專利名稱：：模擬現(xiàn)場碾壓效果的公路基層材料圓柱體試件制備方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于交通土建工程領域，涉及一種模擬現(xiàn)場碾壓效果的公路(底)基層材料圓柱體試件制備方法。該方法操作簡便快速，制備的試件性能的測試結果客觀真實反映(底)基層材料實際性能，且重現(xiàn)性好。
背景技術：
：目前，采用擊實試驗方法確定公路(底)基層材料最大干密度Pa^和最佳含水量w。，按照擊實試驗方法的P^x和w。用靜力壓實法制備公路(底)基層材料圓柱體試件，其原理和步驟如下(1)擊實法確定公路(底)基層材料的Pdmax和W。，實驗步驟為①在預定做擊實試驗前一天，取代表性的試料測定其風干含水量，稱取試料至少5份，每份風干質量約為4.4kg(細粒土)或5.5kg(中粒土或粗粒土)。②預定56個不同含水量，依次相差1%2%，且其中至少有兩個大于和兩個小于w。，按預定含水量制備試樣，將所需要的無機結合料加到浸潤后的試料中拌和均勻。③取制備好的試樣1.8kg左右倒入內徑152mmX高120mm擊實筒內(試樣厚約4cm左右)，整平其表面，并稍加壓緊后，進行第一層試樣的擊實，共擊實98次；第一層擊實完畢，用刮土刀或改錐將擊實表面"拉毛"，然后重復上述做法，進行其余兩層試樣的擊實；最后一次試樣擊實后，試樣超出筒頂?shù)母叨炔坏么笥?mm，超出高度過大的試件應作廢。取下套環(huán)，并用刮土刀齊筒頂細心刮平試樣，擦除底板，取走墊塊，擦凈試筒外壁，稱重，計算濕密度。⑤用脫模器推出筒內試樣，從試樣上部和下部分別取兩個代表性樣品，置于11(TC烘箱內烘干至恒重，測定其含水量w，計算干密度Pd。⑥重復步驟②⑤做法，測試其余含水量下(底)基層材料w和Pd，繪制Pdw關系曲線，駝峰形曲線頂點的縱橫坐標分別為P和w。。(2)靜力壓實法制備公路(底)基層材料圓柱體試件，其制備步驟為①在預定做試驗的前一天，取有代表性的試料測定其風干含水量。稱取制備一個試件所需的試料質量為57006000g。②將稱取的試料放在長方形鐵盤當中，向試料中加水直至達到擊實法確定的w。，并拌合均勻后放在密閉容器內浸潤4h左右備用。③在浸潤過的試料中，加入所需的無機結合料并拌合，得到混合料。④制備一個預定壓實度的試件所需的混合料質量m=0.01KP血^V(l+0.01w。)，K為預定壓實度(％)，V為試件的體積(cm3)，P和w。分別為擊實法確定的混合料最大干密度(g/cm3)和最佳含水量(％)。⑤將厚約40mm的下壓柱放入試模下部并外露20mm左右，所述試模的內徑150mmX高度(230士10mm)。將質量為m的混合料裝入的試模中，然后將上壓柱放入試模內并使其也外露20mm左右。⑥將整個試模(連同上下壓柱)放到反力框架的千斤頂或壓力機上，加壓直到上下壓柱都壓入試模為止，并維持壓力lmin。⑤解除壓力后，取下試模，并放到脫模器上將試模內混合料頂出，即為制備的圓柱體試件。申請人:分析了上述試驗規(guī)程中的擊實法確定公路(底)基層材料Pd^和w。，以及利用靜力壓實制備試件的方法，已經(jīng)遠遠不能適應科技發(fā)展和交通發(fā)展的需要，其主要存在的缺陷如下1)擊實法確定P和w。存在如下缺點①室內擊實對材料的壓實作用機理與現(xiàn)場振動碾壓作用機理不同；②室內擊實功與實際生產(chǎn)振碾功不匹配，室內擊實功基于812噸靜力壓路機提出的，而生產(chǎn)實際已普遍采用1822噸可調頻調幅振動壓路機；③最佳含水量確定含水量過程中，烘干法測試的擊實后試件含水量因隨著顆?？