测试水泥稳定碎石离析程度的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种测试水泥稳定碎石离析程度的装置及方法，属于混合料和易性的 测试与评价技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着交通运输事业的不断进步，中国的公路建设事业取得了长足的发展，到2015 年底，全国高速公路通车总里程将达到12万公里。在已经建成通车的高等级公路中，沥青混 凝土路面占到了绝大多数的比例。而水泥稳定碎石作为沥青路面的半刚性基层，具有整体 强度高、板体性和耐久性好、成本低廉、便于施工等优点而被广泛运用。但是，在水泥稳定碎 石的生产、拌合、运输和摊铺过程中，存在着许多外界因素，其中以混合料的离析影响最大。 离析后细集料集中的区域达不到设计要求，开放交通后在长期车载的疲劳作用下，首先发 生破坏;粗集料集中的地方即俗称的碎石窝，因其没有胶结材料而成松散状，是水稳结构破 坏的裂纹源。一些道路施工部门为减少水泥稳定碎石的离析采取了几个重要的手段，主要 包括：（1)尽量选择一个材质均匀，稳定，储量丰富的料场供料。（2)不同规格的集料应分别 堆放。（3)增加生料的进料斗。（4)运料车在拌和机下接料时应调整装料位置，不能固定位置 接料。尽管采取了这一系列措施，但是离析还是存在。因此，有必要对水泥稳定碎石的离析 程度进行判定。
[0003] 目前国内外对离析的研究主要集中在评价方面，主要的方法有：（1)视觉观察法： 即根据路面的表观状况和调查者的经验进行离析检测的方法，是一种主观的判别方法，没 有明显的离析程度评定标准。（2)构造深度法:路面离析区域与非离析区域的表面纹理会有 明显的变化，可以通过铺砂法测量路面的构造深度，评定路面离析程度，但只适合已建成的 路面。（3)所谓原位密度法是指在路表不进行钻芯取样直接测试路面密度，根据路面密度的 变化情况判别离析的发生程度。但其前提是要确定离析处混合料的密度与非离析处之间的 关系，难度较大。所以目前在路面材料离析方面只有构造深度法使用比较广，但是这些都是 在道路工程施工结束后对其所做的研究，尚无一个切实可靠的方法在选择级配时对级配进 行预防性评价，虽然在工程结束后对其进行评价也是必不可少的，但工程完后，木已成舟， 己经不可以对其进行大范围的修改，所以在尚未施工即对其进行离析的潜在性分析和预防 性研究，就显得尤其重要。本发明能够对水泥稳定碎石的离析程度进行预防性的评价，因此 本发明必不可少。
[0004] 综上所述，混合料的离析对路面基层密实度、整体强度和稳定性方面的影响是巨 大的。但目前还没有一个能够测试离析程度的装置及方法，因此，此水泥稳定碎石离析装置 及方法的发明将对以后道路建设有着巨大的影响。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种对水泥稳定碎石的离析程度进行评价， 防止过度离析料的产生的测试水泥稳定碎石离析程度的装置;进一步地，本发明提供一种 水泥稳定碎石在选择级配时即对级配进行预防性评价，在尚未施工即对其进行离析的潜在 性分析和预防性研究的测试水泥稳定碎石离析程度的方法。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0007] 测试水泥稳定碎石离析程度的装置，其特征在于，包括：圆筒，所述圆筒顶部放置 有料斗，所述料斗的出料口下方的所述圆筒中部设置有圆锥，所述圆锥尖端朝上，所述圆筒 的底部为下落平台，所述下落平台上同心式设置有内环内壁和升降式的内环外壁，所述内 环内壁的直径、所述圆锥的底面直径与所述料斗的出料口直径均相同，并且所述圆筒、内环 内壁、内环外壁、圆锥和料斗的中轴线相重合;所述料斗的高度、所述料斗的出料口至所述 圆锥尖端的垂直距离、所述圆锥的高度、所述圆锥底面至所述内环内壁顶端的垂直距离和 所述内环内壁的高度均相同。
[0008] 所述料斗的进料口直径与所述圆筒的直径相同。
[0009] 所述料斗的出料口处设置有用于启闭所述出料口的垫片，所述垫片为方形，所述 方形的边长与所述出料口的直径相同。
