培训4水稳振动成型法

水泥稳稳定碎碎石振振动成成型试试验方方法研研究与与施施工技技术嘉绍路路面施施工养养护1标2012年3月9日主要内内容工程实实践中中存在在的问问题水泥稳稳定碎碎石振振动法法工程程应用用与效效果水泥稳稳定碎碎石振振动试试验方方法基于振振动法法的多多级嵌嵌挤骨骨架密密实级级配基于振振动法法的水水泥稳稳定碎碎石路路用性性能基于振振动法法的合合理水水泥剂剂量振动法法设计计特点点及施施工技技术工程实实践中中存在在的问问题半刚性性基层层工程程实践践中最最大的的问题题收缩裂裂缝问问题冲刷问问题工程实实践中中目前前方法法无法法解释释的问问题现场芯芯样无无侧限限抗压压强度度大于于室内内强度度工程实实践中中存在在的问问题工程中中为达达到设设计强强度指指标及及保证证路面面芯样样完整整，提提高水水泥剂剂量几几乎成成为最最有效效的手手段。。水泥泥剂量量高达达到5～6％以上上几乎乎成为为共识识；水泥稳稳定碎碎石基基层表表面密密实、、特别别是光光滑事事实上上已成成为水水泥稳稳定碎碎石基基层质质量控控制的的重要要标准准；现有压压实设设备下下，无无需对对施工工工艺艺严格格控制制也能能达到到较高高的压压实度度，压压实度度超百百现象象普遍遍存在在，正正是在在压实实度容容易达达到的的情况况下，，基层层的压压实反反而被被忽视视。其其实质质是重重型击击实法法确定定的压压实度度标准准偏低低。。目前对对水泥泥稳定定碎石石的认认识及及工程程实践践工程实实践中中存在在的问问题材料组组成与与结构构材料性性能矿料级级配水泥剂剂量最佳含含水量量最大干干密度度成型方方式7d无侧限限抗压压强度度现场：：振碾碾方式式室内：：击实实方式式静压方方式矿料排排列方方式问题的的分析析工程实实践中中存在在的问问题问题解解决的的途径径矿料级级配压实度度材料组组成水泥剂剂量施工工工艺试件成成型方方法试件结结构击实试试验方方法强度性能?水泥稳稳定碎碎石振振动法法工程程应用用与效效果已应用用的实实体工工程2006年河河南南宛坪坪高速速公路路2007年陕陕西西柞小小高速速公路路2008年陕陕西西十天天高速速公路路2009年陕陕西西青兰兰高速速公路路2009年浙浙江江海宁宁交通通局硖硖许一一级公公路2010年陕陕西西西商商高速速公路路（沪沪陕线线）已应用的的实体工工程现场场施工混混合料摊摊铺照片片现场摊铺铺整体效效果现场碾压压后整体体效果现场碾压压整体效效果图现场断面面挖除混混合料路面标段323323456789101139(MPa)6.218.057.437.627.597.117.187.047.047.237.187.276.847.2(MPa)7.039.938.417.858.468.18.18.157.648.158.018.277.527.651.131.231.131.031.111.141.131.161.091.131.121.141.101.06振动方法法成型试试件和现现场芯样样7d无侧限抗抗压强度度对比水泥稳定定碎石振振动法工工程应用用与效果果水泥稳定定碎石振振动法工工程应用用与效果果原设计振动法设设计原设计振动法设设计原设计振动法设设计裂缝情况况2006年河河南宛坪坪高速公公路2007年陕陕西柞小小高速公公路2008年陕陕西十天天高速公公路2009年陕陕西青兰兰高速公公路2009年浙浙江海宁宁交通局局硖许一一级公路路；2010年陕陕西西商商高速公公路（沪沪陕线））未发现任任何裂缝缝水泥稳定定碎石振振动法工工程应用用与效果果水泥稳定定碎石振振动法工工程应用用与效果果经济社会会效益节约水泥泥30%~40%水泥稳定定碎石基基层材料料费约6％。减少收缩缩裂缝，，减少养养护工作作和养护护费用。。养护工作作的减少少，确保保交通畅畅通。水泥稳定定碎石振振动试验验方法重型击实实试验方方法分析析重型击实实试验结结果拌和含水水量和测测试含水水量之间间关系水泥稳定定碎石振振动试验验方法重型击实实试验方方法分析析①重型击实实方法已已落后生生产实际际②含水量量测试方方法不科科学③模拟效效果差、、试验重重现性差差和操作作烦杂水泥稳定定碎石振振动试验验方法静压成型型试件方方法分析析水泥剂量（％）骨架密实悬浮密实最佳含水量（％）成型后含水量（％）含水量差值（％）含水量损失率（％）最佳含水量（％）成型后含水量（％）含水量差值（％）含水量损失率（％）34.94.10.816.35.04.40.612.045.04.30.714.05.14.30.815.755.04.40.612.05.24.30.917.3静压法成成型前后后含水量量变化情情况水泥稳定定碎石振振动试验验方法静压成型型试件方方法分析析:静压造成成矿料级级配变化化水泥稳定定碎石振振动试验验方法振动试验验方法基基本原理理描述振动动仪的基基本参数数（1）振动频频率和工工作频率率（2）工作振振幅与名名义振幅幅（3）振动质质量和上上下车质质量水泥稳定定碎石振振动试验验方法图3-8ρρd－f0关系图图图3-9ρρd－F0关系图工作频率率对压实实效果的的影响水泥稳定定碎石振振动试验验方法（a）偏心心块夹角角0°时（（b）偏心块块夹角60°时（c）偏心心块夹角角120°°时不同配重重时ρd－F0关系图图3-11ρρd－f与F0－f关系图图图3-12Fs-ωω和F0-ωω响应曲线线激振力对对压实效效果的影影响水泥稳定定碎石振振动试验验方法名义振幅幅、工作作质量对对压实效效果的影影响（a）偏心块块夹角0°频率25Hz（b）偏心块块夹角0°频率30Hz（c）偏心块夹夹角0°频率35Hz（a）偏心块块夹角60°频率25Hz（b）偏心块块夹角60°频率30Hz（c）偏心块夹夹角60°频率35Hz水泥稳定定碎石振振动试验验方法（a）压实效效果与名名义振幅幅关系（（b）压实效效果与工工作重量量关系水泥稳定定碎石振振动试验验方法振动对级级配衰退退影响及及振动参参数选取取原则标段重型击实试验振动击实试验现场实测压实度（％）Wopt(%)ρdmax(g/cm3)Wopt(%)ρdmax(g/cm3)含水量(%)干密度(g/cm3)重型击实振动击实A25.62.424.62.464.52.43100.498.84.82.43100.498.85.22.45101.299.6A34.42.434.02.524.22.48102.198.44.52.47101.698.04.32.50102.999.2A45.42.424.62.465.02.45101.299.64.82.42100.098.44.42.43100.498.8A55.32.404.22.494.82.46102.598.84.72.47102.999.24.22.44101.798.0A65.02.414.42.525.02.48102.998.44.62.48102.198.44.52.47102.598.0振动试验验方法验验证及与与旧试验验方法对对比分析析标段层位现场碾压所得干密度（g/cm3）振动击实试验测试值（g/cm3）重型击实试验测试值（g/cm3）准确度（％）（测试值/参考值）实测值

