振动击实法与重型击实法的好坏

浅谈重型击实法与振动击实法的好坏比较重型击实法源于土工实验，用以肯定土壤的最大干密度和最佳含水量，以计算天然土体密实度。重型击实法应历时间长，规范成熟积累了大量的实验数据和实践经验。在肯定细粒土（或说土颗粒最大粒径远远小于击实筒直径时）的最大干密度和最佳含水量时，重型击实法取得的实验结果仍是比较准确的，与实际工程也较为符合。可一旦粒径超过必然限度，重型击实法就再也不适用，在击实进程中，土颗粒尤其是粗颗粒的初始位置状态、自身形状将极大的影响最终实验结果。重型击实对装料的均匀性也较为敏感，这就意味着不同的实验人员操作同一批实验，最终取得的实验数据可能相差甚远。另外，重型击实还容易造成粗集料的破碎，从而改变了原土样的级配重型击实法之所以存在这样的问题，根本原因在于土颗粒或碎石颗粒在外力作用下达到密实不仅需要一个能使其彼此靠拢的合外压力还需要一个使土颗粒尤其是粗颗粒发生转动的合外力，土体颗粒发生转动，从而不断改变自身在土体中的位置状态，从不稳定的高能状态转动位置到稳定的低能状态，而这一进程就是土体颗粒在外力作用下不断趋于靠拢而密实的进程。重型击实法恰恰缺乏这样一个使土体颗粒发生转动的力，或说这个力的效果不明显。要知道，土体颗粒越粗，需要的这样一个力就越大。适量的水的存在可以改善土体的密实程度，减少土体颗粒转动密实时需要的外力，适量的水的存在可以起到润滑作用，从而缩短土体颗粒彼此靠拢密实的时间。可是，过量的水却恰好相反，过量的水使得包裹土颗粒的水膜变厚，乃至出现自由水。过厚的水膜和自由水的存在会在土体中形成“弹簧效应”，使得土体无法达到最佳密实状态。通过以上分析，咱们初步了解了土体密实进程和影响土体密实主要因素，包括实验方式，土体颗粒大小，含水量。另外，土质也会对击实造成影响。实际工程中，一般材料肯定以后，土质的影响就是必然的，可不作为影响因素考虑。由于重型击实法固有的一些缺点，致使其在进行水泥稳定碎石混合料配合比设计时碰到问题。实践表明，重型击实法取得的最大干密度偏小，随着大吨位压路机的利用和对路面结构层压实度的高要求采用重型击实法取得的最大干密度来计算路面压实度往往会发现压实度很容易就知足规范的要求，乃至远远超过了规范的要求，达到100以上。这说明在当前路面施工的实际情况下，对于重载交通道路而言，采用重型击实法取得的最大干密度偏小,用它计算的路面压实度来进行施工质■的控制已无法知足实际要求。另外”重型击实法的成型进程与路面实际的碾压进程不一致这也致使了重型击实法取得的实验数据与施工实际不匹配。基于以上问题，长安大学开展了水泥稳定碎石混合料配合比设计及实验成型方式的研究并率先研制开发了水泥稳定碎石混合料振动成型实验机。在此基础上开展了大量的实验研究工作，取得了一些关键性的研究功效，如关于水泥稳定碎石级配的优化、最佳水泥剂量和最佳含水量的肯定、振动成型方式的标准化（振动频率、时间、振幅、击振力）等。江苏省交通科学研究院在此基础上开展了抗裂型水泥稳定碎石基层的研究提出采用骨架密实型级酉S和低剂量水泥，取得强度和耐久性均知足要求的水泥稳定碎石混合料，做到了水泥稳定碎石基层不开裂，从而大大减少了半刚性基层沥青路面的反射裂痕，提高了半刚性基层沥青路面的利用寿命。振动成型实验机的最初设计思想也是来源于Superpave的旋转压实，若是将传统马歇尔实验比作重型击实实验那振动成型实验就比如SHRP的旋转剪切实验，前者增加了振动效应，模拟了水泥稳定碎石在钢轮压路机振动碾压的进程，后者增加了旋转搓揉，模拟了沥青混合料在轮胎压路机搓揉碾压的进程。大量的实验结果表明，在进行水泥稳定碎石混合料配合比设计时，振动成型法取得的最佳水泥剂量较重型击实减小，最佳含水量减小，最大干密度增大。振动成型法由于在击实进程中增加了振动外力，使得土体颗粒取得了转动能量，土颗粒重排率大大增加，大量的土颗粒由不稳定状态变成相对稳定状态，颗粒之间裂缝趋于最小土体变得加倍密实。对于骨架密实型级配粗集料在振动外力作用下，不断转动实现重排，最终形成稳定的骨架。