[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

摘要

本发明公开了一种模拟现场碾压效果的公路(底)基层材料圆柱体试件制备方法，该方法采用振动击实试验方法确定最大干密度ρdmax和最佳含水量wo，采用振动法制备圆柱体试件。本发明操作过程与现场实际施工过程相符，测试的(底)基层材料的最大干密度和最佳含水量、制备的试件与现场实际碾压效果吻合，试件性能的测试结果客观真实、重现性好；且省略了测集料风干含水量、取样烘干测试样含水量、层间拉毛处理和试样表面整平处理等步骤，简化了装料过程，提高了工作效率；本发明操作简便、结果可靠、重现性好。

主权项

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ρdmax和最佳含水量wo①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ms烘干试料1份，加入mj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；ms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：ms＝5000±200g；试件为水泥稳定土：ms＝5000±200g中或粗粒土，或4000±200g细粒土；试件为石灰稳定土：ms＝4500±200g中或粗粒土，或3600±200g细粒土；试件为水泥石灰稳定土：ms＝4500±200g中或粗粒土，或3600±200g细粒土；试件为石灰粉煤灰稳定土：ms＝3500±200g中或粗粒土，或2100±200g细粒土；试件为水泥粉煤灰稳定土：ms＝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：ms＝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mj按下式计算： m j = m s 1 - 0.01 × P × 0.01 × P 式中，P为预设无机结合料剂量，％；③将质量(mj+ms)×wi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，wi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ms，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： ρ d ( i ) = m 2 ( i ) V ( i ) · 1 1 + 0.01 · w i 式中，ρd(i)是指第i次试验时试样的干密度，m2(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m1(i)-m2(i)，确定第i+1次试验时加入混合料的拌合含水量wi+1(％)；其中m1(i)第i次试验时装入试模中的湿混合料质量，当m1(i)-m2(i)＜50g，wi+1＝wi+0.5％，当m1(i)-m2(i)≥50g，wi+1＝wi-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ρdmax和最佳含水量wo；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md，其中，md＝ρdmax×2655×(1-0.01×P)，ρdmax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ρdmax×2655×0.01×P的无机结合料到质量为md干燥试料中，拌合均匀得到干混合料；加入质量ρdmax×2655×0.01×wo的水到干混合料中，拌合均匀得到湿混合料，其中，wo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×Kρdmax(1+0.01wo)，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。