繑n出現(xiàn)顆粒間部分水分被擠壓出來以及烘干混合料過程中水化反應消耗的部分水，使得測試含水量比拌和時的含水量要小，與實際生產(chǎn)過程不相符；④擊實試驗分三層裝試樣擊實，這與實際現(xiàn)場生產(chǎn)過程中不吻合，模擬施工效果差；⑤分層裝料及分層擊實厚度、擊實后拉毛處理以及擊實后對試樣表面整平處理會因試驗人員的不同而影響擊實效果，試驗重現(xiàn)性差；⑥從備料過程中測集料風干含水量、試樣分三層裝入擊實筒并分層各擊實98次、烘干812h測含水量的過程操作煩雜、耗時長。2)靜力壓實制備試件的方法存在如下缺點①擊實方式與靜力壓實制備方式不相匹配；②靜力壓實法制備試件不符合實際振動碾壓成型(底)基層的條件，制備的試件組成結構與實際碾壓成型的(底)基層結構不符；③試件制備過程中粗集料壓碎情況較為嚴重，制備的試件級配與實際碾壓成型的(底)基層級配不符；④試件制備過程中含水量損失情況較為嚴重，含水量損失導致試件實際水泥劑量降低，這與現(xiàn)場實際碾壓成型的(底)基層含水量和水泥劑量不符。綜上所述，擊實試驗方法因擊實方式、擊實功和具體操作方式與實際生產(chǎn)存在較大的差異，致使確定的最大干密度偏小、最佳含水量偏大；試件制備過程中結構、級配、含水量、水泥劑量、密實度等與實際碾壓基層不吻合，制備的試件不具有代表性和真實性，測試的物理力學性質不能真實地代表基層實際性能。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于，提供一種模擬現(xiàn)場碾壓效果的公路(底)基層材料圓柱體試件制備方法，該方法制備的試件尺寸為直徑150mmX高度150mm，供實驗室進行(底)基層材料性能測試使用。其操作簡便，試件的性能測試結果可靠、重現(xiàn)性好。為了實現(xiàn)上述任務，本發(fā)明采取如下的技術解決方案—種模擬現(xiàn)場碾壓效果的公路(底)基層材料圓柱體試件制備方法，其特征在于，按照以下步驟進行1)采用振動擊實試驗方法確定最大干密度Pdmax和最佳含水量W。①將試料置烘箱中烘干至恒重，烘箱溫度為105±5°C，時間為46小時；②取ms烘干試料1份，加入mj無機結合料，拌和均勻，得到干混合料，所述的無機結合料為水泥、石灰、石灰粉煤灰、水泥粉煤灰或水泥石灰粉煤灰；ms取值應確保制備試樣高度控制在120±lOmm，第1次試驗時參考如下試件為級配碎石、級配礫石或填隙碎石ms=5000±200g;試件為水泥穩(wěn)定土ms=5000±200g中或粗粒土，或4000±200g細粒土；試件為石灰穩(wěn)定土ms=4500±200g中或粗粒土，或3600±200g細粒土；試件為水泥石灰穩(wěn)定土ms=4500±200g中或粗粒土，或3600±200g細粒土；試件為石灰粉煤灰穩(wěn)定土ms=3500±200g中或粗粒土，或2100±200g細粒土；試件為水泥粉煤灰穩(wěn)定土ms=4500±500g中或粗粒土，或3500±500g細粒土；試件為水泥石灰粉煤灰穩(wěn)定土ms=4000±500g中粒土或粗粒土，或3000±500g細粒土；加入無機結合料的質量nij按下式計算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式中，P為預設無機結合料劑量，％;③將質量(mj+ms)XWi的水加入制備好的干混合料中拌和均勻，得到濕混合料；其中，Wi為第i次試驗時加入干混合料中的拌和含水量百分比，i=1，2，3，4，5;—般地，巧取值參考如下試件為級配碎石、級配礫石和填隙碎石Wl=45%;試件為水泥穩(wěn)定土Wl=45%中粒土或粗粒土，或910%細粒土；試件為石灰穩(wěn)定土Wl=78%中粒土或粗粒土，或1516%細粒土；試件為水泥石灰穩(wěn)定土Wl=45%中粒土或粗粒土，或1516%細粒土；試件為石灰粉煤灰穩(wěn)定土Wl=89%中粒土或粗粒土，或1516%細粒土；試件為水泥粉煤灰穩(wěn)定土；Wl=67%中粒土或粗粒土，或1314%細粒土；試件為水泥石灰粉煤灰穩(wěn)定土；Wl=89%中粒土或粗粒土，或1516%細粒土；將直徑149mm、高40mm的試模下壓柱放入試模下部并使底部齊平，所述試模的內徑150mmX高度230±10mm，取制備好的濕混合料一份裝入試模中；⑤將整個試模連同下壓柱固定在振動儀底板上，放下振動器使振動錘與被壓材料接觸，振動擊實100120秒；振動儀參數(shù)振動頻率30士2Hz，激振力7.6±0.2kN，名義振幅1.4±0.2mm，工作重量3.0±0.4kN，上車系統(tǒng)1.2±0.2kN，下車系統(tǒng)1.8±0.2kN;⑥吊起振動器，取下試模并放到脫模器上將試模內混合料頂出，即為試驗用試樣，試樣高度控制在120士10mm，當試樣高度超出該范圍時應作廢，并視試樣高度，適當增加或減少步驟②中的!V按照上述②⑥步驟重新制備試樣；⑦試樣干密度按下式計算[酬=(.1+0.01,式中，pd(i)是指第i次試驗時試樣的干密度，m2(i)為第i次試驗時的試樣質量，V(i)為第i次試驗時的試樣體積，cm3;⑧計算振動擊實前后濕混合料質量差mia)-m2(i)，確定第i+1次試驗時加入混合料的拌合含水量);其中m1(i)第i次試驗時裝入試模中的濕混合料質量，當m他-m2(i)<50g，wi+1=Wi+0.5%，當mKi)-ni2(i)>50g，wi+1=w「0.7%;⑨根據(jù)步驟②⑧重復56次試驗，確保5組試樣高度有效，計算得到5組拌和含水量和干密度。以拌和含水量為橫坐標、干密度為縱坐標，繪制干密度一含水量關系曲線，駝峰形曲線頂點的縱橫坐標分別為最大干密度Pd^和最佳含水量w。；2)采用振動法制備圓柱體試件①在預定做試驗的前一天，將試料置烘箱中烘干至恒重，烘箱溫度為105±5°C，時間為46小時；②稱取制備一個試件所需的干燥試料質量md，其中，md=PdMX為振動擊實確定的混合料最大干密度(g/cm3)，P為預設P"X2655X(1-0.01XP)無機結合料劑量，％;③加入質量為P"X2655X0.01XP的無機結合料到質量為md干燥試料中，拌合均勻得到干混合料；加入質量PdmaxX2655X0.01Xw。的水到干混合料中，拌合均勻得到濕混合料，其中，w。為振動擊實確定的混合料最佳含水量(％);將直徑151mm、高40mm的試模下壓柱放入試模下部并使底部齊平，所述試模的內徑150mmX高度230±10mm，將濕混合料裝入試模中，裝料的質量=2650.72XKp血ax(l+0.01w。)，其中，K為試件的預定壓實度(％)，V=jiX7.5X7.5X15=2650.72cm3為試件的體積；⑤將裝有濕混合料的整個試模連同下壓柱固定在振動儀底板上，放下振動器使振動錘與被壓材料接觸，試件的預定壓實度K=9798%時振動擊實6070秒，試件的預定壓實度K=9899%時振動擊實7080秒，試件的預定壓實度K=99100%時，振動擊實8090秒；振動儀參數(shù)振動頻率30士2Hz，激振力7.6±0.2kN，名義振幅1.4±0.2mm，工作重量3.0±0.4kN，上車系統(tǒng)1.2±0.2kN，下車系統(tǒng)1.8±0.2kN;⑥將試模取下，用脫模器小心推出試模內的混合料，即為圓柱體試件。本發(fā)明的方法操作過程與現(xiàn)場實際施工過程相符，測試的(底)基層材料的最大干密度和最佳含水量、制備的試件與現(xiàn)場實際碾壓效果吻合，試件性能的測試結果客觀真實、重現(xiàn)性好；且省略了測集料風干含水量、取樣烘干測試樣含水量、層間拉毛處理和試樣表面整平處理等步驟，簡化了裝料過程，提高了工作效率；本發(fā)明操作簡便、結果可靠、重現(xiàn)性好。