用于設(shè)計(jì)水泥穩(wěn)定碎石基層配合比的方法及設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及道路工程的試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用于設(shè)計(jì)水泥穩(wěn)定碎石基層配合比的方法及設(shè)備，該設(shè)備是模擬現(xiàn)場(chǎng)大噸位振動(dòng)壓路機(jī)的室內(nèi)大厚度振動(dòng)擊實(shí)儀。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥穩(wěn)定碎石基層是水泥穩(wěn)定類路面的半剛性基層，具有良好的強(qiáng)度、整體性、水穩(wěn)定性、抗凍性以及經(jīng)濟(jì)效益顯著等眾多的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于我國(guó)各等級(jí)公路建設(shè)中。但早期裂縫的出現(xiàn)，以及由此引起的瀝青面層反射裂縫的出現(xiàn)，嚴(yán)重影響道路的平整度和行駛的舒適性，加大了養(yǎng)護(hù)資金投入，對(duì)道路耐久性構(gòu)成了威脅。
[0003]水泥穩(wěn)定碎石基層的厚度通常在25?36cm之間，有的甚至達(dá)到40cm以上。在實(shí)際施工過程中一般分為兩層進(jìn)行攤鋪、碾壓。分層壓實(shí)施工造成的問題主要有:整體性差，工期長(zhǎng)，基層易產(chǎn)生早期損傷，增加工程造價(jià)，以及上下基層裂縫相互反射。因此，有必要開展水泥穩(wěn)定碎石基層大厚度的一次成型技術(shù)研究，而現(xiàn)有室內(nèi)振動(dòng)擊實(shí)儀器進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石的配合比設(shè)計(jì)是建立在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)小噸位振動(dòng)壓路機(jī)(20-22t)的模擬，模具的高度比較小，只能對(duì)基層厚度為22cm的水穩(wěn)層進(jìn)行室內(nèi)模擬碾壓。隨著大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層的出現(xiàn)以及與之施工相對(duì)應(yīng)的大噸位振動(dòng)壓路機(jī)的出現(xiàn)，有必要開發(fā)新的振動(dòng)擊實(shí)儀器(模具增加到40-44cm)，使之對(duì)現(xiàn)場(chǎng)大噸位振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確的室內(nèi)模擬，設(shè)計(jì)出最佳配合比。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]
本發(fā)明的目的是提出一種用于設(shè)計(jì)水泥穩(wěn)定碎石基層配合比的方法及設(shè)備，采用該方法及設(shè)備能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)現(xiàn)場(chǎng)大噸位振動(dòng)壓路機(jī)碾壓水泥穩(wěn)定碎石基層一次成型的模擬，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)水泥穩(wěn)定碎石基層最佳配合比，使道路更經(jīng)久耐用。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
用于設(shè)計(jì)水泥穩(wěn)定碎石基層配合比的方法，包括以下步驟:
(1 )、準(zhǔn)備好符合道路設(shè)計(jì)要求的水泥碎石的混合料。
[0006](2)、將擊實(shí)設(shè)備的鋼模套接在覆蓋有塑料紙的鋼模底板上，然后將其放在堅(jiān)實(shí)地面上。
[0007](3)、取適量的混合料并稱重得到重量ml，將其倒入鋼模內(nèi)，一邊倒一邊用直徑2-4cm的木棒插搗；倒完后整平其表面并稍加壓緊，然后覆蓋一張塑料紙。
[0008](4 )、將上述裝有混合料的鋼模和鋼模底板固定在擊實(shí)設(shè)備上。
[0009](5)、用擊實(shí)設(shè)備振動(dòng)擊實(shí)鋼模內(nèi)的混合料，振動(dòng)擊實(shí)時(shí)間為3-5分鐘。