参考值

柞小高速32底2.3822.4062.4112.331100.296.9基2.3952.4192.4142.33899.896.733底2.4132.4372.4372.369100.097.2基2.4172.4412.4392.37899.997.4水泥稳定定碎石振振动试验验方法标段层位现场碾压所得干密度（g/cm3）振动击实试验测试值（g/cm3）重型击实试验测试值（g/cm3）准确度（％）（测试值/参考值）宛坪高速公路2基2.4292.4542.4612.421100.398.73基2.4852.5102.5232.432100.596.94基2.4452.4702.4622.42299.798.15基2.4722.4972.4942.40399.996.26基2.4942.5192.5222.414100.195.87基2.5402.5662.5632.46199.995.98基2.5162.5412.5412.452100.096.59基2.5312.5572.5642.454100.396.010基2.4002.4242.4172.38399.798.311基2.4982.5232.5212.44299.996.8

平均值100.096.9

标准差0.20.9标段层位现场芯样振动成型试件静压成型试件准确度（％）(MPa)(%)(MPa)(%)(MPa)(%)柞小高速32底5.027.115.477.211.689.81109.033.5基6.216.207.037.402.078.30113.233.333底6.677.217.613.001.7210.91114.125.8基8.057.419.935.411.9611.20123.424.3宛坪高速公路2基7.436.118.415.013.7911.62113.251.03基7.626.957.856.853.2912.12103.043.24基7.5926.308.465.583.339.85111.443.95基7.117.068.106.153.428.89113.948.16基7.185.608.105.123.999.56112.855.67基7.047.848.157.013.429.85115.848.68基7.047.027.646.373.599.25108.551.09基7.237.238.156.013.6010.09112.749.810基7.187.128.016.173.6510.21111.650.811基7.277.028.276.323.088.98113.842.4平均值－6.87－5.97－10.05112.642.9