圖1是級配碎石混合料干密度_含水量曲線；圖2是4%水泥穩(wěn)定碎石混合料干密度_含水量曲線；圖3是25%石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石混合料干密度_含水量曲線；以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。具體實施例方式本發(fā)明適用于級配碎石、級配礫石和填隙碎石等無結合料類柔性(底)基層材料以及水泥穩(wěn)定土、石灰穩(wěn)定土、水泥石灰穩(wěn)定土、石灰粉煤灰穩(wěn)定土、水泥粉煤灰穩(wěn)定土和水泥石灰粉煤灰穩(wěn)定土等無機結合料穩(wěn)定(底)基層材料，所涉及的各類無機結合料穩(wěn)定土的名稱和定義符合《公路路面基層施工技術規(guī)范》(JTJ034-2000)的規(guī)定，試件尺寸為直徑150mmX高度150mm，供實驗室進行(底)基層材料性能測試使用。實施例1:按照本發(fā)明的技術方案，本實施例的模擬現(xiàn)場碾壓效果的公路(底)基層材料圓柱體試件制備方法，以不加無機結合料作為實例，即無機結合料劑量為O，制備的級配碎石試件壓實度98%，其制備方法按照以下步驟進行1)振動擊實試驗方法確定最大干密度Pdmax和最佳含水量w。①將試驗所用的石灰?guī)r試料置于烘箱中，烘箱溫度為105°C，時間為5小時。②第1次試驗時，取烘干試料n^=5200g，平鋪于金屬盤中拌和均勻，得到干混合料；③第1次試驗時，拌合含水量取4.0%，即加入5200X0.04=208g水均勻的噴灑在干混合料上并拌合均勻，得到濕混合料。將直徑149mm、高40mm的試模下壓柱放入試模下部并使底部齊平，試模的內徑150mmX高度230±10mm，取制備好的濕混合料裝入試模中；⑤將整個試模(連同下壓柱)固定在振動儀底板上，放下振動器使振動錘與被壓材料接觸，振動擊實100秒；振動儀參數(shù)振動頻率30Hz、激振力7.6kN、名義振幅1.4mm、工作重量3.OkN、上車系統(tǒng)1.2kN、下車系統(tǒng)1.8kN。⑥吊起振動器，取下試模并放到脫模器上將試模內混合料頂出，即為試驗用試樣。用游標卡尺測量試樣高度為12.16cm，試樣高度符合120士10mm的要求。稱重得到試樣的質量ni2d)=5378g。⑦試樣干密度按下式計算p=——^---^——=2.406g/cm3。d(1);rx7.52x12.161+4.0x0.01&⑧振動擊實前后混合料的質量差mia)-m2a)=22g，小于50g，因此確定第2次試驗時的加水量界2為4.5%。⑨按照上述②⑧試驗方法重復進行5次試驗，結果見表1。表1水泥穩(wěn)定碎石振動擊實試驗結果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>⑩以含水量為橫坐標，以干密度為縱坐標，繪制干密度-含水量曲線，見圖1。如圖1所示，曲線峰值所對應的干密度2.425g/cm3為最大干密度、對應的含水量4.3%為最佳含水量。2)振動法制備試件①將試驗所用石灰?guī)r試料置于烘箱中，烘箱溫度為105°C，時間5小時。稱取制備一個試件所需的干燥試料質量nid=2.425X2655X(1-0.01X0)=6438g。②將試料放在長方形鐵盤中拌合均勻，加入4.3%的含水量，即2.425X26.55X0.01X4.3=277g水，拌合均勻得到濕混合料。③將直徑149mm、高40mm的試模下壓柱放入試模下部并使底部齊平，所述試模的內徑150mmX高度230mm。取制備好的濕混合料一份裝入試模中，裝料的質量=0.98X2.425X2650.72X1.043=6570g。④將裝有濕混合料的整個試模(連同下壓柱)固定在振動儀底板上，放下振動器使振動錘與被壓材料接觸，振動擊實70秒。