專利名稱：級(jí)配碎石板狀試件輪碾成型方法及其密度測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公路工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種級(jí)配碎石板狀試件的制備方法。
背景技術(shù)：
級(jí)配碎石作為路面基層或底基層，在面層施工前，需要承受施工車輛直
接的行車荷載作用，因此應(yīng)具有較強(qiáng)的抗松散和抗變形性能；面層施工后，作為基層或底基層，需要承受行車荷載通過面層傳遞到基層或底基層的應(yīng)力，因此應(yīng)具有較高的強(qiáng)度和抗變形能力，因此需要對(duì)級(jí)配碎石性能進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)價(jià)。
對(duì)級(jí)配碎石性能的試驗(yàn)評(píng)價(jià)需要制備級(jí)配碎石試件，目前級(jí)配碎石室內(nèi)小型試件的制作，根據(jù)試驗(yàn)需要通常采用靜壓成型法、擊實(shí)成型法、振動(dòng)成型法、搓揉壓實(shí)法。上述方法中，靜壓成型法不能很好地模擬實(shí)際工程中的壓實(shí)工藝，容易造成集料破碎，改變?cè)械募?jí)配組成和嵌擠狀態(tài)；擊實(shí)成型法不能很好地模擬實(shí)際工程中的壓實(shí)工藝，容易造成集料破碎，改變?cè)械募?jí)配組成和嵌擠狀態(tài)。尤其是對(duì)于粗集料含量較多的級(jí)配碎石，該方法造成集料破碎的情況更加明顯，而且成型的級(jí)配碎石試件密度通常較?。徽駝?dòng)成型法能在 一 定程度上模擬實(shí)際工程中的壓實(shí)工藝，但該方法目前通常用于成型圓柱體或小梁試件；搓揉壓實(shí)成型法能在一定程度上模擬實(shí)際工程中的壓實(shí)工藝，但該方法目前通常用于成型圓柱體試件。
對(duì)于長450mm、寬300mm、厚100mm或相近的較大尺寸的級(jí)配碎石板狀試件，目前還沒有合適的試驗(yàn)方法。此外，對(duì)于輪碾成型的級(jí)配碎石板狀試件，目前還沒有合適的密度試驗(yàn)方法。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，為了解決上述問題，為此，本發(fā)明提出一種級(jí)配碎石板狀試
件輪碾成型方法，能制備出與實(shí)際工程中相近的長450mm、寬300mm、厚100mm或相近的較大尺寸的級(jí)配碎石板狀試件，不會(huì)石皮壞原有的級(jí)配組成和嵌擠狀態(tài)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的級(jí)配碎石板狀試件4侖^:成型方法，包括如下步驟
1 )將級(jí)配碎石各檔集料烘干；
2 )按配比配置級(jí)配碎石混合料，拌勻后悶料12h 24h備用；
3) 在試模上裝好試?？蚣埽瑢⒉襟E12)所得的級(jí)配碎石混合料均勻拌和后，由邊至中按順序轉(zhuǎn)圈裝入試模，試模中部的碎石混合料厚度大于四周的厚度；
4) 取下試?？蚣?，將試模中的級(jí)配碎石混合料由邊至中轉(zhuǎn)圈夯實(shí)一遍，整平成凸圓弧形；
5) 將盛有級(jí)配碎石混合料的試模置于輪碾機(jī)的輪碾平臺(tái)上，啟動(dòng)輪碾機(jī)進(jìn)行碾壓，直到碾壓后試件干密度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)密實(shí)度100±1%,制得級(jí)配碎石板狀試件。
進(jìn)一步，所述步驟5)中，4侖碾載荷為8-12kN;進(jìn)一步，所述步驟5)中，輪碾載荷為9kN;進(jìn)一步，所述步驟5)中，輪碾線載荷為300N/cm。
本發(fā)明還提供一種測(cè)量采用上述級(jí)配碎石板狀試件輪碾成型方法所制備的級(jí)配碎石板狀試件密度的方法，包括如下步驟
11) 將成型好的級(jí)配碎石板狀試件連同試模水平;^文置；