[0010](6)、振動(dòng)擊實(shí)結(jié)束后，測(cè)量鋼模上沿到振動(dòng)擊實(shí)后混合料表面的高度h0，然后計(jì)算振動(dòng)擊實(shí)后混合料的高度hl=h-hO，其中h為鋼模的高度。
[0011](7)、然后按照如下公式計(jì)算達(dá)到設(shè)計(jì)要求總高度h2需再次加入的混合料的質(zhì)量m2:m2=ml* (h2_hl) /hl+80g，80g 是損失量的經(jīng)驗(yàn)值。
[0012](8)、稱取質(zhì)量為m2的混合料，將該混合料一次或分為兩次加入鋼模中，重復(fù)上述的振動(dòng)擊實(shí)操作，振動(dòng)擊實(shí)時(shí)間為3-5分鐘。
[0013](9 )、高度合格的試件用脫模器脫掉，然后將試件打碎取中心料，將其放在110 °C烘箱中，測(cè)定含水量和干密度。
[0014](10)、采用大厚度振動(dòng)擊實(shí)儀分別成型實(shí)際設(shè)計(jì)厚度的不同水泥劑量的水穩(wěn)基層試件，擊實(shí)度應(yīng)為振動(dòng)擊實(shí)試驗(yàn)確定的最大干密度的98%，振動(dòng)擊實(shí)后靜置鋼模10-12小時(shí)，待混合料成型后，將混合料從鋼模中取出放在養(yǎng)生室中進(jìn)行養(yǎng)生，溫度保持在20-25°C，濕度為95-98%，第六天后放在水中浸泡24小時(shí)。
[0015](11)、采用切割機(jī)對(duì)養(yǎng)生后的試件進(jìn)行切割，切割成Φ150_Χ150_的試件進(jìn)行試驗(yàn)，因?yàn)樵O(shè)計(jì)基層的厚度較大，可以對(duì)成型的大厚度試件選取幾個(gè)不同的位置進(jìn)行切割。
[0016](12)、分別對(duì)不同水泥劑量的切割后的試件進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度及劈裂強(qiáng)度的試驗(yàn)，每個(gè)大厚度基層的試驗(yàn)結(jié)果取切割后幾個(gè)Φ 150mmX 150mm試件結(jié)果的平均值，將幾個(gè)不同水泥劑量的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，綜合評(píng)比下確定出最佳水泥劑量，并最終決定基層的最佳配合比。
[0017]上述用于設(shè)計(jì)水泥穩(wěn)定碎石基層配合比的方法采用的擊實(shí)設(shè)備是大厚度振動(dòng)擊實(shí)儀，其包括:下車系統(tǒng)、上車系統(tǒng)、機(jī)架、升降裝置和動(dòng)力傳動(dòng)裝置，所述的上車系統(tǒng)通過升降裝置安裝在機(jī)架上，上車系統(tǒng)下部連接有下車系統(tǒng)，上車系統(tǒng)與下車系統(tǒng)之間還安裝有減震塊，下車系統(tǒng)下部設(shè)置有振動(dòng)壓頭，振動(dòng)壓頭下部的機(jī)架上設(shè)置有固定鋼模底盤的裝置，鋼模底盤上套接有鋼模，下車系統(tǒng)上安裝有偏心傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，偏心傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過傳動(dòng)軸連接動(dòng)力傳動(dòng)裝置。
[0018]所述的鋼模上安裝有鋼模套筒，保證振動(dòng)壓頭能準(zhǔn)確的壓進(jìn)鋼模。
[0019]所述的鋼模的高度為44cm，滿足試驗(yàn)水泥穩(wěn)定碎石基層40cm大厚度的設(shè)計(jì)要求。
[0020]所述的動(dòng)力傳動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)和控制器，控制器控制電動(dòng)機(jī)的工作，從而控制振動(dòng)壓頭所需的振動(dòng)頻率和時(shí)間以及振動(dòng)需要的擊實(shí)壓力。
[0021]所述的上車系統(tǒng)還通過安裝在機(jī)架上的導(dǎo)向柱導(dǎo)向。
[0022]所述的升降裝置為手動(dòng)葫蘆，方便手動(dòng)調(diào)節(jié)上車系統(tǒng)的高度，且成本低。
