振動(dòng)擊實(shí)法與重型擊實(shí)法優(yōu)劣

淺談重型擊實(shí)法與振擊實(shí)法的優(yōu)劣比較重型擊實(shí)法源于土工實(shí)驗(yàn)以定土壤的最大干密度和最佳含水量計(jì)算天然土體密實(shí)度。重型擊實(shí)法應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)，規(guī)范成熟了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在確定細(xì)粒土（或者說(shuō)土顆粒最大粒徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于擊實(shí)筒直徑時(shí)最干密度和最佳含水量時(shí)型實(shí)法得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果還是比較準(zhǔn)確的實(shí)際工程也較為符合可一旦粒徑超過(guò)一定限度重型擊實(shí)法就不再適用在擊實(shí)過(guò)中土顆粒尤其是粗顆粒的初始位置狀態(tài)身狀將極大的影響最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果型擊實(shí)對(duì)裝料的均勻性也較為敏感就味著不同的實(shí)驗(yàn)人員操作同一批實(shí)驗(yàn)最終得到的實(shí)數(shù)據(jù)可能相差甚遠(yuǎn)外重型擊實(shí)還容易造成粗集料的破碎從而改變了原土樣的級(jí)配型擊實(shí)法之所以存在這樣的問(wèn)題本原因在于土顆?；蛘咚槭w粒在外力作用下達(dá)到密實(shí)不僅需要一個(gè)能使其相互靠攏的合外壓力一個(gè)使土顆粒尤其是粗顆粒發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的合外力體粒發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)而不斷改變自身在土體中的位置狀態(tài)從不穩(wěn)定的高能狀態(tài)動(dòng)位置到穩(wěn)定的低能狀態(tài)這過(guò)程就是土體顆粒在外力作用下不斷趨于靠攏而密實(shí)的過(guò)程擊實(shí)法恰恰缺乏這樣一個(gè)使土體顆粒發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的力，或者說(shuō)這個(gè)力的效果不明顯。要知道，土體顆粒越粗，需要的這樣一個(gè)力就越大。適量的水的存在可以改善土體的密實(shí)程度少土體顆粒轉(zhuǎn)動(dòng)密實(shí)時(shí)需要的外力量水的存在可以起到潤(rùn)滑作用縮土體顆粒相互靠攏密實(shí)的時(shí)間的卻恰好相反，過(guò)量的水使得包裹土顆粒的水膜變厚至出現(xiàn)自由水厚的水膜和自由水的存在會(huì)在土體中形成“彈簧效應(yīng)得土無(wú)法達(dá)到最佳密實(shí)狀態(tài)。通過(guò)以上分析，我們初步了解了土體密實(shí)過(guò)程以及影響土體密實(shí)主要因素，包括實(shí)驗(yàn)方法，土體顆粒大小，含水量。此外，土質(zhì)也會(huì)對(duì)擊實(shí)造成影響。實(shí)際工程中般料確定之后土質(zhì)的影響就是一定的可作為影響因素考慮于重型擊實(shí)法固有的一些缺點(diǎn)致其在進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)遇到問(wèn)題實(shí)踐明重?fù)舴ǖ阶罡啥绕?，著噸壓機(jī)的用對(duì)面構(gòu)壓度高求采重?fù)舴ǖ阶畲竺軄?lái)算面實(shí)往會(huì)現(xiàn)實(shí)很易滿(mǎn)規(guī)的求甚遠(yuǎn)超了規(guī)的求達(dá)100以。說(shuō)在前面工實(shí)情下對(duì)重交道而言采重?fù)舴ǖ阶罡啥刃∮糜?jì)的面實(shí)來(lái)行工量控制無(wú)滿(mǎn)實(shí)要。此外重型擊實(shí)法的成型過(guò)程與面實(shí)際的碾壓過(guò)程不一致也致了重型擊實(shí)法得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與施工實(shí)際不匹配于以上問(wèn)題安大學(xué)開(kāi)展了水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)成型方法的研究并率先研制開(kāi)發(fā)了水泥穩(wěn)定碎石混合料振動(dòng)成型實(shí)驗(yàn)機(jī)基礎(chǔ)1/8

