二灰碎石垂直振动试验方法及评价

结合二灰碎石现场振碾特性,研究了振动压实仪(VVTE)及选型标准,提出了垂直振动试验方法(VVTM),并通过对比研究室内静压法(SPCM)、振动法及现场振碾方式对二灰碎石物理力学特性的影响,评价了不同试件成型方法优越性.结果表明:振动压实仪的工作频率为30Hz,名义振幅为1.2mm,工作质量为300kg时模拟效果最佳,振动120s时的最大干密度与现场所能达到最大干密度相等;垂直振动成型试件的力学强度与芯样强度之比可达90%,而静压法成型试件的力学强度与芯样强度之比不足52%;垂直振动成型试件的力学强度是静压成型试件的1.7倍以上.垂直振动法比静压法成型试件更能准确反映二灰碎石基层物理力学性能.

垂直振动试验方法在水泥稳定碎石设计与施工中的应用

结合榆松高速公路第05标段水泥稳定碎石基层材料的设计与施工,介绍了基于垂直振动试验方法(VVTM)的水泥稳定碎石混合料级配设计、施工工艺及试验路应用效果。工程实践表明,与重型击实及静压法相比,VVTM方法提高了压实质量控制标准,能够真实地反映现场实际振碾成型的基层,更有效地确保路面压实质量。

基于垂直振动试验方法有机聚合物稳定碎石水稳定性研究

通过与静压法成型试件和实体工程芯样的物理力学性能的对比,证明了垂直振动试验方法(VVTM)的适应性,并采用垂直振动试验方法研究了有机聚合物稳定碎石饱水强度和干化强度,分析了其水稳定性。结果表明:静压成型法存在着确定的ρdmax偏小、最佳含水率偏大、压实度处于100.2%~100.7%超百等现象,而垂直振动法确定的压实度一般处于98.3%~98.8%,最佳含水率更加接近实际,抗压强度与劈裂强度和现场芯样的强度吻合度在90%以上;随着浸水时间的延长,有机聚合物稳定碎石的相对含水率不断增大,抗压强度不断减小,当浸水时间达到32小时饱水时,抗压强度基本不再变化,且此时有机聚合物稳定碎石的抗压强度约为最大抗压强度的60%以上,浸水时间(t)与某一浸水时间下抗压强度与最大抗压强度比值(R)满足:R=-0.135Int+1.097;有机聚合物稳定碎石试件在重复饱水、干化后测定的干化强度,其残留强度比均大于90%,水稳定性良好。

CTB-50水泥稳定碎石垂直振动试验方法

为准确评价最大粒径为53 mm的水泥稳定碎石(CTB-50)的物理力学性质,采用理论分析和室内试验,研究了试件尺寸对CTB-50力学强度测试值的影响,分析了垂直振动试验仪(VVTE)振动参数对CTB-50干密度和级配的影响,开发了CTB-50垂直振动试验方法(VVTM),并通过与现场芯样力学性质对比验证了VVTM可靠性。研究结果表明:随试件尺寸增大,试件松散区的界面效应减弱,试件有效承压面积增大,表现为CTB-50强度测试值增大,当试件尺寸达到200 mm(直径Φ)×200 mm(高h)时,增大试件尺寸对强度不再有显著影响;随工作频率增大,CTB-50干密度先显著增大,当工作频率超过32 Hz时,干密度不再随之变化;随工作质量增大,CTB-50干密度近似抛物线变化,当工作质量为302 kg时干密度达最大,且上车质量122 kg、下车质量180 kg时振动对级配破坏较小;随振动时间延长,CTB-50干密度先显著增大,振动时间超过165 s时干密度不再随之变化。建议CTB-50圆柱体试件尺寸为Φ200 mm×h200 mm,VVTE振动参数为工作频率32 Hz、工作质量302 kg(上车质量122 kg、下车质量180 kg)、名义振幅1.2 mm,确定最大干密度和最佳含水率的振动时间为165 s、制备圆柱体试件的振动时间为120 s;CTB-50的VVTM试件力学强度和现场芯样的相关性达91%。采用垂直振动试验方法成型CTB-50试件合理可行。

垂直振动成型CTB-50水泥稳定碎石抗压强度增长规律及预测模型

为表征最大粒径为53 mm水泥稳定碎石(CTB-50)的抗压强度,评价了垂直振动试验方法(VVTM)的可靠性,研究了水泥稳定碎石抗压强度随水泥掺量、龄期的增长规律,建立了抗压强度增长方程及预测模型,并分析了级配类型对抗压强度的影响。结果表明:VVTM试件抗压强度与试验段芯样相关性较高,可达91%左右;抗压强度随水泥掺量增加呈线性增大,在养护初期强度增长较快,60 d后强度趋于稳定;建立的抗压强度增长方程、预测模型与试验结果相关系数分别不小于0.982、0.976,预测值误差绝对值分别小于3%、6%;CTB-50的初始、极限抗压强度分别约为传统水泥稳定碎石(CTB-30)的1.25倍、1.09倍,相同的强度控制指标下,CTB-50可减少水泥用量,有利于降低工程造价,减少基层裂缝。

垂直振动压实水泥冷再生混合料的抗压强度特性

为了揭示水泥冷再生混合料(CCRM)抗压强度特性,采用垂直振动成型CCRM圆柱体试件,研究了龄期、新集料掺量、基面层回收料比例、水泥剂量等因素对CCRM抗压强度的影响规律。结果表明:CCRM抗压强度随龄期增长而增大,28d抗压强度约为极限强度的80%,90d抗压强度约为极限强度的90%,建议加强CCRM早期养生;与不掺新集料的CCRM相比,掺20%、40%新集料的CCRM90d抗压强度可提高约4.5%、13.1%,故建议新集料掺量为40%。

