专利名称：：模拟现场碾压效果的公路基层材料圆柱体试件制备方法
技术领域：
：本发明属于交通土建工程领域，涉及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。该方法操作简便快速，制备的试件性能的测试结果客观真实反映(底)基层材料实际性能，且重现性好。
背景技术：
：目前，采用击实试验方法确定公路(底)基层材料最大干密度Pa^和最佳含水量w。，按照击实试验方法的P^x和w。用静力压实法制备公路(底)基层材料圆柱体试件，其原理和步骤如下(1)击实法确定公路(底)基层材料的Pdmax和W。，实验步骤为①在预定做击实试验前一天，取代表性的试料测定其风干含水量，称取试料至少5份，每份风干质量约为4.4kg(细粒土)或5.5kg(中粒土或粗粒土)。②预定56个不同含水量，依次相差1%2%，且其中至少有两个大于和两个小于w。，按预定含水量制备试样，将所需要的无机结合料加到浸润后的试料中拌和均匀。③取制备好的试样1.8kg左右倒入内径152mmX高120mm击实筒内(试样厚约4cm左右)，整平其表面，并稍加压紧后，进行第一层试样的击实，共击实98次；第一层击实完毕，用刮土刀或改锥将击实表面"拉毛"，然后重复上述做法，进行其余两层试样的击实；最后一次试样击实后，试样超出筒顶的高度不得大于6mm，超出高度过大的试件应作废。取下套环，并用刮土刀齐筒顶细心刮平试样，擦除底板，取走垫块，擦净试筒外壁，称重，计算湿密度。⑤用脱模器推出筒内试样，从试样上部和下部分别取两个代表性样品，置于11(TC烘箱内烘干至恒重，测定其含水量w，计算干密度Pd。⑥重复步骤②⑤做法，测试其余含水量下(底)基层材料w和Pd，绘制Pdw关系曲线，驼峰形曲线顶点的纵横坐标分别为P和w。。(2)静力压实法制备公路(底)基层材料圆柱体试件，其制备步骤为①在预定做试验的前一天，取有代表性的试料测定其风干含水量。称取制备一个试件所需的试料质量为57006000g。②将称取的试料放在长方形铁盘当中，向试料中加水直至达到击实法确定的w。，并拌合均匀后放在密闭容器内浸润4h左右备用。③在浸润过的试料中，加入所需的无机结合料并拌合，得到混合料。④制备一个预定压实度的试件所需的混合料质量m=0.01KP血^V(l+0.01w。)，K为预定压实度(％)，V为试件的体积(cm3)，P和w。分别为击实法确定的混合料最大干密度(g/cm3)和最佳含水量(％)。⑤将厚约40mm的下压柱放入试模下部并外露20mm左右，所述试模的内径150mmX高度(230士10mm)。将质量为m的混合料装入的试模中，然后将上压柱放入试模内并使其也外露20mm左右。⑥将整个试模(连同上下压柱)放到反力框架的千斤顶或压力机上，加压直到上下压柱都压入试模为止，并维持压力lmin。⑤解除压力后，取下试模，并放到脱模器上将试模内混合料顶出，即为制备的圆柱体试件。申请人:分析了上述试验规程中的击实法确定公路(底)基层材料Pd^和w。，以及利用静力压实制备试件的方法，已经远远不能适应科技发展和交通发展的需要，其主要存在的缺陷如下1)击实法确定P和w。存在如下缺点①室内击实对材料的压实作用机理与现场振动碾压作用机理不同；②室内击实功与实际生产振碾功不匹配，室内击实功基于812吨静力压路机提出的，而生产实际已普遍采用1822吨可调频调幅振动压路机；③最佳含水量确定含水量过程中，烘干法测试的击实后试件含水量因随着颗粒靠拢出现颗粒间部分水分被挤压出来以及烘干混合料过程中水化反应消耗的部分水，使得测试含水量比拌和时的含水量要小，与实际生产过程不相符；④击实试验分三层装试样击实，这与实际现场生产过程中不吻合，模拟施工效果差；⑤分层装料及分层击实厚度、击实后拉毛处理以及击实后对试样表面整平处理会因试验人员的不同而影响击实效果，试验重现性差；⑥从备料过程中测集料风干含水量、试样分三层装入击实筒并分层各击实98次、烘干812h测含水量的过程操作烦杂、耗时长。2)静力压实制备试件的方法存在如下缺点①击实方式与静力压实制备方式不相匹配；②静力压实法制备试件不符合实际振动碾压成型(底)基层的条件，制备的试件组成结构与实际碾压成型的(底)基层结构不符；③试件制备过程中粗集料压碎情况较为严重，制备的试件级配与实际碾压成型的(底)基层级配不符；④试件制备过程中含水量损失情况较为严重，含水量损失导致试件实际水泥剂量降低，这与现场实际碾压成型的(底)基层含水量和水泥剂量不符。综上所述，击实试验方法因击实方式、击实功和具体操作方式与实际生产存在较大的差异，致使确定的最大干密度偏小、最佳含水量偏大；试件制备过程中结构、级配、含水量、水泥剂量、密实度等与实际碾压基层不吻合，制备的试件不具有代表性和真实性，测试的物理力学性质不能真实地代表基层实际性能。
