本发明专利技术公开了一种基于振动试验法的抗裂型水泥稳定碎石配合比设计方法，该方法按照以下步骤：（１）配制骨架密实型级配集料；（２）将水泥加入级配集料中获得水泥稳定碎石混合料，采用振动击实试验方法确定水泥稳定碎石混合料的最大干密度和最佳含水量；其中加入的水泥剂量占级配集料质量百分比的３－５％；（３）采用步骤（２）中水泥稳定碎石混合料，采用振动击实试验方法制备水泥稳定碎石圆柱体试件，水泥稳定碎石圆柱体试件尺寸为直径１５ｃｍ×高１５ｃｍ；（４）对养生６天、浸水１天水泥稳定碎石圆柱体试件进行无侧限抗压强度试验，根据无侧限抗压强度试验结果设计水泥剂量。采用本发明专利技术设计的水泥稳定碎石能较好地形成骨架密实结构且不易离析、最大干密度大、最佳含水量小、节省水泥用量３０％－４０％等特点，且具有强度高、抗裂性能和抗冲刷性能好等优点，基本上解决了一直困扰国内外道路工程界关于水泥稳定碎石开裂严重的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术应用于交通土建工程领域，涉及一种基于振动试验法的抗裂型水泥稳定碎石配 合比设计方法。
技术介绍
-水泥稳定碎石配合比主要涉及有矿质混合料级配、水泥剂量、最大干密度A皿和最 佳含水量W。。目前水泥稳定碎石配合比设计方法的原理和试验步骤如下(1)水泥稳定碎石的矿质混合料级配范围符合表1的要求。根据《公路工程集料试 验规程》(JTJ058-2000)中细集料筛分试验方法(T0327-2000)和粗集料筛分试验方法 (T0302-2000)确定各规格集料的级配，根据各规格集料的级配和表1的矿质混合料级配 范围，确定组成矿质混合料的各规格集料比例；表l水泥稳定碎石的矿质混合料级配范围<table>table see original document page 4</column></row><table>(2)水泥剂量取3%、 3.5%、 4.0%、 4.5%和5%分别与矿质混合料混合均匀，采用《公 路工程无机结合料稳定材料试验规程(JTJ057-94)》中的重型击实法确定不同水泥剂量水泥稳定碎石的/^^和w。；(3)根据重型击实方法确定的^,皿和w。，采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程(JTJ057-94)》中静力压实成型试件方法制作圆柱体试件4)15cmXhl5cra，在热区 25°C、温区和寒区2(TC条件下湿养6天、浸水1天，进行无侧限抗压强度试验确定水泥 剂量。确定的水泥剂量一般为3. 5-5. 5%。 上述制备方法特点分析如下 (1)矿质混合料级配类型对水泥稳定碎石抗裂性能影响较为显著，其中骨架密实型级配抗裂性能最优。表l中骨架密实型级配19mra通过率偏大，粗集料难以形成强骨架结 构；4.75mm通过率偏小，细集料难以对粗集料空隙填充密实；0. 075ram通过率偏低，难以 对混合料孔隙填充，并容易使水泥稳定碎石混合料施工时产生离析。(2) 重型击实法确定/^,和w。存在如下缺点① 击实方法落后于生产实际。击实方法是基于12-15吨静力压路机提出的，而生产实 际已广泛采用20吨以上可调频调幅振动压路机。② 含水量测试方法不科学。烘干法测试的含水量不能反映击实过程中因颗粒靠拢而挤 出的部分水和混合料烘干过程中水化反应消耗的部分水，这使得测试含水量比拌和时的含 水量要小；③ 模拟效果差、试验重现性差和操作烦杂。首先，重型击实试验对试样击实分三层进 行，这与实际现场施工过程中不吻合；其次，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；最后，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8-12h测含水量 的过程操作烦杂、耗时长。(3) 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基层的条件，制备的试件组成结构与实际碾压成型的基层结构不符；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，制备的试件含水量与实际碾压成型的基 层含水量不符；⑤ 试件制备过程中粗集料压碎导致级配变化、含水量的损失导致无机结合料实际剂量 减小等，导致试件的物理力学性质与实际成型的基层物理力学性质不符。
技术实现思路
