第３９卷第２２期 Ｖｏ１．３９ Ｎｏ．２２ ２ ０ １ ３年８月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＩＥＣＴＵＲＥ Ａｕｇ． ２０１３ ・１０３・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１３）２２—０１０３—０２ 水泥稳定碎石室内振动压实试验影响因素分析 沈美荣 庞晓伟 徐顺林 李刚 １．昆山市建设工程质量检测中心，江苏昆山２１５３３７： ２．昆山开发区东城建设开发有限公司，江苏昆山２１５３３４） 摘要：通过试验总结，研究了水泥剂量、集料毛体积密度、集料级配对水泥稳定碎石最大干密度的影响程度，并论述了水泥稳定 碎石在振实试验中的注意事项，最后得出了一些有益的结论。 关键词：水泥稳定碎石，振动压实，影响因素 中图分类号：Ｕ４１６．２１３ 文献标识码：Ａ ０ 引言 表１ ＪＴＧ Ｄ５０－２００６悬浮密实型水泥稳定类集料级配 水泥稳定碎石基层强度介于刚性基层和柔性基层之间，所以 层位 通过下列方孔筛 ｍｍ）的质量百分率／％ ３７．５ ３１．５ １９，Ｏ ９．５ ４．７５ ２．３６ ０．６ ０．Ｏ７５ 称为半刚性基层。长期以来，虽然对半刚性基层的概念有清楚的 基层 ｌ００ ９０一ｌｏ０ ６０—８Ｏ ２９—４９ １５—３２ ６～２Ｏ Ｏ～５ 认识，但是在生产实践时却一直混淆不清，其强度可与刚性基层 中值 ｌ００ ９５ ７０ ３９ ２３．５ １３ ２．５ 相媲美。压实度作为工程质量验收的主控项目，室内振动压实试 表２ ＪＴＧ Ｄ５０－２００６骨架密实型水泥稳定类集料级配 验最大干密度作为标准试验，对压实度指标影响尤为重要，这个 层位 通过下列方孔筛（ｍｍ）的质量百分率／％ 指标的检测准确性关系到基层的最终质量评定。同时最大干密 ３１．５ １９．０ Ｉ ９．５ ｌ ４．７５ ｌ ２．３６ ｌ ０．６ １ ０．０７５ 度的大小又直接决定无侧限抗压强度结果，从而影响水泥掺量， 基层 １００ ． ６８～８６ Ｉ ３８—５８ ｌ ２２—３２ ｌ １６—２８ ｌ ８—１５ １ ０—３ 中值 ｌｏ０ ７７ Ｉ ４８ Ｉ ２７ ｌ ２２ ｌ １１．５ Ｉ １．５ 进而影响水泥稳定碎石基层质量。在实际检测过程中，经常会遇 表３ ＣＪＪ １－２００８水泥稳定土的颗粒范围 到现场压实度不符合要求的现象，影响了客观判断。 道路等级 通过下列方孔筛（ｍｍ）的质量百分率／％ 本文通过正交试验，从室内振动压实试验确定最大干密度， ３１．５ ２６．５ ｌ９．Ｏ ９，５ ４．７５ ２．３６ ０．６ Ｏ．Ｏ７５ 分析原因，并对确定振动压实最大干密度的影响因素进行了分析 路城市快速 １ｏ０ ９０一、总结。 主干路 ｌ００ ７２—８９ ４７—６７ ２９～４９ １７～３５ ８～２２ Ｏ一７ 中值 １００ ９５ ８０．５ ５７ ３９ ２６ １５ ３．５ 试验所用仪器设备为北京今古神箭测控技术研究所生产的 注：表中城市快速路、主干路与Ⅲ０３４－２０００高速公路和一级公路中（３）号颗粒组 ＺＹ一４型振动压实成型机，设备激振力６ ８００ Ｎ一６ ９００ Ｎ，振动频 成范围一致，这里不再重复 率２８ Ｈｚ～３０ Ｈｚ，钢模内径１５２ ｉｎｔｏ，高１７０ ｍｍ，壁厚１０ ｍｍ，钢模 表４因子水平表 套环内径１５２ ｍｍ，高５０ ｍｍ，壁厚１０ ｍｍ。 因子 水平１ 水平２ 水平３ １ 试验内容 Ａ：水泥剂量／％ ３ ４ ５ Ｂ：４．７５以上集料合成毛体积密度／ｇ・ｃｍ一 ｌ ２ ３ 试验按照ＪＴＧ Ｅ５１－２００９（Ｔ０８４２－２００９）进行，水泥凝结时间： Ｃ：集料级配 １号 ２号 ３号 初凝时间２ ｈ ４０ ｍｉｎ，终凝时问５ ｈ ４５ ｍｉｎ；安定性：（试饼法）无裂 缝、未弯曲；３ ｄ强度：抗折６．２ ＭＰａ，抗压２８．０ ＭＰａ；２８ ｄ强度：抗 ２试验结果 折９．１ ＭＰａ，抗压５０．７ ＭＰａ；为符合４２．５级复合硅酸盐水泥，集料 选用ｋ（３ ），本试验的试验次序采用抽签的方式，顺序为１， 试验按照ＪＴＧ Ｅ４２－２００５试验规程检测，各项指标均符合道路基层 ８，３，９，５，６，２，４，７，假定每一试验是进行的，每一试验条件下 使用要求。试验把Ａ：水泥剂量、Ｂ：４．７５以上集料合成毛体积密 的试验指标服从正态分布，试验结果的直观分析计算表和方差分 度、Ｃ：集料级配作为三个因素，进行振动压实试验。其中，水泥剂 析如表５所示，为计算和分析方便起见，表５中的Ｙ值是实测值的 量为３％，４％，５％，４．７５以上集料母岩密度分别为２．６７１（浙江湖 １０ 倍。 州石灰岩）、２．７２２（浙江灰岩）、２．８５９（浙江湖州玄武岩），分别定 ３试验结果分析 义为１，２，３。目前国内用于道路基层规范所采用集料级配大致范 各因子不同水平对指标的影响图如图１一图３所示。 围见表１～表３，试验集料合成级配均取范围中值，分别定义为 通过计算表进行方差分析见表６。 １号，２号，３号。 由于 ，Ｆ。大于 ．９５（２，２）＝１９．０，因此因子曰与Ｃ在显著 采用正交试验法，因子水平表如表４所示。 性水平０．０５上都是显著的。 Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｎｅｗ ａｎｔｉ．ｃｒａｃｋ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ ｃｅｍｅｎｔ－ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｍａｃａｄａｍ ＬＩＵ Ｈｏｕ－ｌｉｎ。ＤＥＮＧ Ｑｉｎ＿ｂｏ ＳＨＡＮ Ｙ￣ａｎｇ－ｙｕ （１．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｍｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００７４，Ｃｈｉｎａ；２．ＣＣＣＣ Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａｒｂｏｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｗｕｈａｎ ４３００７７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｉｎｄｏｏｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｔｏ ｏｂｓｅｒｖｅ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｅｘｐａｎｓｉｖｅ ａｇｅｎｔ ａｎｄ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ａｄｍｉｘｔｕｒｅ ｉｓ ａｄｄｅｄ ｉｎ ｃｅｍｅｎｔ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｍａｃａｄａｍ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒａｔｉｏ ｉｎ ｔｈｅ ｌａｂ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｈｏｗ ｔｏ ｓｅｌｅｃｔ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ａｎｔｉ—ｃｒａｃｋ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｆ ｃｅ— ｍｅｎｔ—ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｍａｃａｄａｍ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｒａｃｋ ｃｏｎｔｒｏｌ，ａｎｔｉ—ｃｒａｃｋ，ｅｘｐａｎｓｉｖｅ ａｇｅｎｔ，ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ａｄｍｉｘｔｕｒｅ 收稿日期：２０１３—０５—１７ 作者简介：沈美荣（１９８１一），女，工程师；庞晓伟（１９８１一），男，工程师；徐顺林（１９６３一），男；李刚（１９７８一），男，工程师 ・１０４・ 第３９卷第２２期 ２ ０ １ ３年８月 表５直观分析及方差分析计算表 山 西 建 筑 度；ｐｌ为４．７５ ｍｌｎ以上粗集料的合成毛体积密度；Ｐ 为 ４．７５ ｍｍ以上粗集料含量；ｐ试件为水泥稳定碎石的最大干密度； ｙ ４ ｌ ２ ２８６ 表头设计 试验号 Ａ １ Ｂ ２ １ Ｃ ３ ｌ 原为沥青含量，这里为含水量，其值为０。选取７，８，９号进行试 验，计算结果见表７。 吕 １ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ １ １ ２ ２ ２ ３ ３ ２ ３ １ ２ ３ １ ２ ２ ３ ２ ３ １ ３ １ ２ ３ ３ １ ２ ２ ３ ２ ３３２ ２ ３ｌ８ ２ ３３８ ２ ２６６ ２ ３５９ ２ ２６２ ２ ３３８ 俪 Ｈ＿ 斗＜ 嘣 ９ １ ３ ６ ９３６ ６ ９６３ ７ Ｏ４２ ３ ６ ８８６ ６ ９３６ ７ ｌ１９ ２ ６ ９８３ ７ ｌ１２ ６ ８４６ １ ６ ９９４ ６ ９５３ ６ ９９４ ２ ４４２ 集料级配 图３集料级配水平与最大干密度影响图 Ｔ＝２Ｏ ９４１ 表７试验计算结果 试验号 ｇ／ｃｎａ ７ ２．２６２ ２．３３８ ２．４４２ ２ ３１２．０ ２ ２９５．３ ２ ３２７．７ ２ ３２ｌ ０ ２ ３４７．３ ３５．３ Ｓ ２ Ｏ２２．９ ２ ３ｌ２．０ ２ ３７３．０ ７７．７ ｌ０ ０３０．９ ２ ３７０．７ ２ ２８２．０ ８８．７ １１ ７９６．２ ３７３．６ ∑Ｙ ＝４８ ７４９ ２７７ ＳＴ＝２４ ２２３．５６ 捣实密度 ＶＣＡｏＲＣ ４．７５ ｍｍ以上 ＶＣＡｍ ｇ／ｃｍ ％ 粗集料含量／％ ％ １．７４５ １．６９１ １．７３２ 差值 ％ —９．３８ —５ ７５ １ ７７ ３９．０ ４０．９ ３９．４ ６１ ６ｌ ７３ ４８．３ ４６．６ ３７．６ ８ ９ 表６方差分析表 来源 因子Ａ 因子Ｂ 平方和 ２ ０２２．