发明内容本发明的目的在于，提供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，该方法制备的试件尺寸为直径150mmX高度150mm，供实验室进行(底)基层材料性能测试使用。其操作简便，试件的性能测试结果可靠、重现性好。为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案—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，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Pdmax和最佳含水量W。①将试料置烘箱中烘干至恒重，烘箱温度为105±5°C，时间为46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±lOmm，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nij按下式计算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式中，P为预设无机结合料剂量，％;③将质量(mj+ms)XWi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;—般地，巧取值参考如下试件为级配碎石、级配砾石和填隙碎石Wl=45%;试件为水泥稳定土Wl=45%中粒土或粗粒土，或910%细粒土；试件为石灰稳定土Wl=78%中粒土或粗粒土，或1516%细粒土；试件为水泥石灰稳定土Wl=45%中粒土或粗粒土，或1516%细粒土；试件为石灰粉煤灰稳定土Wl=89%中粒土或粗粒土，或1516%细粒土；试件为水泥粉煤灰稳定土；Wl=67%中粒土或粗粒土，或1314%细粒土；试件为水泥石灰粉煤灰稳定土；Wl=89%中粒土或粗粒土，或1516%细粒土；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150mmX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100120秒；振动仪参数振动频率30士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士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!V按照上述②⑥步骤重新制备试样；⑦试样干密度按下式计算[酬=(.1+0.01,式中，pd(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mia)-m2(i)，确定第i+1次试验时加入混合料的拌合含水量);其中m1(i)第i次试验时装入试模中的湿混合料质量，当m他-m2(i)<50g，wi+1=Wi+0.5%，当mKi)-ni2(i)>50g，wi+1=w「0.7%;⑨根据步骤②⑧重复56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，绘制干密度一含水量关系曲线，驼峰形曲线顶点的纵横坐标分别为最大干密度Pd^和最佳含水量w。；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°C，时间为46小时；②称取制备一个试件所需的干燥试料质量md，其中，md=PdMX为振动击实确定的混合料最大干密度(g/cm3)，P为预设P"X2655X(1-0.01XP)无机结合料剂量，％;③加入质量为P"X2655X0.01XP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PdmaxX2655X0.01Xw。的水到干混合料中，拌合均匀得到湿混合料，其中，w。为振动击实确定的混合料最佳含水量(％);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150mmX高度230±10mm，将湿混合料装入试模中，装料的质量=2650.72XKp血ax(l+0.01w。)，其中，K为试件的预定压实度(％)，V=jiX7.5X7.5X15=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=9798%时振动击实6070秒，试件的预定压实度K=9899%时振动击实7080秒，试件的预定压实度K=99100%时，振动击实8090秒；振动仪参数振动频率30士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。本发明的方法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。图1是级配碎石混合料干密度_含水量曲线；图2是4%水泥稳定碎石混合料干密度_含水量曲线；图3是25%石灰粉煤灰稳定碎石混合料干密度_含水量曲线；以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。具体实施例方式本发明适用于级配碎石、级配砾石和填隙碎石等无结合料类柔性(底)基层材料以及水泥稳定土、石灰稳定土、水泥石灰稳定土、石灰粉煤灰稳定土、水泥粉煤灰稳定土和水泥石灰粉煤灰稳定土等无机结合料稳定(底)基层材料，所涉及的各类无机结合料稳定土的名称和定义符合《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)的规定，试件尺寸为直径150mmX高度150mm，供实验室进行(底)基层材料性能测试使用。实施例1:按照本发明的技术方案，本实施例的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，以不加无机结合料作为实例，即无机结合料剂量为O，制备的级配碎石试件压实度98%，其制备方法按照以下步骤进行1)振动击实试验方法确定最大干密度Pdmax和最佳含水量w。