本专利技术或者专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供基于振动试验法的抗裂型 水泥稳定碎石配合比设计方法，该方法按照以下步骤(1)配制骨架密实型级配集料，所述骨架密实型级配集料是由不同粒径规格的集料组 成的矿质混合料；所述骨架密实型级配集料中粒径小于37.5mm的集料占级配集料的质量5百分率为95-100%;所述骨架密实型级配集料中粒径小于31. 5mra的集料占级配集料的质量百分率为90-100%;所述骨架密实型级配集料中粒径小于19ram的集料占级配集料的质量百分率为60-70%;所述骨架密实型级配集料中粒径小于9. 5mm的集料占级配集料的质量百分率为40-50%;所述骨架密实型级配集料中粒径小于4. 75mm的集料占级配集料的质量百分率为28-38%;所述骨架密实型级配集料中粒径小于2. 36mm的集料占级配集料的质量百分率为18-28%;所述骨架密实型级配集料中粒径小于0. 6mm的集料占级配集料的质量百分率为10-16%;所述骨架密实型级配集料中粒径小于0. 075ram的集料占级配集料的质量百分率为2-6%;(2) 将水泥加入级配集料中，获得水泥稳定碎石混合料，采用振动击实试验方法确定水泥稳定碎石混合料的最大干密度和最佳含水量；其中加入的水泥剂量占级配集料质量百分比的3-5%;(3) 采用步骤(2)中水泥稳定碎石混合料，采用振动成型试验方法制备水泥稳定碎石圆柱体试件，水泥稳定碎石圆柱体试件尺寸为直径15craX高度15ciii;(4) 对养生6天、浸水1天水泥稳定碎石圆柱体试件进行无侧限抗压强度试验，根据无侧限抗压强度试验结果设计水泥剂量。所述步骤(2)中振动击实试验方法是指① 将级配集料置烘箱中烘干至恒重，温度为105土5t:，时间为4-6小时；② 取一份烘干后的级配集料，加入相应水泥剂量的水泥得到混合料；将水加入混合料中拌和均匀，^=4.0-4.5%，其中r,为第一次试验时的拌合含水量(W;③ 将以上混合料装入直径X高度-150mmX150mm的试模当中，并将试模固定到振动仪上，振动击实100秒-120秒，振动仪参数配置为振动频率30士2Hz、激振力7.6±0. 2kN、名义振幅1. 4±0. 2mrn、工作重量3. 0±0. 4kN、上车系统1. 2±0. 2kN、下车系统1. 8±0. 2kN;⑤ 用脱模器将试模中的混合料完整推出，即为试验用试样，计算试样的干密度附 1A/(,) ^"^1 '7"7T^~ ，处"为第i次试验时的试样质量，Kv为第i次试验时的试样体l+0.01.w,积，/=1， 2， 3， 4， 5;⑥ 计算振动成型前后混合料质量差恥w—历抑，其中恥w第i次试验时装入试模当中的混合料质量，当岛w —处w< 50g ，— w+0. 3 % ， 当恥w —处6v》50g ， r+1 = 0. 5 % ，其中K为第i次试验时加入试样的拌和含水量(菊，i=l， 2， 3， 4， 5。⑦ 根据步骤②-⑥方法重复五次试验，得到五组试样的拌和含水量和干密度；绘制干标为干密度，曲线峰值所对应的干密度为最大干密度、对应的含水量为最佳含水量。所述步骤(3)中振动成型试验方法是指① 将试验所用级配集料置于烘箱中，烘箱温度为105r，时间4-小时；② 取一份级配集料，加入相应水泥剂量的水泥并拌合，得到混合料，向混合料中加水，使混合料的含水量达到振动击实法确定的W。；③ 将加水拌合的混合料装入直径X高度-150mmX150mm的试模当中，装料的质量=,^皿^(1+^。)， #为试件的预定压实度(％)， K为试件的体积(cm3)， A^为振动击实确定的混合料最大干密度(g/cm3)， 1为振动击实确定的混合料最佳含水量(%)。将装有混合料的试模固定在振动仪上，振动击实70-90秒。振动仪参数设置本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于振动试验法的抗裂型水泥稳定碎石配合比设计方法，其特征在于，该方法按照以下步骤： （１）配制骨架密实型级配集料，所述骨架密实型级配集料是由不同粒径规格的集料组成的矿质混合料；所述骨架密实型级配集料中粒径小于３７．５ｍｍ的集料占级配集 料的质量百分率为９５－１００％；所述骨架密实型级配集料中粒径小于３１．５ｍｍ的集料占级配集料的质量百分率为９０－１００％；所述骨架密实型级配集料中粒径小于１９ｍｍ的集料占级配集料的质量百分率为６０－７０％；所述骨架密实型级配集料中粒径小于９．５ｍｍ的集料占级配集料的质量百分率为４０－５０％；所述骨架密实型级配集料中粒径小于４．７５ｍｍ的集料占级配集料的质量百分率为２８－３８％；所述骨架密实型级配集料中粒径小于２．３６ｍｍ的集料占级配集料的质量百分率为１８－２８％；所述骨架密实型级配集料中粒径小于０．６ｍｍ的集料占级配集料的质量百分率为１０－１６％；所述骨架密实型级配集料中粒径小于０．０７５ｍｍ的集料占级配集料的质量百分率为２－６％； （２）将水泥加入骨架密实型级配集料中，获得水泥稳定碎石混合料，采用振动击 实试验方法确定水泥稳定碎石混合料的最大干密度和最佳含水量；其中加入的水泥剂量占骨架密实型级配集料质量百分比的３－５％； （３）采用步骤（２）中水泥稳定碎石混合料，采用振动成型试验方法制备水泥稳定碎石圆柱体试件，水泥稳定碎石圆柱体试件尺 寸为直径１５ｃｍ×高度１５ｃｍ； （４）对养生６天、浸水１天水泥稳定碎石圆柱体试件进行无侧限抗压强度试验，根据无侧限抗压强度试验结果设计水泥剂量。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋应军，张毅，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：87[]
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