上開(kāi)展了大量的實(shí)驗(yàn)研究工作得一些關(guān)鍵性的研究成果關(guān)水泥穩(wěn)定碎石級(jí)配的優(yōu)化佳水泥劑量和最佳含水量的確定動(dòng)型方法的標(biāo)準(zhǔn)振頻率間幅擊振力等江省交通科學(xué)研究院在此基礎(chǔ)上開(kāi)展了抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層的研究出采用骨架密實(shí)型級(jí)配和低劑量水泥強(qiáng)度和耐久性均滿(mǎn)足要求的水泥穩(wěn)定碎石混合料，做到了水泥穩(wěn)定碎石基層不開(kāi)裂而大大減少了半剛性基層瀝青路面的反射裂縫高了半剛性基層瀝青路面的使用壽命。振動(dòng)成型實(shí)驗(yàn)機(jī)的最初設(shè)計(jì)思想也是來(lái)源于Superpave的旋轉(zhuǎn)壓實(shí)，如果將傳統(tǒng)馬歇爾實(shí)驗(yàn)比作重型擊實(shí)實(shí)驗(yàn)，那振動(dòng)成型實(shí)驗(yàn)就好比SHRP的轉(zhuǎn)剪切實(shí)驗(yàn)前者增加了振動(dòng)效模擬了水泥穩(wěn)定碎石在鋼輪壓路機(jī)振動(dòng)碾壓的過(guò)程者增加了旋轉(zhuǎn)搓揉了青合料在輪胎壓路機(jī)搓揉碾壓的過(guò)程的驗(yàn)結(jié)果表明，在進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)成型法得到的最佳水泥劑量較重型擊實(shí)減小，最佳含水量減小最大干密度增振成型法由于在擊實(shí)過(guò)程中增加了振動(dòng)外力得土體顆粒獲得了轉(zhuǎn)動(dòng)能量顆粒重排率大大增加量的土顆粒由不穩(wěn)定狀態(tài)變?yōu)橄鄬?duì)穩(wěn)定狀態(tài)顆之間縫隙趨于最小土變得更加密實(shí)。對(duì)于骨架密實(shí)型級(jí)配集料在振動(dòng)外力作用下不轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)重排最終形成穩(wěn)定的骨架。因此用動(dòng)成型法進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)最大干密度較重型擊實(shí)法增大由于振動(dòng)外力作用粗集料不斷改變自身位置以適應(yīng)擊振外力的作用至出現(xiàn)壓碎現(xiàn)象合料原有級(jí)配不會(huì)遭到破壞于動(dòng)外力作用顆粒得了轉(zhuǎn)動(dòng)能量以減少其對(duì)水的依賴(lài)減少水用量。此外由粗集料的骨架效應(yīng)混合料成型后強(qiáng)度主要依靠粗集料相互嵌擠形成的骨架不是依靠水泥膠漿的強(qiáng)度因此振成的件度幅高而泥量相大幅下。泥量減，使用量大減。終穩(wěn)合料干和縮以少困廣道工者半性層裂題以決采用振動(dòng)成型法進(jìn)行水穩(wěn)碎石混合料配合比設(shè)計(jì)需注意的問(wèn)題成型法較重型擊實(shí)法有許多改進(jìn)的地方。但是，在實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)，還必須注意以下幾點(diǎn)：首先，振動(dòng)成型法雖然能夠在一定程度上模擬水泥穩(wěn)定碎石混合料在鋼輪壓路機(jī)下的振動(dòng)碾壓過(guò)程注意到二者還是存在很大差異振成型儀中的土體實(shí)際上是在四周完全約束的條件下完成振動(dòng)密實(shí)過(guò)程的而種振動(dòng)是三立體式的振動(dòng)動(dòng)頻率振幅和擊振力都與施工現(xiàn)場(chǎng)有明顯差異現(xiàn)場(chǎng)壓路機(jī)的振動(dòng)通只是施加一個(gè)自上而下的豎向擊振力室內(nèi)振動(dòng)成型儀施加給土體的不僅有豎向擊振力，還有水平向的擊振力，是一個(gè)三維的立體式的振動(dòng)效應(yīng)。這種三維立體式的振動(dòng)將更有利于土體顆粒的重排密實(shí)此內(nèi)振動(dòng)成型得到的混合料骨架要好于施工現(xiàn)場(chǎng)度然要高于施工現(xiàn)場(chǎng)果僅僅根據(jù)振動(dòng)成型法得到的強(qiáng)度來(lái)2/8

確定混合料最佳水泥劑量會(huì)現(xiàn)水泥劑量較過(guò)去大幅減少的情形目前水泥穩(wěn)定碎石振動(dòng)成型法尚未大規(guī)模使用之前于振動(dòng)成型強(qiáng)度只能夠作為參考確最佳水泥劑量時(shí)還是要以重型擊實(shí)法得到的強(qiáng)度為主要參考對(duì)象振成型法得到的強(qiáng)度之后確定最后的最佳水泥劑量對(duì)最佳含量的確定由于現(xiàn)在多采用大噸位的壓路機(jī)壓實(shí)功較比以往有大幅提高實(shí)際施工時(shí)可以采用振動(dòng)成型法得到的最佳含水量大干密度則應(yīng)該采用振動(dòng)成型法得到的最大干密度樣有利于施工質(zhì)量的控制提高路面壓實(shí)度保證路面有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以適應(yīng)日益嚴(yán)峻的交通形勢(shì)（重載交通）其次，采用振動(dòng)成型法進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石混合料設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)原材料的實(shí)際情況配況來(lái)選擇合理的振動(dòng)參數(shù)，包括頻率、時(shí)間、振幅、擊振力等。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注意裝料的均勻性，避免裝料造成的離析。以下例出