精密度（偏差系数）（％）3.8723.50振动试验验方法验验证及与与旧试验验方法对对比分析析①击实试验验方法对对级配影影响骨架密实实：重型击实实：19.0mm、9.5mm和4.75mm击实前后后通过率率变化均均大于10.0%；振动击实实：19.0mm、9.5mm、4.75mm振动击实实前后通通过率小小于10.0%。悬浮密实实：击实前后后关键筛筛孔通过过率变化化两种方方法基本本相当，，均小于于10.0%。②试件成型型方法对对级配影影响骨架密实实结构：：振动法：：19.0mm、9.5mm、4.75mm上成型前前后通过过率变化化不大于于8.0%，静压法：：19.0mm、9.5mm、4.75mm上成型前前后通过过率变化化分别为为14%、18.9%和30.0%。悬浮密实实结构：：、振动法：：所有筛筛孔上成成型前后后通过率率变化不不大于9.0%，静压法：：所有筛筛孔上成成型前后后通过率率变化均均大于10.0%，在4.75mm筛孔上的的通过率率变化高高达20.9%以上。水泥稳定定碎石振振动试验验方法水泥稳定定碎石振振动试验验方法振动击实实试验方方法振动成型型试件方方法解决了重重型击实实试验方方法在击击实方式式和击实实功、含含水量确确定方法法和试验验操作过过程等方方面存在在的问题题静压成型型试件方方法在成成型方式式、对级级配及水水泥剂量量的影响响等方面面存在的的问题，，较好模拟拟现场施施工过程程和碾压压效果，，操作简简便快速速、精密密度好。。水泥稳定定碎石振振动试验验方法①振动成型型与静压压成型方方式对结结构的影影响；②振动成成型与静静压成型型方式对对级配的的影响；；③重型击击实法确确定最大大干密度度偏低的的影响；；④重型击击实试验验方法确确定的最最佳含水水量偏高高的影响响现场芯样样强度高高于静压压法成型型试件强强度的解解释多级嵌挤挤骨架密密实级配配设计过程程分为三三个部分分：第一部分分是粗集集料级配配设计，，采用逐逐级填充充方法使使粗集料料形成骨骨架结构构；第二部分分是细集集料级配配的设计计，采用用理论计计算方法法使细集集料与结结合料形形成具有有较强的的粘聚力力；第三部分分是粗集集料和细细集料之之间比例例的设计计，通过过试验与与理论计计算将细细集料填填充于粗粗集料中中的空隙隙内，使使组合后后的混合合料能够够形成骨骨架密实实结构。。多级嵌挤挤骨架密密实级配配粗集料级级配确定（1）根据现现行基层层施工技技术规范范，试验验时确定定主骨料料规格D0为19～31.5mm，利用公公式ρ=M/V计算其振振实或插插捣密度度；（2）记D0的用量为为100，D0的下一级级粒径记记为D1（9.5～19mm），以D0用量的5%为步长，将粒粒径为D1的集料逐级填填充到D0中，建立填充充数量与插捣捣或振实密度度关系曲线。。在插捣或振振实密度关系系曲线上选取取插捣或振实实密度较大的的几组D1用量，作为D1用量。（3）D1的下一级粒径径记为D2（4.75～9.5mm），同样以以D0用量的5%为步长，将将粒径为D2的集料与粒粒径为D0、D1的混合料拌拌和均匀后后进行插捣捣或振实，，并建立填填充数量与与插捣或振振实密度关关系曲线，，确定D2用量。（4）依次类推推，即可确确定粗集料料的级配。。多级嵌挤骨骨架密实级级配粗集料级配配确定粗集料的级级配比例确确定为70:30:40多级嵌挤骨骨架密实级级配细集料级配配的确定多级嵌挤骨骨架密实级级配粗集料与细细集料最佳佳比例研究究悬浮密实结结构骨骨架密实实结构骨骨架空隙结结构多级嵌挤骨骨架密实级级配筛孔（mm）各档集料在不同筛孔(mm)的通过率（％）31.5199.54.752.361.180.60.075骨架密实型SJ100～9080～6050～4038～2828～18－18～107～3悬浮密实型GF100.089～7267～4749～2935～17－22～87～0基于振动法法的水泥稳稳定碎石路路用性能（a）骨架密实实型级配（（b）悬浮密实实型级配振动法成型型水泥稳定定碎石试件件基于振动法法的水泥稳稳定碎石路路用性能级配类型对对强度的影影响不管什么成成型方法，，骨架密实实型比悬浮浮密实型水水泥稳定碎碎石强度要要高10％左右。密度对强度度的影响压实度提高高1％，强度可可提高10％左右，振振动法最大大干密度比比重型击实实法高出3％左右，按按振动法控控制，压实实度至少提提高了3％，强度则则提高30％。基于振动法法的合理水水泥剂