①将试验所用的石灰岩试料置于烘箱中，烘箱温度为105°C，时间为5小时。②第1次试验时，取烘干试料n^=5200g，平铺于金属盘中拌和均匀，得到干混合料；③第1次试验时，拌合含水量取4.0%，即加入5200X0.04=208g水均匀的喷洒在干混合料上并拌合均匀，得到湿混合料。将直径149mm、高40mm的试模下压柱放入试模下部并使底部齐平，试模的内径150mmX高度230±10mm，取制备好的湿混合料装入试模中；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秒；振动仪参数振动频率30Hz、激振力7.6kN、名义振幅1.4mm、工作重量3.OkN、上车系统1.2kN、下车系统1.8kN。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。用游标卡尺测量试样高度为12.16cm，试样高度符合120士10mm的要求。称重得到试样的质量ni2d)=5378g。⑦试样干密度按下式计算p=——^---^——=2.406g/cm3。d(1);rx7.52x12.161+4.0x0.01&⑧振动击实前后混合料的质量差mia)-m2a)=22g，小于50g，因此确定第2次试验时的加水量界2为4.5%。⑨按照上述②⑧试验方法重复进行5次试验，结果见表1。表1水泥稳定碎石振动击实试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>⑩以含水量为横坐标，以干密度为纵坐标，绘制干密度-含水量曲线，见图1。如图1所示，曲线峰值所对应的干密度2.425g/cm3为最大干密度、对应的含水量4.3%为最佳含水量。2)振动法制备试件①将试验所用石灰岩试料置于烘箱中，烘箱温度为105°C，时间5小时。称取制备一个试件所需的干燥试料质量nid=2.425X2655X(1-0.01X0)=6438g。②将试料放在长方形铁盘中拌合均匀，加入4.3%的含水量，即2.425X26.55X0.01X4.3=277g水，拌合均匀得到湿混合料。③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150mmX高度230mm。取制备好的湿混合料一份装入试模中，装料的质量=0.98X2.425X2650.72X1.043=6570g。④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，振动击实70秒。振动仪参数振动频率30Hz、激振力7.6kN、名义振幅1.4mm、工作重量3.OkN、上车系统1.2kN、下车系统1.8kN。⑤取下试模，用脱模器推出试模内的湿混合料，即为制备的圆柱体试件。实施例2:按照本发明的技术方案，本实施例的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，以无机结合料为水泥作为例子，水泥剂量为4%，制备的水泥稳定碎石试件压实度为99%，其制备方法按照以下步骤进行1)振动击实试验方法确定最大干密度Pdmax和最佳含水量w。①将试验所用的安山岩试料置于烘箱中，烘箱温度为105t:，时间为5小时。②第1次试验时，取ms=5000g烘干试料1份，平铺于金属盘中，并加入水泥剂量4.0%，即水泥用量为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>，拌合均匀，得到干混合料。③第1次试验时，取拌合含水量为4.2%，即将(5000+208)X0.01X4.2=219g水均匀的喷洒在混合料上并拌合均匀，得到湿混合料。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，试模的内径150mmX高度230mm，取制备好的湿混合料装入试模中；装料前称得试模(连同下压柱)质量为15231g，装料后称重为20641g，减去试模(连同下压柱)质量，算得实际装料质量mKD=5410g。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秒；振动仪参数设置为振动频率30Hz、激振力7.6kN、名义振幅1.4mm、工作重量3.0kN、上车系统1.2kN、下车系统1.8kN。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，称重得到m^)=5384g。用游标卡尺测量试件的高度为11.98cm，符合120士10mm的要求。⑦经计算得试样的干密度p=_^^.1=2.441g/cm3。;rx7.5、11.981+0.01x4.2⑧振动击实前后混合料的质量差mia)-m2a)=26g，小于50g，因此确定第2次试验时的加水量界2为4.7%。⑨按照上述②⑧试验方法重复进行5次试验，结果见表2。表2水泥稳定碎石振动击实试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>以含水量为横坐标，以干密度为纵坐标，绘制干密度_含水量曲线，见图2。如图2所示，曲线峰值所对应的干密度2.444g/cm3为最大干密度、对应的含水量4.5%为最佳含水量。2)振动法制备试件①将试验所用安山岩试料置于烘箱中，烘箱温度为105t:，时间5小时。