半刚性基层材料振动压实及静压性能对比(1)

1、道路基层材料振动压实标准的研究单位：哈尔滨工业大学单位：哈尔滨工业大学主讲人：王龙主讲人：王龙TelTel：1331369900113313699001E Emailmail： 一 绪论 n击实标准与振动压实缺乏联系：n一、两者以不同的方式来实现压实的必要条件；n二、压实标准问题；n三、级配退化问题。1. 研究背景 一 绪论 n国外：n 主要集中于沥青混合料和细粒土。n国内：n 在粉土、粘土、级配碎石、土石混合料、沥青混合料等材料的振动压实参数和振动压实特性方面取得了较多的研究成果。2.2.研究现状研究现状一 绪论 n 1） 根据道路基层的主体碾压工具的频幅范围（频率、激震力、名义振幅），确定

2、有代表性的压实参数组合，进行室内振动压最佳参数研究。n n 2） 应用自行设计的振动压实仪对具有代表性水泥稳定碎石的压实标准进行试验，并与重型击实标准进行对比，提出标准振动压实方法。n n 3 ）用两种压实标准和两种成型方法，对水泥稳定碎石、石灰粉煤灰稳定碎石和水泥粉煤灰稳定碎石进行无侧限抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量的对比试验，并确定转换关系。n n 4 ）分别依据密度等效原则和强度等效原则，从击实标准出发，确定振动压实标准压实系数的两种取值。3.3.研究的内容和方法研究的内容和方法 二、最佳振动参数的确定二、最佳振动参数的确定n 振动成型实际上是模拟的实际施工中振动压路机对于无机振动成型

3、实际上是模拟的实际施工中振动压路机对于无机结合料稳定材料的振动冲击压实作用。结合料稳定材料的振动冲击压实作用。n振动压实仪的振动参数计算公式如下：n（1）频率：n（2）偏心矩： ；n（3）离心力； n（4）名义振幅 （毫米）；n（5）振动加速度： )(1HZTf rmmr20mrF MrmA/MgFa/0n0.试验材料级配图1 工艺级配与常用级配的对比n1. 频率频率F确定确定图2-5 频率振幅关系图n最佳频率在30-35HZ,取F32HZn2. 离心力与振幅确定离心力与振幅确定n以3种激振频率，4种离心力，5种振幅，3种级配类型，调制出3*3*4*5=180个工艺组合。n3.最佳振动时间最佳

4、振动时间 文 件 : 中 （ 5 %） （ 振 动时 间 ） .TI M 通 道 : 1 最 大 值 =3 . 06 ( 时 间 : 1. 02 秒 ) 采 样 频 率 = 1 2 0. 00 Hz时 间 秒 2702432161891621351088154270mm6.04.83.62.41.20.0-1.2-2.4-3.6-4.8T180s时，土样的塑性变形基本稳定时，土样的塑性变形基本稳定n4. 最佳工艺参数最佳工艺参数级配类型频率/HZ激振力/KN振幅/mm激振强度（100J/s）时间/s粗级配4570.463.07180中级配3260.893.52180细级配3070.964.32

5、210参数组合：f=32HZ，F=6KN， A=0.9mm，t3min；32HZ的频率与压实基层材料的振动压路机的频率吻合，能保证室内外的有机联系，同时激振强度大于3.5的阈值，保证压实。三三 振动压实仪设计振动压实仪设计参数名称参数名称参数值参数值振动频率（Hz）32激振力（N）6000名义振幅（mm）0.891.标准设备标准设备2.集料的物理指标关系集料的物理指标关系0.8711.326ZoptJoptww maxmax1.5651.274Jzn3.适用条件适用条件说明：说明：Vv16%时，破碎作时，破碎作用逐渐加强；用逐渐加强； 即即Vv16%是击实是否产生破碎作用的是击实是否产生破碎作