振動儀參數(shù)振動頻率30Hz、激振力7.6kN、名義振幅1.4mm、工作重量3.OkN、上車系統(tǒng)1.2kN、下車系統(tǒng)1.8kN。⑤取下試模，用脫模器推出試模內的濕混合料，即為制備的圓柱體試件。實施例2:按照本發(fā)明的技術方案，本實施例的模擬現(xiàn)場碾壓效果的公路(底)基層材料圓柱體試件制備方法，以無機結合料為水泥作為例子，水泥劑量為4%，制備的水泥穩(wěn)定碎石試件壓實度為99%，其制備方法按照以下步驟進行1)振動擊實試驗方法確定最大干密度Pdmax和最佳含水量w。①將試驗所用的安山巖試料置于烘箱中，烘箱溫度為105t:，時間為5小時。②第1次試驗時，取ms=5000g烘干試料1份，平鋪于金屬盤中，并加入水泥劑量4.0%，即水泥用量為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>，拌合均勻，得到干混合料。③第1次試驗時，取拌合含水量為4.2%，即將(5000+208)X0.01X4.2=219g水均勻的噴灑在混合料上并拌合均勻，得到濕混合料。④將直徑151mm、高40mm的試模下壓柱放入試模下部并使底部齊平，試模的內徑150mmX高度230mm，取制備好的濕混合料裝入試模中；裝料前稱得試模(連同下壓柱)質量為15231g，裝料后稱重為20641g，減去試模(連同下壓柱)質量，算得實際裝料質量mKD=5410g。⑤將整個試模(連同下壓柱)固定在振動儀底板上，放下振動器使振動錘與被壓材料接觸，振動擊實100秒；振動儀參數(shù)設置為振動頻率30Hz、激振力7.6kN、名義振幅1.4mm、工作重量3.0kN、上車系統(tǒng)1.2kN、下車系統(tǒng)1.8kN。⑥吊起振動器，取下試模并放到脫模器上將試模內混合料頂出，即為試驗用試樣，稱重得到m^)=5384g。用游標卡尺測量試件的高度為11.98cm，符合120士10mm的要求。⑦經(jīng)計算得試樣的干密度p=_^^.1=2.441g/cm3。;rx7.5、11.981+0.01x4.2⑧振動擊實前后混合料的質量差mia)-m2a)=26g，小于50g，因此確定第2次試驗時的加水量界2為4.7%。⑨按照上述②⑧試驗方法重復進行5次試驗，結果見表2。表2水泥穩(wěn)定碎石振動擊實試驗結果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>以含水量為橫坐標，以干密度為縱坐標，繪制干密度_含水量曲線，見圖2。如圖2所示，曲線峰值所對應的干密度2.444g/cm3為最大干密度、對應的含水量4.5%為最佳含水量。2)振動法制備試件①將試驗所用安山巖試料置于烘箱中，烘箱溫度為105t:，時間5小時。②稱取制備一個試件所需的質量nid=2.444X2655X(1-0.01X4)=6230g的干燥試料，倒入長方形鐵盤中，并加入水泥劑量4%，即6230X0.01X4=260g水泥，拌合均勻，得到干混合料。再向干混合料加入4.5%的含水量，即mw=2.444X2655X0.01X4.5=292g水，拌合均勻得到濕混合料。③將直徑149mm、高40mm的試模下壓柱放入試模下部并使底部齊平，所述試模的內徑150mmX高度230mm。取制備好的濕混合料一份裝入試模中，裝料的質量=0.99X2.444X2650.72X1.045=6702g。④將裝有濕混合料的整個試模(連同下壓柱)固定在振動儀底板上，放下振動器使振動錘與被壓材料接觸，振動擊實80秒。振動儀的參數(shù)設置為振動頻率30Hz、激振力7.6kN、名義振幅1.4mm、工作重量3.OkN、上車系統(tǒng)1.2kN、下車系統(tǒng)1.8kN。⑤取下試模，用脫模器推出試模內的濕混合料，即為制備的圓柱體試件。