? （ 1）干縮的測(cè)試 ? 百分表測(cè)試 ? 應(yīng)變片測(cè)試 ? （ 2）溫縮的測(cè)試 ? 應(yīng)變片測(cè)試 小梁試件 支 架 百分表 玻璃板 ☆ 在被測(cè)試件的適宜位置粘貼應(yīng)變片，采用專用儀器測(cè)試應(yīng)變片電阻的變化。 ?溫縮： 由于溫度的交替而引起的無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料收縮的現(xiàn)象。 ? 影響穩(wěn)定土材料水穩(wěn)定性和冰凍穩(wěn)定性的因素有：土類、穩(wěn)定劑種類及劑量、密實(shí)度及齡期。 ? （三）穩(wěn)定土材料的疲勞特性 ? 石灰粉煤灰穩(wěn)定材料的抗疲勞性能優(yōu)于水泥砂礫，但水泥穩(wěn)定土的強(qiáng)度因素對(duì)提高疲勞壽命也有利。 ? （ 2）、控制含水量及壓實(shí)度。 ? 溫縮：無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土具有熱脹冷縮性質(zhì)，隨著氣溫的降低，穩(wěn)定土?xí)a(chǎn)生冷卻收縮變形，收縮變形受到約束時(shí)，逐漸形成裂縫，即為溫縮裂縫。 溫度和時(shí)間對(duì)無機(jī)結(jié)合料的力學(xué)性能影響很大；無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的時(shí)－溫轉(zhuǎn)換特性。 ? ? 穩(wěn)定土必須在適當(dāng)?shù)臏囟?、濕度下養(yǎng)護(hù)，其強(qiáng)度才會(huì)不斷提高。 ? ? 希望密實(shí)度越大越好。 ? 水泥穩(wěn)定土的強(qiáng)度隨水泥劑量增加而增加，石灰穩(wěn)定土的強(qiáng)度則存在一個(gè)最佳石灰劑量值，超過或低于此值，石灰穩(wěn)定土的強(qiáng)度則降低 。 ? 穩(wěn)定劑品種及用量 ? 當(dāng)采用石灰穩(wěn)定劑時(shí)，必須測(cè)定石灰中有效氧化鈣和氧化鎂的含量，宜用技術(shù)等級(jí)為 3級(jí)以上的石灰。 五、力學(xué)性能 ? c（ 工業(yè)廢渣穩(wěn)定材料 ） ?（ 1） 常用材料： 粉煤灰 ?（ 2） 粉煤灰的相關(guān)參數(shù) ： 密 度 ： 1900～ 2400kg/m3（常見） 2500～ 2800kg/m3（高鈣 15％ ） 比表面積： 2700～ 3500cm2/g 最佳粒徑： 5～ 30μm[濕排灰、干排灰 ] ? 土質(zhì) ? 對(duì)于石灰穩(wěn)定土和石灰粉煤灰穩(wěn)定土，用塑性指數(shù)為10%~20%的粘性土較適宜，不適宜用塑性指數(shù)小于 10%的低塑性土及重粘土。 ☆ 反應(yīng)緩慢，作用較弱。 ☆ 增加強(qiáng)度和水穩(wěn)定性。 Ca2+ K+、 Na+ ☆ 增加強(qiáng)度和穩(wěn)定度。 水泥成分 五、力學(xué)性能 硅酸鹽水泥主要礦物組成與特性 礦物組成 硅酸三鈣 （ C3S） 硅酸二鈣 （ C2S） 鋁酸三鈣 （ C3A） 鐵鋁酸四鈣 （ C4AF） 與水反應(yīng)速度 中 慢 快 中 水 化 熱 中 低 高 中 對(duì)強(qiáng)度的作用 早 期 良 差 良 良 后 期 良 優(yōu) 中 中 耐化學(xué)侵蝕 中 良 差 優(yōu) 干縮性 中 小 大 小 大致含量（％） 35～ 65 10～ 40 0～ 15 5～ 15 五、力學(xué)性能 ? a（ 水泥穩(wěn)定材料 ） ☆ 兩種水泥水化作用的區(qū)別（水泥穩(wěn)定土 VS 水泥混凝土） ?土具有非常高的比表面積和親水性； ?水泥穩(wěn)定土中的水泥含量較少； ?土對(duì)水泥的水化產(chǎn)物具有強(qiáng)烈的吸附性； ?在一些土中常存在酸性介質(zhì)環(huán)境。Al2O3SiO2 （ C2S） 鋁酸三鈣 3CaO 路面唧泥 ☆ 為什么無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料基層瀝青路面上的水損害比較嚴(yán)重？ ☆ 采取哪些措施可以 盡量避免這種破壞的發(fā)生？ 瀝青路面主要病害之二： 水損害 五、 力學(xué)性能 ? a（ 水泥穩(wěn)定材料 ） ?（ 1）水泥水化作用 ?（ 2）離子交換作用 ?（ 3） 化學(xué)激發(fā)作用 ?（ 4） 碳酸化作用 五、力學(xué)性能 ? a（ 水泥穩(wěn)定材料 ） ?（ 1）水泥水化作用 硅酸三鈣 3CaO 面層 瀝青混凝土 水泥混凝土 基層 無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材 料 底基層 無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材 料 土基 壓實(shí)土 改善土 四、 結(jié)構(gòu)定位 及主要功能 路面裂縫 基層開裂 ☆ 在荷載和溫度的反復(fù)作用下，無機(jī)結(jié)合料基層上的裂縫逐漸向上反射，形成瀝青路面的裂縫。 四、 結(jié)構(gòu)定位 及功能 ☆ 大多用做瀝青路面或水泥路面的基層或底基層。 ? 半剛性材料 ? 用水泥、石灰等無機(jī)結(jié)合料處治的土或碎（礫）石及含有水硬性結(jié)合料的工業(yè)廢渣鋪筑的基層，前期具有柔性路面的性質(zhì)，后期強(qiáng)度和剛度有大幅度的增長(zhǎng)，但仍遠(yuǎn)小于水泥混凝土。