因此，采用振动成型法进行水泥稳定碎石混合料配合比设计时，最大干密度较重型击实法增大，且由于振动外力作用，粗集料不断改变自身位置以适应击振外力的作用，不至于出现压碎现象，昆合料原有级配不会受到破坏。由于振动外力作用，土颗粒取得了转动能量，可以减少其对水的依赖，从而减少水用量。另外，由于粗集料的骨架效应，昆合料成型后强度主要依托粗集料彼此嵌挤形成的骨架，而不是依托水泥胶浆的强度，因此"振动成型的试件强度大幅提高"而水泥剂量则相较大幅下降。水泥剂量的减少，也使得用水量的大幅减少。最终水稳混合料的干缩和温缩得以减少，困扰广大道路工作者的半刚性基层开裂问题得以解决。采用振动成型法进行水稳碎石混合料配合比设计需注意的问题。振动成型法较重型击实法有许多改良的地方。可是，在实际工程应历时，还必需注意以下几点：首先，振动成型法虽然能够在必然程度上模拟水泥稳定碎石混合料在钢轮压路机下的振动碾压进程但必需注意到二者仍是存在很大不同。室内振动成型仪中的土体实际上是在周围完全约束的条件下完成振动密实进程的，而这种振动是三维立体式的振动，振动频率，振幅和击振力都与施工现场有明显不同。现场压路机的振动通常只是施加一个自上而下的竖向击振力，而室内振动成型仪施加给土体的不仅有竖向击振力，还有水平向的击振力，是一个三维的立体式的振动效应。这种三维立体式的振动将更有利于土体颗粒的重排密实，因此，室内振动成型取得的混合料骨架要好于施工现场，虽度自然也要高于施工现场。若是仅仅按照振动成型法取得的强度来肯定混合料最佳水泥剂量，将会出现水泥剂量较过去大幅减少的情形。就目前水泥稳定碎石振动成型法尚未大规模利用之前，对于振动成型强度只能够作为参考，在肯定最佳水泥剂量时仍是要以重型击实法取得的强度为主要参考对象综合振动成型法取得的强度以后肯定最后的最佳水泥剂量。对于最佳含水量的肯定，由于此刻多采用大吨位的压路机，压实功较比以往有大幅提高，实际施工时，可以采用振动成型法取得的最佳含水量。最大干密度则应该采用振动成型法取得的最大干密度，这样有利于施工质量的控制，是高路面压实度，呆证路面有足够的强度和稳定性，以适应日趋严峻的交通形势（重载交通）其次，采用振动成型法进行水泥稳定碎石混合料设计时，要按照原材料的实际情况，级配情况来选择合理的振动参数，包括频率、时间、振幅、击振力等。在实验进程中注意装料的均匀性，避免装料造成的离析。以下例出重型击实仪法和振动击实仪法的实验结果与操作图片振动击实法成型实验数据:试皱柔件2A说皱曰期201E^0^2E烘箱CCJL1UFB-02-D01):j-：Oi■，电子天平｛CJLMAFB-a2-OL4).：丘寸成型沆验机忙JLNAFB-社讪早 .117 略占対斗士 严用试验:交數12aq5a北+. V2LT72LT72L7721772177/^4306705443D61054430/9516120205S35isin歼盯/.£丄质虫 呻508653155455540B5297/丘匝IS (g/LU3)2.3362.4-312.6D62.4B32-^33/二" (i-'n：；2.2722.3452.3E22.J452.278/11D712D105D@ID0204/>京靑呈 (?)247.2S4.723T?9珈1375.E369/T390.44g36E\03ED9/-■丰+斤丘士 g:灿■£241J.T2l?7.b221G.J25JL.324£9.L：455.E237b.5缶丁.22^3.0//生+—厂主 畑)aLl52336525SE.3k24-M.E?3E4.82340.T?265.€2»L.52-M2.6/F62,1E3.2FBS,385-2丘.9%43ns.ihog张.7&2/-■干IR甲 Z1072.3EDC二■&:】関.4MW.4:C31.L19M.3LETT.TLK1.9//r3.DF2.Trd.2h1r5.2冷.1F5.9F5.gL.3'fl.7/E.34.E5.P5,96,B虽丸干密度2-333 Cs/cn1)5.L ：<为汪: 冬T氓灯击4吉底M

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