[0010] 所述方形的一端与手柄相连，所述手柄穿出所述圆筒的侧壁且呈L型。
[0011] 所述圆锥的底面通过若干根细铁条焊接在所述圆筒上。
[0012] 所述圆筒的底部用四个腿支撑，所述腿的高度大于所述内环外壁的高度。
[0013] 所述内环内壁和内环外壁之间的环宽、所述内环外壁和所述圆筒内壁之间的环宽 相同；所述内环内壁和内环外壁之间的空间为内环，所述内环外壁与所述圆筒内壁之间的 空间为外环。
[0014]所述内环和外环的环宽相同。
[0015] 所述内环与外环底部的1/4部分均可转动。
[0016] 采用测试水泥稳定碎石离析程度的装置的方法，其特征在于:包括以下步骤：
[0017] 步骤一:取适量待测的水泥稳定碎石装入所述料斗中，降下所述内环外壁使之与 所述下落平台相平齐，拉开所述垫片下料，下料完成后，升起所述内环外壁，将所述内环与 外环两个部位的料分别取出装入圆盘内，得内环混合料和外环混合料；
[0018] 步骤二:将所述内环混合料和外环混合料分别放入孔径为0.3_的筛中进行筛分， 筛上料用清水将其洗净并烘干，得内环烘干料和外环烘干料；
[0019] 步骤三:分别取内环烘干料和外环烘干料，依次过一组方孔筛进行筛分，通过作出 方孔筛筛孔尺寸与通过率的曲线图分别得到内环烘干料和外环烘干料的级配曲线，计算级 配偏差值S来判定水泥稳定碎石的离析程度，计算公式为：
[0020] S = 0 · 02S〇+0 · 05Si+0 · 09S2+0 · 21S3+0 · 13S4+0 · 07S5+0 · 18S6+0 · 25S7 (1)
[0021 ] 式（1)中，So、S!、S2、S3、S4、S5、S6、S7分别表示所述内环混合料和外环混合料通过筛 孔尺寸为 1 · 1 8mm. 2.36mm. 4.75mm. 9.50mm. 1 6.0mm. 1 9.0mm. 26.5mm. 31 .5mm 的通过率之差；
[0022] 判定标准为：当S〈10%时，无离析；10%〈S〈20%时，轻度离析;20%〈S〈35%时，中 度离析;S>35%时，严重离析。
[0023] 所述内环烘干料和外环烘干料的级配曲线为在一个图上同时绘制。
[0024] 所述一组方孔筛的孔径依次变大，为1.18mm、2.36mm、4.75mm、9.50mm、16.0mm、 19.0mm >26.5mm>31.5mm 〇
[0025] 本装置通过模拟水泥稳定碎石出料过程中粗细集料的分布情况，根据级配不均的 程度来表示水泥稳定碎石的离析程度。本发明可以准确的判定水泥稳定碎石在施工过程中 的离析程度。
[0026]本发明与现有技术相比，其有益效果是：（1)模拟料斗下料过程，可以定量的计算 级配偏差值S，准确度较高。（2)评价水泥稳定碎石的离析程度更加具有准确性和说服力，克 服了人眼观测的主观性。
[0027] 说明书附图
[0028] 图1为本发明的结构不意图；
[0029] 图2为本发明中内环外壁升起时的结构示意图；
[0030] 图3为本发明中下落平台的结构示意图；
[0031] 图4为本发明中圆锥与圆筒的连接结构示意图；
[0032]图5为本发明中垫片的结构示意图；
[0033]图6为本发明中内环与外环的级配曲线图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0035]如图1~图6所示，测试水泥稳定碎石离析程度的装置:本装置外部是一个直径为 50cm，高为100cm的圆筒1，圆筒1的底部用四个腿支撑。圆筒1的上半部分放置了一个料斗2， 中间部位焊接了一个圆锥3,下半部分是一个收集水泥稳定碎石的圆环形的下落平台4。 [0036] 料斗2的上、下直径分别为50cm、20cm，高20cm，料斗2底部到下落平台4的距离为 80cm，料斗2底部装有边长为20cm的正方形的垫片6，如图5所示。
[0037] 底面圆直径为20cm、高20cm的圆锥3正对着料斗2底部，圆锥3底部到料斗2底部的 距离为40 cm，圆锥3底通过四根细铁条焊接在圆筒1上，如图4所示