[0023]本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明模擬現(xiàn)場(chǎng)大型振動(dòng)壓路機(jī)碾壓過程，具有準(zhǔn)確性高，操作方便的特點(diǎn)，且振動(dòng)擊實(shí)后靜置鋼模10-12小時(shí)，待混合料成型后，將混合料從鋼模中取出放在養(yǎng)生室中進(jìn)行養(yǎng)生，溫度保持在20-25°C，濕度為95-98%，第六天后放在水中浸泡24小時(shí)；采用該養(yǎng)生工藝，最后得到最佳配合比用于實(shí)體道路工程時(shí)，路面的使用壽命顯著增長(zhǎng)0.5倍以上，對(duì)于延長(zhǎng)我國(guó)路面使用壽命具有積極意義，具有廣闊的應(yīng)用前景和顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。
[0024]2、本發(fā)明采用的鋼模的高度為44cm，滿足試驗(yàn)水泥穩(wěn)定碎石基層40cm大厚度的設(shè)計(jì)要求，采用的鋼模上安裝有鋼模套筒，保證振動(dòng)壓頭能準(zhǔn)確的壓進(jìn)鋼模，避免振動(dòng)壓頭很快出現(xiàn)損壞。
[0025]3、本發(fā)明采用的大厚度振動(dòng)擊實(shí)儀通過控制器控制擊實(shí)頻率和擊實(shí)壓力以實(shí)現(xiàn)了模擬現(xiàn)場(chǎng)大噸位振動(dòng)壓路機(jī)對(duì)大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層的準(zhǔn)確模擬，能夠很好地模擬現(xiàn)場(chǎng)碾壓工藝，且試驗(yàn)儀器簡(jiǎn)單、操作方便，易于推廣應(yīng)用。
[0026]4、本發(fā)明將準(zhǔn)備好的混合料分三次裝入鋼模，每次裝入混合料后在振動(dòng)擊實(shí)儀上擊實(shí)，以使鋼模中的混合料在振動(dòng)擊實(shí)后能達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度要求，混合料經(jīng)三次裝入鋼模進(jìn)行振動(dòng)擊實(shí)后，最后達(dá)到的擊實(shí)情況能準(zhǔn)確模擬現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)壓路機(jī)碾壓的實(shí)際狀況，最后達(dá)到應(yīng)模擬的現(xiàn)場(chǎng)水泥穩(wěn)定碎石基層的高度，通過對(duì)不同配合比的混合料進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的測(cè)定并通過分析得到水泥穩(wěn)定碎石基層的最佳配合比。
【附圖說明】
[0027]
圖1為本發(fā)明采用的大厚度振動(dòng)擊實(shí)儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明采用的大厚度振動(dòng)擊實(shí)儀的鋼模的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖2的俯視圖；
圖中的名稱及序號(hào)為:
鋼模底盤1、鋼模2、鋼模套筒3、振動(dòng)壓頭4、下車系統(tǒng)5、減振塊6、偏心傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7、上車系統(tǒng)8、導(dǎo)向柱9、機(jī)架10、手動(dòng)葫蘆11、傳動(dòng)軸12、電動(dòng)機(jī)13、控制器14。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為了更加詳細(xì)的介紹本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0029]本發(fā)明的用于設(shè)計(jì)水泥穩(wěn)定碎石基層配合比的方法，包括以下步驟:
(1 )、準(zhǔn)備好符合道路設(shè)計(jì)要求的水泥碎石的混合料。
[0030](2)、將擊實(shí)設(shè)備的鋼模套接在覆蓋有塑料紙的鋼模底板上，然后將其放在堅(jiān)實(shí)地面上。
[0031 ] (3)、取適量的混合料并稱重得到重量ml，將其倒入鋼模內(nèi)，一邊倒一邊用直徑2-4cm的木棒插搗；倒完后整平其表面并稍加壓緊，然后覆蓋一張塑料紙。
[0032](4 )、將上述裝有混合料的鋼模和鋼模底板固定在擊實(shí)設(shè)備上。
[0033](5)、用擊實(shí)設(shè)備振動(dòng)擊實(shí)鋼模內(nèi)的混合料，振動(dòng)擊實(shí)時(shí)間為3-5分鐘。
[0034](6)、振動(dòng)擊實(shí)結(jié)束后，測(cè)量鋼