實施例3:按照本發(fā)明的技術方案，本實施例的模擬現(xiàn)場碾壓效果的公路(底)基層材料圓柱體試件制備方法，以無機結合料為石灰粉煤灰(簡稱二灰)作為例，二灰劑量為25%，制備的二灰穩(wěn)定碎石試件壓實度為97%，其制備方法按照以下步驟進行1)振動擊實試驗方法確定最大干密度Pdmax和最佳含水量w。①將試驗所用的花崗巖試料置于烘箱中，烘箱溫度為105t:，時間為5小時。②第1次試驗時，取ms=4000g烘干試料1份，平鋪于金屬盤中，并加入石灰粉煤灰25%，即石灰粉煤灰用量為1333g，拌合均勻，得到干混合料。③第1次試驗時，取拌合含水量為9.0%，即加入(4000+1333)X0.01X9.0=480g水均勻的噴灑在干混合料上并拌合均勻，得到濕混合料將直徑151mm、高40mm的試模下壓柱放入試模下部并使底部齊平，試模的內徑150mmX高度230mm，取制備好的濕混合料裝入試模中；裝料前稱得試模(連同下壓柱)質量為15223g，裝料后稱重為稱重為20473g，減去試模質量，算得實際裝料質量mm)=5250g。⑤將整個試模(連同下壓柱)固定在振動儀底板上，放下振動器使振動錘與被壓材料接觸，振動擊實100秒；振動儀參數(shù)設置為振動頻率30Hz、激振力7.6kN、名義振幅1.4mm、工作重量3.OkN、上車系統(tǒng)1.2kN、下車系統(tǒng)1.8kN。⑥吊起振動器，取下試模并放到脫模器上將試模內混合料頂出，即為試驗用試樣，稱重得到n^)=5213g。用游標卡尺測量試件的高度為12.04cm，符合120士10mm的要求。521313⑦經(jīng)計算得試樣的干密度=--=2.248g/cmJ;rx7.5"xl2.041+0.01x9.1⑧振動擊實前后混合料的質量差mia)-m2a)=7g，小于50g，因此確定第2次試驗時的加水量*2為9.5%。⑨按照上述②⑧試驗方法重復進行5次試驗，結果見表3。表3水泥穩(wěn)定碎石振動擊實試驗結果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>⑩以含水量為橫坐標，以干密度為縱坐標，繪制干密度-含水量曲線，見圖3。如圖3所示，曲線峰值所對應的干密度2.263g/cm3為最大干密度、對應的含水量9.3%為最佳含水量。2)振動法制備試件①將試驗所用花崗巖試料置于烘箱中，烘箱溫度為105°C，時間5小時。②稱取制備一個試件所需質量nid=2.263X2655X(1-0.01X25)=4506g的烘干后的試料，放置于長方形鐵盤中，加入石灰粉煤灰劑量25%即2.263X2655X0.01X25=1502g石灰粉煤灰，拌合均勻得到干混合料；再向干混合料加入質量為2.263X2655X0.01X9.1=547g水，使含水量達到9.1%，拌合均勻得到濕混合料。⑧將直徑149mm、高40mm的試模下壓柱放入試模下部并使底部齊平，所述試模的內徑150mmX高度230mm。取制備好的濕混合料一份裝入試模中，裝料的質量=0.97X2.263X2650.72X1.091=6348g。④將裝有濕混合料的整個試模(連同下壓柱)固定在振動儀底板上，放下振動器使振動錘與被壓材料接觸，振動擊實65秒。振動儀的參數(shù)設置為振動頻率30Hz、激振力7.6kN、名義振幅1.4mm、工作重量3.OkN、上車系統(tǒng)1.2kN、下車系統(tǒng)1.8kN。⑤取下試模，用脫模器推出試模內的濕混合料，即為制備的圓柱體試件。上述實施例分別給出了無結合料的98%壓實度的級配碎石、4%水泥劑量壓實度99%的水泥穩(wěn)定碎石和25%石灰粉煤灰劑量壓實度97%的二灰碎石試件制作的具體例子，本發(fā)明不限于上述實施例。