[发明专利]模拟现场碾压效果的公路基层材料圆柱体试件制备方法

权利要求书

1.一种模拟现场碾压效果的公路基层材料圆柱体试件制备方法，其特征在于，按照以下步骤进行：

1)采用振动击实试验方法确定最大干密度ρ_dmax和最佳含水量w_o

①将试料置烘箱中烘干至恒重，烘箱温度为105±5℃，时间为4～6小时；

②取m_s烘干试料1份，加入m_j无机结合料，拌和均匀，得到干混合料，所述的无机结合料为水泥、石灰、石灰粉煤灰、水泥粉煤灰或水泥石灰粉煤灰；

m_s取值应确保制备试样高度控制在120±10mm，第1次试验时参考如下：

试件为级配碎石、级配砾石或填隙碎石：m_s＝5000±200g；

试件为水泥稳定土：m_s＝5000±200g中或粗粒土，或4000±200g细粒土；

试件为石灰稳定土：m_s＝4500±200g中或粗粒土，或3600±200g细粒土；

试件为水泥石灰稳定土：m_s＝4500±200g中或粗粒土，或3600±200g细粒土；

试件为石灰粉煤灰稳定土：m_s＝3500±200g中或粗粒土，或2100±200g细粒土；

试件为水泥粉煤灰稳定土：m_s＝4500±500g中或粗粒土，或3500±500g细粒土；

试件为水泥石灰粉煤灰稳定土：m_s＝4000±500g中粒土或粗粒土，或3000±500g细粒土；

加入无机结合料的质量m_j按下式计算：

mj=ms1-0.01×P×0.01×P]]>

式中，P为预设无机结合料剂量，％；

③将质量(m_j+m_s)×w_i的水加入制备好的干混合料中拌和均匀，得到湿混合料；其中，w_i为第i次试验时加入干混合料中的拌和含水量百分比，i＝1，2，3，4，5；w₁取值参考如下：

试件为级配碎石、级配砾石和填隙碎石：w₁＝4～5％；

试件为水泥稳定土：w₁＝4～5％中粒土或粗粒土，或9～10％细粒土；

试件为石灰稳定土：w₁＝7～8％中粒土或粗粒土，或15～16％细粒土；

试件为水泥石灰稳定土：w₁＝4～5％中粒土或粗粒土，或15～16％细粒土；

试件为石灰粉煤灰稳定土：w₁＝8～9％中粒土或粗粒土，或15～16％细粒土；

试件为水泥粉煤灰稳定土；w₁＝6～7％中粒土或粗粒土，或13～14％细粒土；

试件为水泥石灰粉煤灰稳定土；w₁＝8～9％中粒土或粗粒土，或15～16％细粒土；

④将直径149mm、高40mm的试模下压柱放入试模下部并使底部齐平，所述试模的内径150mm×高度230±10mm，取制备好的湿混合料一份装入试模中；

⑤将整个试模连同下压柱固定在振动仪底板上，放下振动器使振动锤与被压材料接触，振动击实100～120秒；

振动仪参数：振动频率30±2Hz，激振力7.6±0.2kN，名义振幅1.4±0.2mm，工作重量3.0±0.4kN，上车系统1.2±0.2kN，下车系统1.8±0.2kN；

⑥吊起振动器，取下试模并放到脱模器上将试模内混合料顶出，即为试验用试样，试样高度控制在120±10mm，当试样高度超出该范围时应作废，并视试样高度，适当增加或减少步骤②中的m_s，按照上述②～⑥步骤重新制备试样；

⑦试样干密度按下式计算：

ρd(i)=m2(i)V(i)·11+0.01·wi]]>

式中，ρ_d(i)是指第i次试验时试样的干密度，m_2(i)为第i次试验时的试样质量，V_(i)为第i次试验时的试样体积，cm³；

⑧计算振动击实前后湿混合料质量差m_1(i)-m_2(i)，确定第i+1次试验时加入混合料的拌合含水量w_i+1(％)；其中m_1(i)第i次试验时装入试模中的湿混合料质量，当m_1(i)-m_2(i)＜50g，w_i+1＝w_i+0.5％，当m_1(i)-m_2(i)≥50g，w_i+1＝w_i-0.7％；

⑨根据步骤②～⑧重复5～6次试验，确保5组试样高度有效，计算得到5组拌和含水量和干密度；以拌和含水量为横坐标、干密度为纵坐标，绘制干密度-含水量关系曲线，驼峰形曲线顶点的纵横坐标分别为最大干密度ρ_dmax和最佳含水量w_o；

2)采用振动法制备圆柱体试件

①在预定做试验的前一天，将试料置烘箱中烘干至恒重，烘箱温度为105±5℃，时间为4～6小时；

②称取制备一个试件所需的干燥试料质量m_d，其中，m_d＝ρ_dmax×2655×(1-0.01×P)，ρ_dmax为振动击实确定的混合料最大干密度(g/cm³)，P为预设无机结合料剂量，％；

③加入质量为ρ_dmax×2655×0.01×P的无机结合料到质量为m_d干燥试料中，拌合均匀得到干混合料；加入质量ρ_dmax×2655×0.01×w_o的水到干混合料中，拌合均匀得到湿混合料，其中，w_o为振动击实确定的混合料最佳含水量(％)；

④将直径151mm、高40mm的试模下压柱放入试模下部并使底部齐平，所述试模的内径150mm×高度230±10mm，将湿混合料装入试模中，装料的质量＝2650.72×Kρ_dmax(1+0.01w_o)，其中，K为试件的预定压实度(％)，V＝π×7.5×7.5×15＝2650.72cm³为试件的体积；

⑤将装有湿混合料的整个试模连同下压柱固定在振动仪底板上，放下振动器使振动锤与被压材料接触，试件的预定压实度K＝97～98％时振动击实60～70秒，试件的预定压实度K＝98～99％时振动击实70～80秒，试件的预定压实度K＝99～100％时，振动击实80～90秒；

振动仪参数：振动频率30±2Hz，激振力7.6±0.2kN，名义振幅1.4±0.2mm，工作重量3.0±0.4kN，上车系统1.2±0.2kN，下车系统1.8±0.2kN；

⑥将试模取下，用脱模器小心推出试模内的混合料，即为圆柱体试件。