6、用的临界空隙率临界空隙率 四四 两种成型方法强度关系两种成型方法强度关系 1.试件成型原则情况1以两种方法各自的最佳含水量和最大干密度为标准成型对比试件。（水泥剂量3%7%；压实系数96%、98%、100%）情况2以相同的最大干密度和各自的最佳含水量为标准成型对比试件。（水泥剂量3%7%；压实系数96%、98%、100%）情况3以两种方法的最大干密度和最佳含水量的平均值为标准成型对比试件。（水泥剂量3%7%；压实系数96%、98%、100%）（一）抗压强度（一）抗压强度1.各自最佳含水量和最大干密度1、振动成型压实系数降低大于4%，强度比静压成型高。2、振动成型比静压成型节约水泥2%3%。3、

7、单个级配情况类似。抗压强度提高抗压强度提高40多多2.各自最佳含水量和击实最大干密度1、振动成型压实系数降低、振动成型压实系数降低4%，强度比静压成型高。，强度比静压成型高。2、振动成型比静压成型节约水泥、振动成型比静压成型节约水泥1.5%2%。抗压强度提高263.两种压实标准的平均值（含水量和密度均相同）1、振动压实标准压实系数降低、振动压实标准压实系数降低4%，强度比静压成型高。，强度比静压成型高。2、振动成型比静压成型节约水泥、振动成型比静压成型节约水泥2%。抗压强度提高344.综合回归平均提高平均提高34分类标准分类标准统计关系统计关系相关系数相关系数R R骨架密实型级配骨架密实型级配

8、Y=1.1115X+0.288Y=1.1115X+0.2880.830.83密实悬浮型级配密实悬浮型级配Y=1.0959X+0.173Y=1.0959X+0.1730.960.96骨架空隙型级配骨架空隙型级配Y=1.4935X+0.215Y=1.4935X+0.2150.830.83数据综合数据综合Y=1.1667X+0.118Y=1.1667X+0.1180.780.78（二）劈裂强度（二）劈裂强度劈裂强度统计关系劈裂强劈裂强度提高度提高16分类标准分类标准统计关系统计关系相关系数相关系数R R骨架密实型级配骨架密实型级配Y=1.1399X-Y=1.1399X-198.59198.590.9

9、70.97密实悬浮型级配密实悬浮型级配Y=1.7540X-Y=1.7540X-96.93196.9310.970.97骨架空隙型级配骨架空隙型级配Y=1.3233X-Y=1.3233X-518.75518.750.970.97数据综合数据综合Y=0.7217X+570.8Y=0.7217X+570.82 20.880.88抗压回弹模量统计关系（三）抗压回弹模量（三）抗压回弹模量 抗压回弹模量基本相当n1.两种成型方法下的各种强度具有线性相关关系。n2.抗压强度提高34，破裂强度提高16，抗压回弹模量相当。n3.在强度等效原则下，振动压实标准的压实系数可较击实标准降低2%；n4.综合各种情况，以

10、振动压实标准、振动成型试件进行配合比设计，至少能节约水泥1.52（五）结论（五）结论n 五、五、 机理分析机理分析n颗粒排列特性：颗粒排列特性：n采用相同的粗集料组合（19mm颗粒质量:16mm颗粒质量1:1）分别进行振动和击实试验，分别统计各颗粒长轴与水平方向的夹角，计算其频率分布 aa： 定向角的定义 b：振动成型定向角的分布 c：击实成型定向角的分布图7 成型方法对级配碎石颗粒空间定向作用的影响集料破碎情况对比集料破碎情况对比击实使击实使13.2mm以上的破碎以上的破碎率在率在12%-30%左右左右静压法振动法n六六. 案例分析案例分析0.001.002.003.004.005.00强度平均值强度代表值强度/Mpa击实振动0.01.02.03.04.05.06.00.01.02.03.04.05.06.0静压强度/Mpa振动强度/Mpa振动成型试件的强度普遍大于振动成型试件的强度普遍大于静压成型静压成型静压成型平均强度为静压成型平均强度为3Mpa，振动的平均为，振动的平均为4Mpa，振动成型强