振动压实水泥稳定碎石力学特性及影响因素分析

为揭示水泥稳定碎石强度形成机理及影响因素,通过室内静压法和垂直振动击实试验方法成型试件,研究了级配类型、水泥剂量、养生龄期、压实度和试件成型方式对水泥稳定碎石抗压强度的影响规律。结果表明:骨架密实级配水泥稳定碎石较悬浮密实级配抗压强度提高15%;当水泥剂量<4%(质量份数)时,随水泥剂量增大,水泥稳定碎石抗压强度呈线性递增;压实度每提高1%,水泥稳定碎石抗压强度平均可提升11%;成型方法对试件抗压强度影响显著,振动法成型试件的无侧限抗压强度较静压法成型试件的抗压强度平均可提升2倍。振动成型法比静压成型法能更好地模拟现场实际施工效果。

纤维对乳化沥青冷再生混合料路用性能影响

采用与施工现场压实效果相关性更好的垂直振动试验方法,研究了纤维掺量以及纤维类型对乳化沥青冷再生混合料路用性能的影响.结果表明:随着纤维掺量的增加,冷再生混合料动稳定度、弯拉应变、冻融劈裂强度等各项路用性能指标均先增大后减小.此外,与不掺加纤维冷再生混合料相比,试验选用的4种纤维对混合料水稳定性影响效果总体上均不明显;掺加木质素纤维的冷再生混合料高温稳定性能最好,动稳定度可提高79%,其最佳掺量为0.4%;掺加聚酯纤维的冷再生混合料低温抗裂性能最好,弯拉应变可提高19%,其最佳掺量为0.6%.

垂直振动成型水泥稳定碎石疲劳特性及应用

为深入研究水泥稳定碎石疲劳特性,对比了垂直振动法和静压法成型的试件与路面芯样的相关性,采用更符合水泥稳定碎石实际力学性能的垂直振动法成型圆柱体试件,研究其劈裂疲劳特性,分析材料组成对疲劳特性的影响,应用Weibull分布建立水泥稳定碎石疲劳方程,构建抗拉强度结构系数,并与规范推荐系数进行了对比。研究结果表明：水泥剂量较低时骨架密实级配水泥稳定碎石疲劳性能优于悬浮密实级配,水泥剂量增大,级配对疲劳性能的影响变小;水泥剂量对疲劳性能的影响较显著,一定范围内水泥剂量越高抗疲劳性能越好;水泥稳定碎石在50%失效概率下疲劳方程回归系数a的取值范围为1.103 5~1.134 5,b的取值范围为0.041 3~0.045 4;构建的抗拉强度结构系数能够较好地指导路面设计。

水泥稳定碎石强度特性及设计标准

开裂破坏是水泥稳定碎石基层工程实践中最大问题,而强度特性及强度标准是影响水泥稳定碎石基层开裂关键因素之一。为了缓解水泥稳定碎石开裂破坏,振动(VVCM)成型试件研究了水泥剂量、级配类型和密度等对水泥稳定碎石强度影响规律,分析了施工期和运营期基层荷载响应和疲劳累积损伤,提出了控制开裂破坏的水泥稳定碎石强度设计标准。结果表明:VVCM试件强度测试精度高达93%;当水泥剂量 ≥ 5%时,增加水泥剂量对提高水泥稳定碎石强度效果有限,且不利于材料抗裂性能;与悬浮密实级配相比,采用骨架密实级配可提高强度10%;压实度提高1%,水泥稳定碎石强度提高约11%;为防止设计年限内基层在施工车辆和运营车辆反复作用下产生疲劳断裂,建议水泥稳定石灰岩碎石7 d无侧限抗压强度不低于7.0 MPa。实体工程应用表明,本成果能较好地解决水泥稳定碎石基层开裂问题。

振动压实二灰碎石力学特性及影响因素

为了揭示二灰碎石强度形成机理及影响因素,对比研究了垂直振动试验方法 (vertical vibration test method,VVTM)及静压法成型试件的力学强度与实体工程芯样的力学强度,论证了二灰碎石垂直振动试验方法的可靠性,并采用VVTM研究试件的成型方式、龄期、二灰砂浆掺量、级配类型对二灰碎石力学特性的影响规律。研究结果表明:二灰碎石VVTM成型试件的无侧限抗压强度、劈裂强度平均为实体工程芯样的91.3%、90.2%,而静压法成型试件的无侧限抗压强度、劈裂强度平均为实体工程芯样的46.5%、51.9%,表明VVTM成型试件更能准确反映二灰碎石的工程特性;二灰碎石7、90、120、180d的力学强度(抗压强度、劈裂强度)分别约为其极限强度的13%、60%、70%、80%,回弹模量分别约为其极限回弹模量的10%、50%、60%、70%;随着二灰砂浆掺量的增加,二灰碎石抗压强度和回弹模量先增大后减小,而劈裂强度先急剧增大后趋于平缓,甚至有所降低;二灰砂浆掺量为32%时,二灰碎石抗压强度和抗压回弹模量达到最大,且继续增加二灰砂浆掺量二灰碎石劈裂强度没有明显增加,甚至有所降低,建议二灰砂浆掺量为32%;与《公路路面基层施工技术规范》(JTJ 034—2000)规定的级配二灰碎石相比,骨架密实级配二灰碎石早期力学强度和回弹模量可提高约1.15倍,120d后力学强度可提高约20%。