12) 將試模套框放置于試模之上，保持試模套框與試模緊密結(jié)合；
13 )將塑料薄膜沿試模套框內(nèi)壁及級(jí)配碎石試件上表面緊貼鋪好；
14 )使用儲(chǔ)水筒向鋪好的塑料薄膜上注水，直到水面與試模套框上沿齊平；15)記錄注水量，計(jì)算級(jí)配碎石板狀試件的密度。
進(jìn)一步，所述步驟14)中，注水時(shí)，保持塑料薄膜與試模套框、試件之間的緊密貼合；
進(jìn)一步，步驟15)中，記錄儲(chǔ)水筒初始水位高度hl和注水完成后的水位高度h2,通過下式，計(jì)算注入薄膜的水的體積
式中^為注入薄膜的水的體積，單位cm3 ; A為儲(chǔ)水筒初始7JC位高
度，單位cm; ^為儲(chǔ)水筒注水完成后的水位高度，單位cm; ^為儲(chǔ)水筒橫截面積，單位cm2。
進(jìn)一步，步驟15)中，記錄儲(chǔ)水筒和水初始質(zhì)量"V注水完成后的質(zhì)量^以及水溫t，通過下式，計(jì)算注入薄膜的水的體積
7 _ Wj —附2
式中^為注入薄膜的水的體積，單位cm3 ; ^為儲(chǔ)水筒和水的初始質(zhì)量，
單位g; ^為儲(chǔ)水筒和水在注水完成后的質(zhì)量，單位g; ^為水在溫度t時(shí)的密度，單位g/cm3。
進(jìn)一步，步驟l5)中，通過下式計(jì)算級(jí)配碎石板狀試件體積
式中^為級(jí)配碎石板狀試件體積，單位cm3; ^為試模內(nèi)部體積，單位cm3; 「2為試模套框內(nèi)部體積，單位ci^;通過下式計(jì)算級(jí)配碎石板狀試件密度
〃rf 「
式中p,為級(jí)配碎石板狀試件密度。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的級(jí)配碎石板狀試件輪碾成型方法采用輪碾方法成型試件，級(jí)配石年石的壓實(shí)機(jī)理與實(shí)際工程中的壓實(shí)機(jī)理更為接近，試驗(yàn)可適用于成型不同尺寸的板狀試件，尤其是成型尺寸較大的板狀試件(如
6長450mm，寬300mm,厚100mm)，較大的板狀試4?？山档驮嚥拍獙?duì)級(jí)配碎石試件的剛性約束和尺寸效應(yīng)，可以更好地模擬實(shí)際工況中級(jí)配碎石的被動(dòng)約束作用；本發(fā)明的測(cè)量方法可以有效測(cè)定輪碾成型板狀試件的密度。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)，和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書，權(quán)利要求書，以及附圖
中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
具體實(shí)施例方式
以下將對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
本實(shí)施例的級(jí)配碎石板狀試件輪碾成型方法，包4舌如下步驟
1 )將級(jí)配碎石各檔集料烘干；
2 )按配比配置級(jí)配碎石混合料，拌勻后悶料12h 24h備用；
3 )在試模上裝好試才莫框架，以制備450mm，寬300mm,厚100mm的級(jí)配碎石板狀試件為例，所述試模由高碳鋼或工具鋼制成，試模內(nèi)部尺寸為長450mm，寬300mm,高100mm,所述試模套框?yàn)殇撝品娇颍鋬?nèi)壁尺寸為長450mm,寬300mm，高50mm，試模套框內(nèi)表面和上下表面光滑平順，能緊密貼合于試模之上；將步驟12)所得的級(jí)配碎石混合料倒入平底盆，將平底盆中的級(jí)配碎石混合^F均勻拌和，由邊至中按順序轉(zhuǎn)圏裝入試模，試模中部的碎石混合料厚度略大于四周的厚度，以使碾壓成型后級(jí)配碎石板狀試件上表面平整；
4)取下試模框架，用小型擊實(shí)錘將試模中的級(jí)配碎石混合料由邊至中轉(zhuǎn)圈夯實(shí)一遍，整平成凸圓弧形；