②称取制备一个试件所需的质量nid=2.444X2655X(1-0.01X4)=6230g的干燥试料，倒入长方形铁盘中，并加入水泥剂量4%，即6230X0.01X4=260g水泥，拌合均匀，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，拌合均匀得到湿混合料。③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150mmX高度230mm。取制备好的湿混合料一份装入试模中，装料的质量=0.99X2.444X2650.72X1.045=6702g。④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，振动击实80秒。振动仪的参数设置为振动频率30Hz、激振力7.6kN、名义振幅1.4mm、工作重量3.OkN、上车系统1.2kN、下车系统1.8kN。⑤取下试模，用脱模器推出试模内的湿混合料，即为制备的圆柱体试件。实施例3:按照本发明的技术方案，本实施例的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，以无机结合料为石灰粉煤灰(简称二灰)作为例，二灰剂量为25%，制备的二灰稳定碎石试件压实度为97%，其制备方法按照以下步骤进行1)振动击实试验方法确定最大干密度Pdmax和最佳含水量w。①将试验所用的花岗岩试料置于烘箱中，烘箱温度为105t:，时间为5小时。②第1次试验时，取ms=4000g烘干试料1份，平铺于金属盘中，并加入石灰粉煤灰25%，即石灰粉煤灰用量为1333g，拌合均匀，得到干混合料。③第1次试验时，取拌合含水量为9.0%，即加入(4000+1333)X0.01X9.0=480g水均匀的喷洒在干混合料上并拌合均匀，得到湿混合料将直径151mm、高40mm的试模下压柱放入试模下部并使底部齐平，试模的内径150mmX高度230mm，取制备好的湿混合料装入试模中；装料前称得试模(连同下压柱)质量为15223g，装料后称重为称重为20473g，减去试模质量，算得实际装料质量mm)=5250g。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秒；振动仪参数设置为振动频率30Hz、激振力7.6kN、名义振幅1.4mm、工作重量3.OkN、上车系统1.2kN、下车系统1.8kN。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，称重得到n^)=5213g。用游标卡尺测量试件的高度为12.04cm，符合120士10mm的要求。521313⑦经计算得试样的干密度=--=2.248g/cmJ;rx7.5"xl2.041+0.01x9.1⑧振动击实前后混合料的质量差mia)-m2a)=7g，小于50g，因此确定第2次试验时的加水量*2为9.5%。⑨按照上述②⑧试验方法重复进行5次试验，结果见表3。表3水泥稳定碎石振动击实试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>⑩以含水量为横坐标，以干密度为纵坐标，绘制干密度-含水量曲线，见图3。如图3所示，曲线峰值所对应的干密度2.263g/cm3为最大干密度、对应的含水量9.3%为最佳含水量。2)振动法制备试件①将试验所用花岗岩试料置于烘箱中，烘箱温度为105°C，时间5小时。②称取制备一个试件所需质量nid=2.263X2655X(1-0.01X25)=4506g的烘干后的试料，放置于长方形铁盘中，加入石灰粉煤灰剂量25%即2.263X2655X0.01X25=1502g石灰粉煤灰，拌合均匀得到干混合料；再向干混合料加入质量为2.263X2655X0.01X9.1=547g水，使含水量达到9.1%，拌合均匀得到湿混合料。⑧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150mmX高度230mm。取制备好的湿混合料一份装入试模中，装料的质量=0.97X2.263X2650.72X1.091=6348g。④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，振动击实65秒。振动仪的参数设置为振动频率30Hz、激振力7.6kN、名义振幅1.4mm、工作重量3.OkN、上车系统1.2kN、下车系统1.8kN。⑤取下试模，用脱模器推出试模内的湿混合料，即为制备的圆柱体试件。上述实施例分别给出了无结合料的98%压实度的级配碎石、4%水泥剂量压实度99%的水泥稳定碎石和25%石灰粉煤灰剂量压实度97%的二灰碎石试件制作的具体例子，本发明不限于上述实施例。权利要求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<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<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。全文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。文档编号G01N1/28GK101793638SQ20091021906公开日2010年8月4日申请日期2009年11月19日优先权日2009年11月19日发明者蒋应军申请人:长安大学