三、粉煤灰基层
大量研究成果和长期实践经验表明，粉煤灰已广泛地用作道路路面基层材料，以该材料为主铺筑的道路基层，在一定温度、湿度下，强度随龄期而增长，且后期强度很高，并具有良好的水稳性、板体性和较好的抗冻性能。虽然还存有早期强度较低和可能会出现一定程度的收缩裂缝的欠缺，但粉煤灰仍不失为一种路用性质优良的半刚性基层材料。
国内修筑的一些高等级道路，主要是采用石灰或水泥来稳定粉煤灰，即在水的参与和碱性条件下，粉煤灰与石灰或水泥发生反应生成具有水稳性的胶凝物质。该反应进行得充分与否取决于粉煤灰的活性及品质。用石灰稳定的石灰粉煤灰类基层有：石灰粉煤灰（二灰）、石灰粉煤灰土（二灰土）、石灰粉煤灰沙（二灰沙）、石灰粉煤灰沙砾（二灰沙砾）、石灰粉煤灰碎石（二灰碎石）、石灰粉煤灰矿渣（二灰矿渣）等，用水泥稳定的水泥粉煤灰类基层主要有水泥粉煤灰稳定沙砾、碎石及沙等。
（一）原材料的一般性质与质量要求
1.粉煤灰
粉煤灰是组成混合料最基本也是最重要的原材料之一，要求SiO2、Al2 O3和Fe2 O3的总含量应大于70%，烧失量不宜大于20%，表面积宜大于2500 cm2/g。细颗粒粉煤灰活性较好，对混合料加固有利，但对水的敏感性较强，从而增加了施工难度；粗颗粒粉煤灰较有利于施工。新出或陈积的粉煤灰其化学成分变化很小，拌制的混合料强度无明显差别，故均可采用。
2.石灰和水泥
熟石灰应充分消解，生石灰要完全粉磨，均不含杂质。熟石灰中CaO与MgO含量之和宜大于50%，生石灰则宜大于60%；当含量在30%～50%时，应增加石灰剂量，但不宜超过混合料总干重的25%。镁石灰的后期加固效果尚优于钙石灰，两者均可采用。石灰类工业废料和石灰下脚料，在CaO与MgO含量之和不小于30%时，一般可以取代石灰。
普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥均可作结合料。宜选用终凝时间较长的水泥。
3.土
土并非混合料中必不可少的部分，但考虑到降低工程造价、方便施工等因素，在混合料中常常掺入20%～50%的土。土的存在使混合料的性质发生变化，同时对压实有较大影响。因此，要求土的塑性指数以7～17为理想。各类土只要有机质含量小于8%和施工无困难时，均可考虑采用。
4.粒料
为了提高混合料的早期强度，改善其缩裂性质，常常在混合料中掺入40%～60%的粒料，如重矿渣、钢渣、碎（卵）石、沙砾等。用作基层时，粒料最大粒径应不大于40 mm或不大于压实厚度的1/3；用作底基层时，最大粒径不应超过50 mm。粒料压碎值，高速公路、一级公路应小于等于30%，二、三、四级公路应小于等于35%。若粒料有一定的级配，可增加混合料强度，但备料难度较大。因此，工程中不一定要求粒料有一定的级配。
5.水
水是消解石灰、拌制混合料及基层养护所必需的。一般的地面水、地下水和自来水均可使用。若水源缺乏，也可考虑使用符合国家排放标准的生活污水。
（二）配合比设计
1.配料原则
大量试验资料和生产使用经验表明，粉煤灰石灰类基层的配料原则：①混合料必须具备能压密实的条件，混合料中细颗粒材料的压实体积必须大于粗粒料在疏松状态下的孔隙体积，即粗粒料在混合料中处于“悬浮状态”。②压实混合料的加固强度，应能较好地形成。混合料中粉煤灰石灰应在3∶1（粒料用量较多时）至5∶1（粒料用量较少时）的范围内。
2.推荐配合比
粉煤灰石灰类混合料的最佳配合比，应在符合“配料原则”前提下，通过试验确定。但在生产中不一定要采用最佳配合比，可根据不同情况和条件，选用经济实用的配合比。
（三）混合料路用性质(https://www.daowen.com)
粉煤灰石灰类混合料在最佳含水量下压实后，在正常温度（20℃）和湿度（＞90%）下，强度随龄期增加有明显的增长，后期强度很高。