5 )將盛有級(jí)配碎石混合料的試模置于輪碾機(jī)的輪碾平臺(tái)上，啟動(dòng)輪碾機(jī)進(jìn)行碾壓，直到碾壓后試件干密度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)密實(shí)度100± 1%,制得級(jí)配碎石板狀試件。所述輪碾機(jī)使用現(xiàn)有的輪碾機(jī)，碾壓前，調(diào)整輪碾載荷為9kN，輪碾線載荷為300N/cm,以真實(shí)才莫擬現(xiàn)實(shí)工程中的壓實(shí)效果。本實(shí)施例的測(cè)量采用上述級(jí)配碎石板狀試件輪碾成型
石板狀試件密度的方法，包括如下步驟
11 )將成型好的級(jí)配碎石板狀試件連同試模水平放置；
12)將試模套框放置于試模之上，保持試模套框與試模緊密結(jié)合；
13 )將塑料薄膜沿試模套框內(nèi)壁及級(jí)配碎石試件上表面緊貼鋪好；
14 )使用儲(chǔ)水筒向鋪好的塑料薄膜上注水，直到水面與試沖莫套框上沿齊平；注水時(shí)，可配合注水位置，不斷提起和放下塑料薄膜，以保持塑料薄膜與試模套框、試件之間的緊密貼合；
15)記錄注水量，計(jì)算級(jí)配碎石板狀試件的密度，可采用水位法和減重法
151) 水位法記錄儲(chǔ)水筒初始水位高度hl，擰開儲(chǔ)水筒的注入開關(guān)，將水注入塑料薄膜上。當(dāng)水面接近試模套框上邊緣時(shí)，將水流調(diào)小，直至水面與試模套框上邊緣齊平時(shí)關(guān)閉注水管，持續(xù)3 5min,記錄此時(shí)的水位高度h2，通過下式，計(jì)算注入薄膜的水的體積
式中^為注入薄膜的水的體積，單位cm3 ; ^為儲(chǔ)水筒初始水位高
度，單位cm; ^為儲(chǔ)水筒注水完成后的水位高度，單位cm;夂為儲(chǔ)水筒橫截面積，單位cm2。
152) 減重法記錄儲(chǔ)水筒和水初始質(zhì)量^、注水完成后的質(zhì)量^以及水溫t，通過下式，計(jì)算注入薄膜的水的體積
，—附2
式中^為注入薄膜的水的體積，單位cm3 ; ^為儲(chǔ)水筒和水的初始質(zhì)量，單位g; ^為儲(chǔ)水筒和水在注水完成后的質(zhì)量，單位g; A為水在溫度t時(shí)的密度，單位g/cm3。
然后通過下式計(jì)算級(jí)配碎石板狀試件體積式中r為級(jí)配碎石板狀試件體積，單位cm3; ^為試模內(nèi)部體積，單位 cm3; ^為試模套框內(nèi)部體積，單位cmS;通過下式計(jì)算級(jí)配碎石板狀試件密度
^
式中^為級(jí)配碎石板狀試件密度。 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)
范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技 術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.級(jí)配碎石板狀試件輪碾成型方法，其特征在于，包括如下步驟1)將級(jí)配碎石各檔集料烘干；2)按配比配置級(jí)配碎石混合料，拌勻后悶料12h～24h備用；3)在試模上裝好試?？蚣?，將步驟12)所得的級(jí)配碎石混合料均勻拌和后，由邊至中按順序轉(zhuǎn)圈裝入試模，試模中部的碎石混合料厚度大于四周的厚度；4)取下試?？蚣埽瑢⒃嚹Ｖ械募?jí)配碎石混合料由邊至中轉(zhuǎn)圈夯實(shí)一遍，整平成凸圓弧形；5)將盛有級(jí)配碎石混合料的試模置于輪碾機(jī)的輪碾平臺(tái)上，啟動(dòng)輪碾機(jī)進(jìn)行碾壓，直到碾壓后試件干密度達(dá)到要求的密實(shí)度，制得級(jí)配碎石板狀試件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的級(jí)配碎石板狀試件輪碾成型方法，其特征在于 所述步驟5 )中，輪碾載荷為8-12kN。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的級(jí)配碎石板狀試件輪碾成型方法，其特征在于 所述步驟5 )中，輪碾載荷為9kN。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的級(jí)配碎石板狀試件輪碾成型方法， 其特征在于所述步驟5)中，輪碾線載荷為300N/cm。
