半刚度材料分析及改进方案

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1、半刚度材料（基层）分析及改进方案半刚度材料定义：无机结合料稳定材料的完工初期具有柔软的工作特征，随着时间的延长，起强度和刚度逐渐提高，液体性增加。结构成型后，起刚度介柔性材料与刚性材料之间，又称之为半刚性材料。半刚性材料的主要力学特性为：应力-应变关系，疲劳特性和收缩（温缩和干缩）特性。1、应力-应变特性：作为半刚性材料的最重要的特点之一就是起强度和模量随龄期不断提高，并逐渐具有刚性性质。其中表征半刚性材料力学强度参数的主要指标是抗拉，抗压强度和抗拉，抗压模量，抗弯拉强度和抗弯拉模量：（1）抗压强度：主要材料抵抗垂直荷载

2、作用的能力，可用50*50、100*100、150*150的圆柱试件。经7D养护，并在试验前饱水浸泡1D后，在路面强度试验仪上进行抗压试验，计算无侧限抗压强度。（2）抗压弹性模量：采用分级加载，卸载的试验方法，记录回弹变形，然后按公式求出回弹模量（3）劈裂强度：反应抵抗由温度作用而产生胀缩应力的能力和抗剪切能力。2、疲劳特性：受到重复荷载作用时，材料的强度将低于材料在承受经何在作用时的极限强度，这种材料强度降低的现象，成为疲劳。应力的反复作用会使微裂缝逐步扩展，从而不断减少有效受力面积最终导致破坏，这种成为疲劳破坏。3、

3、温度收缩特性：材料中较大颗粒的温度的收缩系数较小，而较小颗粒以下的温度收缩系数较大，它们之间的差别反应了材料的胀缩性能。4、干燥收缩特性：其主要影响因素为类型，计量，被稳定类别，粒料含量，龄期。接下来以具体的材料所做的基层来分析改基层的优缺点，并从结构，材料角度提出改进途径！一：石灰稳定基层在粉碎的土或原状松散的土中参入一定量的石灰，加水拌合，经摊铺，碾压养护成型的满足强度要求的基层，称为石灰土基层。石灰稳定土设计龄期为180D，凝结初期表现在土的结团、塑性降低、最佳含水量增大。最大密实度降低，后期变化主要表现在结晶体结

4、构的形成，从而提高强度、稳定性。（其中后期主要有（1）离子交换作用、（2水化作用、（3）碳酸化作用，石灰的碳酸化作用和自身的结晶作用都需要一个相当长的反应时间，这也是石灰土后期强度形成的主要原因。）石灰稳定土的优点包括：(1)具有较高的抗压强度和一定的抗拉强度；较好的水稳性和一定的冰冻稳定性(2)多数土都可以用石灰进行稳定：(3)便于施工：(4)缺乏优质粒料的地区较经济；(5)设计正确、施工质量好的石灰稳定土基层或底基层，使用效果经常是好的。缺点为水稳定性差、塑性不如沥青。综上所述，石灰的强度提高主要在后期，并且根据石灰

5、土的强度主要影响因素，1、我们应该选用优质土作为石灰稳定土。2、由于石灰土中石灰剂量占比较重要的位置，其CAO和MGO的含量越高，稳定效果越好；石灰的细度越大，其表面积也越大，稳定效果也好，所以石灰消解后，也应尽量缩短存放时间，最好在生产后不迟于3个月投入使用，以免降低石灰活性。3、含水量的控制，太大会开裂，太小不易压实，宜去适当的含水量。4、由于石灰土的强度随密实度的增加而提高。5、龄期，石灰随龄期而增长强度。6、养生条件：施工期间的最低温度赢在5度以上，并在第一次到来之前一个月之内完成石灰基层的施工。7、适当的行车碾

6、压，有利于提高石灰土基层的强度。在施工中应注意施工季节，材料的组成设计，施工含水量，并可以适当的加入碎石，可以防止开裂。二、水泥稳定土基层在粉碎的土或原状松散的土中参入一定量的水泥，加水拌合，经摊铺，碾压养护成型的满足强度要求的基层，称为水泥稳定土基层。水泥的设计龄期为90D。水泥稳定土的水化完全是在土中进行的，土对这一过程有很大的影响，故其凝结速度比水泥混凝土的凝结速度慢，水化物种有的自身继续硬化形成水泥石骨架，有的则有活性的土反应，其反应主要表现在（1）离子交换及团粒化作用，主要使水泥形成一个封闭的空间，使其坚固的联

7、连，使水泥具有较高的强度。（2）硬凝反应，析出的CA2+，在碱性环境中与粘土的SIO2和AL2O3进一步反应，提高强度。（3）碳酸化作用，形成碳酸钙，使土固结，进一步提高强度。水泥稳定土的缺点包括：(1)强度可调节范围不大，抗拉强度较低；(2)塑指小的土，达不到好的稳定效果；(3)收缩系数大，易产生收缩裂缝；(4)遇水易软化。优点为其水稳定性非常好、具有良好的整体性和足够的力学强度以及足够的抗水性和抗冻性。其初期强度高且强度随龄期不断增长。但水泥稳定土基层不适用于高级公路或一级公路沥青路面和水泥混凝土路面板下的基层，只能

8、用作低基层。而根据水泥混凝土的影响因素来看，（1）、土质，土的类别和性质是影响水泥土强度的重要因素之一，现在我国规范规定，水泥稳定细粒土，其塑性指数不得大于17。（2）水泥成分和剂量：一般认为各种类型的水泥均可以用于稳定土，由数据也可以看出水泥稳定土忠所需水泥用量随土中细粒含量的增加而增加，所以尽量选用细度高的，表面