穩定土路面

穩定土路面按結構通常分為不用結合料和用結合料兩大類。不用結合料的結構,主要靠材料顆粒大小級配,並經過壓實達到最大密度而形成穩定的路面結構。不用結合料的結構適用於荷載較輕,交通量較小的道路,也可以用作高級路面的底基層或墊層。用結合料的結構,主要靠結合料的性能穩定路面結構。這種結構強度較高,可用作高級路面的基層,但不耐磨耗,不宜用作路面面層。

正文

用砂和粘性土,或用碎石、礫石、砂、粘性土,或用無機結合料或有機結合料同土和礦料混合,以改善土的水穩性和力學性能所鋪築的路面。
砂土路面  在缺乏石料地區,用砂和粘性土,按細級配規格標準,經過拌和、壓實而成型的結構,是一種低級路面。早在20世紀初期,砂土路面在美國南太平洋各州用來代替那時還沒有用級配原理修築的礫石路面,套用甚廣。在使用中發現這種路面粘土過多容易變形。為解決這一問題,逐漸探索出砂、土的配合比,並制訂了標準。此外,還用氯化鈣、氯化鈉等作為穩定劑,以保持路面結構有適當含水量,並減少塵土,增加抗磨性能。
中國採用砂土路面也有幾十年歷史。20世紀50年代以來,對砂土路面提出了級配組成和塑性指數標準,推廣了在石料路面之上鋪築砂土穩定磨耗層的技術,並制定了相應的施工、養護規範,對於防止路面表面鬆散和搓板現象,延長使用壽命起到很大作用。
粒料穩定路面  用碎石、礫石、砂、粘性土組合而成的路面。這種結構以碎石、礫石作為骨架,砂填充孔隙,粘性土作結合料,經過拌和、壓實而成型。中國的泥結碎(礫)石路面、級配礫(碎)石路面屬於這類路面,被列為中級路面。粒料穩定結構通常當作面層,但在冰凍地區,如含土量過多,不宜直接在其上鋪築瀝青面層,否則,容易引起翻漿。
結合料穩定材料路面  用無機結合料穩定土作路面底基層或改善土基而鋪築的路面。美國和歐洲一些國家20世紀30年代開始、50年代廣泛套用這種路面。使用的結合料一般是水泥,其作用是改善土的水穩性,提高承載能力。中國早在2000多年前就用石灰土修築萬里長城。但從來沒有用來修路。這因為石灰土雖然有較高強度,但只能承受荷載而不能經受車輪的磨耗,必須有象瀝青或水泥混凝土這樣的面層覆蓋才能使用。
中國早在抗日戰爭時期在重慶就鋪築過水泥土試驗路,但因不耐磨耗而失敗。1954年在河北、河南、黑龍江等省又開始鋪築有瀝青表面處理、砂土磨耗層及其他類型的面層的石灰土路面,實驗成功,以石灰土作基層,上鋪瀝青面層結構組合的路面。隨著國產瀝青材料產品的增長,從60年代中期以來,北方缺石料的地區大量推廣採用石灰土基層,渣油表面處治面層。南方一些地區也相繼採用。十幾年來,這種結構組合的路面里程猛增至十幾萬公里,使公路面貌一新,運輸效率大大提高,成本大大降低。
研究發現,石灰中的活性氫氧化鈣在一定含水量下能同土中的氧化矽和氧化鋁進行離子交換,產生矽酸鈣和鋁酸鈣等結晶鹽類,使土團分解,土粒變粗,並結成整體,獲得較高的強度和產生板體作用,從而水穩性大大提高。因此這種結構是性能好,又經濟的基層,所以在中國全國範圍內推廣很快,這是60年代中國公路的一大成就。
在世界上,近幾十年來從石灰、水泥穩定土的研究與套用演進到粉煤灰及其他具有火山灰性質的工業廢渣的套用,被穩定材料則從土擴大到各種礦料。中國在這方面的研究和套用,無論在技術上還是在方法上都獲得很大的進展。現在已經有不少較高等級的公路和城市道路的路面用石灰、粉煤灰、水泥、礦渣及其他工業廢料等按不同配合比綜合穩定土、砂和各種礦料作基層,上面直接鋪築各種類型的瀝青面層,使用效果和經濟效益都比較好。但是無機結合料穩定基層容易開裂,其反射性裂縫也反應到面層上。但裂縫可以通過養護加以修復,並不影響使用效果和壽命。採取適當控制結合料、土、砂、礦料的配合成分,改進施工方法,還可以在一定程度上減少裂縫。目前正在研究防裂的方法。至於用瀝青為結合料的穩定材料,有的國家採用瀝青乳液作為處理不含土礦料作基層,一般用路拌法施工。在條件適宜的情況下,能獲得滿意的效果。對於含土材料,則因拌和均勻非常困難,很少採用。
無機結合料穩定基層的研究和套用有廣闊的前途和潛力。它同薄瀝青面層的組合,在第17屆世界道路會議總結中被認為是今後發展的方向。

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