成型方式对水泥稳定碎石物理力学特性的影响.pdf

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1、成型方式对水泥稳定碎石物理力学特性的影响蒋应军，李德文，解瑞松2(1．长安大学，陕西西安710064；2．陕西省交通建设集团公司，陕西西安710075)摘要：目前，世界各国用于研究水泥稳定碎石力学特性的圆柱体试件普遍采用静力压实(QSCM)或葡式击实成型(PCM)。然而，现场普遍采用振动压路机振碾方式压实水泥稳定碎石基层。为了模拟现场压实工况，提出了试件垂直振动成型方法(VVCM)并验证了其可靠性，对比研究了QSCM与VVCM对水泥稳定碎石物理特性(试件含水量和矿料级配)和力学特性(无侧限抗压强度、劈裂强度和回弹模量)的影响。试验结果表明：QSCM试件的力学强

2、度为现场芯样的35．6％，VVCM试件的力学强度为现场芯样的93％；VVCM试件的抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量分别为QSCM试件的2．5、1．9和1．6倍。研究证明VVCM比QSCM更适合用于评价水泥稳定碎石材料性能。关键词：道路工程；试件静压成型方法；试件垂直振动成型方法；物理特性；力学特性中图分类号：U414文献标识码：B为了充分模拟现场水泥稳定碎石压实工况和压实下车系统重量：1．8kN)、激振力7．6kN。试件与现场效果，本文提出了水泥稳定碎石试件垂直振动成型方所能达到最大干密度一致所需振动时间约为75s。法(verticalvibrationcom

3、pactionmethod，VVCM)，现场芯样、VVCM试件的强度及其准确度分别见并通过对比研究了VVCM试件强度与现场芯样强度，DD表2和表3。表3中6。=×100(％)，=旦论证了其可靠性；在此基础上，对比研究VVCM试c()()件与QSCM试件水泥稳定碎石力学特性。×100(％)，R㈤和)分别指现场芯样的抗压强度和劈裂强度，R⋯和R)分别指VVCM试件的抗压1试件成型方法及可靠性强度和劈裂强度。1．1静压法制备试件及可靠性表1现场芯样、QSCM试件的无侧限抗压强度《公路工程无机结合料稳定材料试验规程(JTGE51—2009)》(T0843—2009)采

4、用反力架和液压千斤顶或采用压力试验机以1mm·min的加载速率加压制备圆柱体试件，这种试件制备方式简称为静压法(QSCM)。现场芯样、QSCM试件的7d无侧限抗压强度及其准确度见表1。室内试验及现场均为骨架密实级配、水泥剂量P为3．5％。表1中数据表明，静压法成型的试件工程性质与现场钻芯试件工程性质的相关性不足36％，不能准确预测水泥稳定碎石基层力学性能。1。2垂直振动法及可靠性为了模拟现场振动压路机压实效果，采用垂直振动压实仪制备试件。垂直振动压实仪只在垂直方向产生正弦激振力。以振动参数尽量接近于振动压路机技术参数、力求在最短时间内达到最大密实度且尽量做到与

5、现场碾压对级配影响规律相一致为原则，确定振动压实仪工作参数：工作频率为30Hz，名义振幅为1．2mm，工作重量：3．0kN(上车系统重量：1．2kN；2012年9期(总第93期)4,5表2现场芯样、VVCM试件的无侧限抗压强度与劈裂强度集料下列龄期(天)水泥稳定碎石6／％；／下列龄期(天)水泥稳定碎石8i／％一=_一层位P／％——。——6／％s／％类型714286090120180％％714286090120180表3中数据表明，不同岩性集料、不同水泥剂(2)集料量、不同施工水平、不同龄期水泥稳定碎石振动法成所用集料为山西柳林石灰岩，分为19～31．5mm、型

6、试件强度是工地基层芯样强度的0．891～0．988倍，9．5～19ram、4．75～9．5ram、石屑四种规格。集料压平均为0．93倍。工地基层芯样强度普遍高于振动法碎值为13．9％。技术指标略。成型试件强度主要原因：一是养生条件的影响，尽管2．1．2试验方案埋入石屑的室内试件与工地基层在温度、湿度等因素(1)配合比基本相近，但无法模拟取芯前工地基层整体性效应，矿料级配采用骨架密实级配和《公路沥青路面即芯样界面处水泥稳定碎石水化放热过程与芯样交互设计规范》(JTJD50—2004)中悬浮密实级配范围中作用，提高基层强度；二是试模尺寸效应的影响，受值，具体数据见

7、表5。水泥剂量拟采用3％一5％。室内刚性试模尺寸影响致使振动成型试件过程中颗粒表5试验所采用水泥稳定碎石级配得不到充分移动排列而影响内部结构，振碾过程中工通过下列筛孔孔径(mm)的质量百分率／％级配类型——地水泥稳定碎石颗粒可得到较为充分排列，从而提高31．519．09．54．752．360．60．075工地水泥稳定碎石基层强度。若不计人养生条件的影响，则垂直振动法成型试件强度更接近于工地基层芯样强度，证明试件垂直振动成型方法是可靠的。(2)试件成型方式2试件成型方式对水泥稳定碎石力学性能影响分别采用重型击实试验方法(modifiedProctorcompac

8、tionmethod，MPCM)和振动