權利要求一種模擬現(xiàn)場碾壓效果的公路基層材料圓柱體試件制備方法，其特征在于，按照以下步驟進行1)采用振動擊實試驗方法確定最大干密度ρdmax和最佳含水量wo①將試料置烘箱中烘干至恒重，烘箱溫度為105±5℃，時間為4～6小時；②取ms烘干試料1份，加入mj無機結合料，拌和均勻，得到干混合料，所述的無機結合料為水泥、石灰、石灰粉煤灰、水泥粉煤灰或水泥石灰粉煤灰；ms取值應確保制備試樣高度控制在120±10mm，第1次試驗時參考如下試件為級配碎石、級配礫石或填隙碎石ms＝5000±200g；試件為水泥穩(wěn)定土ms＝5000±200g中或粗粒土，或4000±200g細粒土；試件為石灰穩(wěn)定土ms＝4500±200g中或粗粒土，或3600±200g細粒土；試件為水泥石灰穩(wěn)定土ms＝4500±200g中或粗粒土，或3600±200g細粒土；試件為石灰粉煤灰穩(wěn)定土ms＝3500±200g中或粗粒土，或2100±200g細粒土；試件為水泥粉煤灰穩(wěn)定土ms＝4500±500g中或粗粒土，或3500±500g細粒土；試件為水泥石灰粉煤灰穩(wěn)定土ms＝4000±500g中粒土或粗粒土，或3000±500g細粒土；加入無機結合料的質量mj按下式計算<mrow><msub><mi>m</mi><mi>j</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><msub><mi>m</mi><mi>s</mi></msub><mrow><mn>1</mn><mo>-</mo><mn>0.01</mn><mo>×</mo><mi>P</mi></mrow></mfrac><mo>×</mo><mn>0.01</mn><mo>×</mo><mi>P</mi></mrow>式中，P為預設無機結合料劑量，％；③將質量(mj+ms)×wi的水加入制備好的干混合料中拌和均勻，得到濕混合料；其中，wi為第i次試驗時加入干混合料中的拌和含水量百分比，i＝1，2，3，4，5；w1取值參考如下試件為級配碎石、級配礫石和填隙碎石w1＝4～5％；試件為水泥穩(wěn)定土w1＝4～5％中粒土或粗粒土，或9～10％細粒土；試件為石灰穩(wěn)定土w1＝7～8％中粒土或粗粒土，或15～16％細粒土；試件為水泥石灰穩(wěn)定土w1＝4～5％中粒土或粗粒土，或15～16％細粒土；試件為石灰粉煤灰穩(wěn)定土w1＝8～9％中粒土或粗粒土，或15～16％細粒土；試件為水泥粉煤灰穩(wěn)定土；w1＝6～7％中粒土或粗粒土，或13～14％細粒土；試件為水泥石灰粉煤灰穩(wěn)定土；w1＝8～9％中粒土或粗粒土，或15～16％細粒土；④將直徑149mm、高40mm的試模下壓柱放入試模下部并使底部齊平，所述試模的內徑150mm×高度230±10mm，取制備好的濕混合料一份裝入試模中；⑤將整個試模連同下壓柱固定在振動儀底板上，放下振動器使振動錘與被壓材料接觸，振動擊實100～120秒；振動儀參數(shù)振動頻率30±2Hz，激振力7.6±0.2kN，名義振幅1.4±0.2mm，工作重量3.0±0.4kN，上車系統(tǒng)1.2±0.2kN，下車系統(tǒng)1.8±0.2kN；⑥吊起振動器，取下試模并放到脫模器上將試模內混合料頂出，即為試驗用試樣，試樣高度控制在120±10mm，當試樣高度超出該范圍時應作廢，并視試樣高度，適當增加或減少步驟②中的ms，按照上述②～⑥步驟重新制備試樣；⑦試樣干密度按下式計算<mrow><msub><mi>ρ</mi><mrow><mi>d</mi><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><msub><mi>m</mi><mrow><mn>2</mn><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