5. 測(cè)量采用權(quán)利要求1的級(jí)配碎石板狀試件輪碾成型方法所制備的級(jí)配碎 石板狀試件密度的方法，其特征在于包括如下步驟11) 將成型好的級(jí)配碎石板狀試件連同試模水平放置；12) 將試模套框放置于試模之上，保持試模套框與試模緊密結(jié)合；13) 將塑料薄膜沿試模套框內(nèi)壁及級(jí)配碎石試件上表面緊貼鋪好；14 )使用儲(chǔ)水筒向鋪好的塑料薄膜上注水，直到水面與試4莫套框上沿齊平； 15)記錄注水量，計(jì)算級(jí)配碎石板狀試件的密度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的測(cè)量級(jí)配碎石板狀試件密度的方法，其特征在于 所述步驟14)中，注水時(shí)，保持塑料薄膜與試模套框、試件之間的密貼。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)量級(jí)配碎石板狀試件密度的方法，其特征在于 步驟15)中，記錄儲(chǔ)水筒初始水位高度hl和注水完成后的水位高度h2，通過 下式，計(jì)算注入薄膜的水的體積式中^為注入薄膜的水的體積，單位cm3 ; ^為儲(chǔ)水筒初始水位高度，單位cm; ^為儲(chǔ)水筒注水完成后的水位高度，單位cm; ^為儲(chǔ)水筒橫截 面積，單位cm2。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)量級(jí)配碎石板狀試件密度的方法，其特征在于 步驟15)中，記錄儲(chǔ)水筒和水初始質(zhì)量^、注水完成后的質(zhì)量^以及水溫t,通 過下式，計(jì)算注入薄膜的水的體積r ，—附2式中^為注入薄膜的水的體積，單位cm3 ; ^為儲(chǔ)水筒和水的初始質(zhì)量， 單位g; ^為儲(chǔ)水筒和水在注水完成后的質(zhì)量，單位g; ^為水在溫度t時(shí)的密 度，單位g/cm3。
9. 根椐權(quán)利要求7或8所述的測(cè)量級(jí)配碎石板狀試件密度的方法，其特征 在于步驟15)中，通過下式計(jì)算級(jí)配碎石板狀試件體積式中7為級(jí)配碎石板狀試件體積，單位cm3; ^為試模內(nèi)部體積，單位 cm3; G為試模套框內(nèi)部體積，單位cn^;通過下式計(jì)算級(jí)配碎石板狀試件密度《；式中A為級(jí)配碎石板狀試件密度。
全文摘要
本發(fā)明提出一種級(jí)配碎石板狀試件輪碾成型方法，包括如下步驟1)將級(jí)配碎石各檔集料烘干；2)按配比配置級(jí)配碎石混合料，拌勻后悶料12h～24h備用；3)在試模上裝好試?？蚣埽瑢⒉襟E2)所得的級(jí)配碎石混合料倒入平底盆，將平底盆中的級(jí)配碎石混合料均勻拌和，由邊至中按順序轉(zhuǎn)圈裝入試模，試模中部的碎石混合料厚度略大于四周的厚度；4)取下試?？蚣?，將試模中的級(jí)配碎石混合料由邊至中轉(zhuǎn)圈夯實(shí)一遍，整平成凸圓弧形；5)將盛有級(jí)配碎石混合料的試模置于輪碾機(jī)的輪碾平臺(tái)上，啟動(dòng)輪碾機(jī)進(jìn)行碾壓，直到碾壓后試件干密度達(dá)到要求的密實(shí)度，制得級(jí)配碎石板狀試件；本發(fā)明還提供一種測(cè)量采用上述級(jí)配碎石板狀試件輪碾成型方法所制備的級(jí)配碎石板狀試件密度的方法。
文檔編號(hào)G01N1/28GK101551310SQ200910103820
公開日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2009年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者剛 周, 周進(jìn)川, 文 常, 巍 譚, 陳天泉 申請(qǐng)人:招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司