粉煤灰石灰土的室内五次干循环重量损失近于零，抗压强度比未干湿循环试件高30%以上。将在生产性路段挖取的粉煤灰石灰粒料样品浸没于室温水中，经过五年之久，样品无软化、崩塌现象发生，其坚硬程度仍类似贫水泥混凝土。可见粉煤灰石灰类混合料具有良好的水稳定性。
综合室内试验表明，粉煤灰石灰类混合料的五次冻融循环重量损失在0～2%，强度损失小于20%，而石灰土的五次冻融循环重量损失在5%～35%，可见粉煤灰类基层的抗冻性能远优于石灰土。铺筑在冰冻地区潮湿路段上的粉煤灰石灰类混合料道路基层，使用年限已有几十年之久，经过了几十个冻融循环，无损坏征兆，多次野外实测回弹模量值均在1000 MPa以上，并具有较好的板体性质。
温缩系数为28天龄期最佳含水量试件（此时温缩最大，小于或大于最佳期含水量时均较小）在温度每降低1℃时的单位长度收缩量。干缩系数为含水量每减少1%时的长度收缩量。混合料在压实初期（小于7天）干缩系数取高值，当加固强度基本形成后（大于28天）则取低值。
（四）混合料基层设计
1.强度分级
根据室内试验结果及路段的使用经验，将粉煤灰石灰类混合料按强度分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级，其相应的28天龄期饱水试件无侧限抗压强度分别为 2.0 MPa、1.5 MPa和1.0 MPa，三个等级分别适用于重、中、轻交通量的道路。一般来说，粉煤灰石灰粒料适用于重交通量的道路基层，粉煤灰石灰适用于中等交通量道路的基层或重交通量道路的底基层，粉煤灰石灰土适用于轻交通量道路基层或中、重交通道路量基层。以上道路是相对于柔性路面而言的，各种粉煤灰石灰类混合料均可用作刚性路面的基层。
2.防止反射裂缝
粉煤灰石灰类基层属半刚性基层，会因湿度、温度的变化而产生干缩，温缩裂缝。若在其上直接铺筑较薄的沥青面层，将产生反射裂缝，影响路面的使用性能及寿命。为此常用以下方法来防止裂缝的产生：①粉煤灰石灰混合料设计在满足“悬浮原则”的前提下，尽可能加大粗粒料用量，以改善混合料的缩裂性质。②在粉煤灰石灰类基层上设置石料联结层，使混合料基层缩裂不反射到沥青面层上来。③适当地加厚沥青面层厚度，达15 cm以上，减少沥青面层产生裂缝的可能性。以上三种措施，可以单一采用，也可综合采用，能获得防止或控制反射裂缝的满意效果。
3.回弹模量建议值
根据试槽和路段实测粉煤灰石灰类混合料基层的回弹模量试验值，及其在道路上的使用效果，推荐这类混合料三个月龄期的回弹模量设计参数建议值如下：①粉煤灰石灰土为400～500 MPa。当石灰粉煤灰用量较大时，取高限；反之取低限。②粉煤灰石灰为550～700 MPa（粉煤灰 ∶ 石灰=5∶1～3∶1）。③粉煤灰石灰粒料为600～800 MPa。当粒料为重矿渣、钢渣或碎石时，取高限；当粒料为沙砾或碎砖时，取低限。
（五）混合料基层施工
1.混合料拌和
石灰粉煤灰类混合料可以采用人工拌和、机械路拌和厂拌。人工拌和效率太低，劳动强度又大，除拌和少量混合料外，一般不宜采用。路拌法效率虽高，但环境污染甚为严重；厂拌具有不污染环境、拌和均匀、效率较高等优点。拌和过程中，要注意拌和粒料较粗或粒料含量较大的混合料时，粗、细集料易“离析”，很难保证拌和质量。
2.整形
用路拱板进行整形，并检查松铺厚度，不足之处进行找补整平。松铺系数应在施工时通过试验确定。
3.碾压
碾压按先轻后重、由两侧向中央顺序进行，碾压至无明显轮迹、压实度达到要求为止。
4.养生
养生是保证石灰粉煤灰类基层质量的最后程序，应保持一定的湿度，以促进强度增长，避免干缩裂缝。其方法有洒水，覆盖沙、低塑性土和沥青膜等保湿措施。养生期一般不少于一周。