><msub><mi>V</mi><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>)</mo></mrow></msub></mfrac><mo>·</mo><mfrac><mn>1</mn><mrow><mn>1</mn><mo>+</mo><mn>0.01</mn><mo>·</mo><msub><mi>w</mi><mi>i</mi></msub></mrow></mfrac></mrow>式中，ρd(i)是指第i次試驗時試樣的干密度，m2(i)為第i次試驗時的試樣質量，V(i)為第i次試驗時的試樣體積，cm3；⑧計算振動擊實前后濕混合料質量差m1(i)-m2(i)，確定第i+1次試驗時加入混合料的拌合含水量wi+1(％)；其中m1(i)第i次試驗時裝入試模中的濕混合料質量，當m1(i)-m2(i)＜50g，wi+1＝wi+0.5％，當m1(i)-m2(i)≥50g，wi+1＝wi-0.7％；⑨根據(jù)步驟②～⑧重復5～6次試驗，確保5組試樣高度有效，計算得到5組拌和含水量和干密度；以拌和含水量為橫坐標、干密度為縱坐標，繪制干密度-含水量關系曲線，駝峰形曲線頂點的縱橫坐標分別為最大干密度ρdmax和最佳含水量wo；2)采用振動法制備圓柱體試件①在預定做試驗的前一天，將試料置烘箱中烘干至恒重，烘箱溫度為105±5℃，時間為4～6小時；②稱取制備一個試件所需的干燥試料質量md，其中，md＝ρdmax×2655×(1-0.01×P)，ρdmax為振動擊實確定的混合料最大干密度(g/cm3)，P為預設無機結合料劑量，％；③加入質量為ρdmax×2655×0.01×P的無機結合料到質量為md干燥試料中，拌合均勻得到干混合料；加入質量ρdmax×2655×0.01×wo的水到干混合料中，拌合均勻得到濕混合料，其中，wo為振動擊實確定的混合料最佳含水量(％)；④將直徑151mm、高40mm的試模下壓柱放入試模下部并使底部齊平，所述試模的內徑150mm×高度230±10mm，將濕混合料裝入試模中，裝料的質量＝2650.72×Kρdmax(1+0.01wo)，其中，K為試件的預定壓實度(％)，V＝π×7.5×7.5×15＝2650.72cm3為試件的體積；⑤將裝有濕混合料的整個試模連同下壓柱固定在振動儀底板上，放下振動器使振動錘與被壓材料接觸，試件的預定壓實度K＝97～98％時振動擊實60～70秒，試件的預定壓實度K＝98～99％時振動擊實70～80秒，試件的預定壓實度K＝99～100％時，振動擊實80～90秒；振動儀參數(shù)振動頻率30±2Hz，激振力7.6±0.2kN，名義振幅1.4±0.2mm，工作重量3.0±0.4kN，上車系統(tǒng)1.2±0.2kN，下車系統(tǒng)1.8±0.2kN；⑥將試模取下，用脫模器小心推出試模內的混合料，即為圓柱體試件。全文摘要本發(fā)明公開了一種模擬現(xiàn)場碾壓效果的公路(底)基層材料圓柱體試件制備方法，該方法采用振動擊實試驗方法確定最大干密度ρdmax和最佳含水量wo，采用振動法制備圓柱體試件。本發(fā)明操作過程與現(xiàn)場實際施工過程相符，測試的(底)基層材料的最大干密度和最佳含水量、制備的試件與現(xiàn)場實際碾壓效果吻合，試件性能的測試結果客觀真實、重現(xiàn)性好；且省略了測集料風干含水量、取樣烘干測試樣含水量、層間拉毛處理和試樣表面整平處理等步驟，簡化了裝料過程，提高了工作效率；本發(fā)明操作簡便、結果可靠、重現(xiàn)性好。文檔編號G01N1/28GK101793638SQ20091021906公開日2010年8月4日申請日期2009年11月19日優(yōu)先權日2009年11月19日發(fā)明者蔣應軍申請人:長安大學