９ １０ ０３０．９ 自由度 ２．Ｏ ２．Ｏ 均方 １ Ｏｌ１．４ ５ ０１５．４ ，比 ５．４２ ２６．８５ 经计算，可以发现悬浮密实型级配振动击实后ＶＣＡ眦一 ＶＣＡ 为负数，而骨架密实结构混合料经振动击实试验后为正数。 目前昆山市政道路大多采用骨架密实级配，因此可以用此公式来 验证试验结果的正确性。本试验最佳条件Ａ，Ｂ Ｃ ，在试验中已 有，为９号试验，结果为２．４４２ ｓ／ａｍ ，看来该条件是满意的。 因子Ｃ １１ ７９６．２ ２．Ｏ ５ ８９８．１ ３１．５８ 误差ｅ ３７３．６ ２．０ １８６．８ 总计 ２４ ２２３．６ ８ Ｆｏ．９０（２，２）＝９．０，Ｆｏ ９５（２，２）＝１９．０ ４结语 矗 １）通过试验发现，集料级配对最大干密度的影响程度最大， 其次是原材料的毛体积密度；不同的集料级配得到的最大干密度 氍 相差较大； 斗＜ Ⅲ瞄 ２）室内试验过程中，确保集料级配符合要求，从集料混合料 拌和开始，就应使试验材料每级筛孔质量符合级配要求，那就必 水泥剂量，％ 须要保证取样的均匀性、代表性； ３）在分层振实过程中，应确保每一层的水泥稳定碎石混合料 级配符合规范要求； ４）室内试验结果可以采用理论最大密度进行验证，以确保试 验结果准确； 图ｌ水泥剂量水平与最大干密度影响图 ２ ３８０．０ ２ ３７０．０ ｇ ２ ３６０．０ ２ ３５０．０ ２ ３４０．０ 静Ｈ－嘣２ ３３０．０ ２ ３２０．０ ２ ３１０．０ ２ ３０００ ２ ２９０．０ ２．６，ｌ ２．７２２ ２．８５９ ５）现场测试压实度出现不合格或超密现象时，在保证其他条 件一致的情况下，应从集料级配、集料种类来分析不合格或超密 原因。 集料毛体积密度／ｇ・ｃｍ－３ 参考文献： 图２集料密度水平与最大干密度影响图 ［１］ＣＪＪ １－２００８，城镇道路工程施工与质量验收规范［Ｓ］． 另外，因水泥稳定碎石组成结构与沥青混合料极其相似，所 ［２］ ＪＩＧ Ｅ５１－２００９，公路工程无机结合料稳定材料试验规程［ｓ］． 以，可用美国ＳＭＡ规范对水泥稳定碎石是否形成骨架密实结构 ［３］ 李立寒，张南鹭．道路建筑材料［Ｍ］．上海：同济大学出版 进行判断，粗集料的间隙率ＶＣＡ。 。必须大于混合料粗集料间隙率 社，１９９９． ＶＣＡ…，即 Ｈ ｃ＞ＶＣＡ ，其中， 珊ｃ＝１－ｐ粗／ｐ ；ＶＣＡ ． ＝１一 ［４］ 孟庆营．水泥稳定碎石混合料静压法与振动法成型工艺的 比较研究［Ｊ］．公路交通科技，２００７（１）：２１—２５． Ｐ ｘｐ试件／［（１＋Ｐ６） ｐ ］，ｐ粗为４．７５ ｍｍ以上粗集料的干插捣密 Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｉｎｄｏｏｒ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ０ｆ ｃｅｍｅｎｔ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｃｒｕｓｈｅｄ ｓｔｏｎｅ ＳＨＥＮ Ｍｅｉ－ｒｏｎｇ’ＰＡＮＧ Ｘｉａｏ．ｗｅｉ’ＸＵ Ｓｈｕｎ．１ｉｎ’ＬＩ Ｇａｎｇ２ （１．Ｋｕｎｓｈａｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｋｕｎｓｈａｎ ２１５３３７，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｋｕｎｓｈａｎ Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ Ｄｏｎｇｃｈｅｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｏｉｎ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｋｕｎｓｈａｎ ２１５３３４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｕｍｍａｒｙ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｄｏｓａｇｅ，ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｖｏｌｕｍｅ ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｍａｔｃｈ ｕｐｏｎ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｄｒｙ ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｃｒｕｓｈｅｄ ｓｔｏｎｅ，ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｍａｔｔｅｒｓ ｎｅｅｄｉｎｇ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｃｒｕｓｈｅｄ ｓｔｏｎｅｓ，ａｎｄ ｆｉｎａｌｌｙ ｄｒａｗｓ ｓｏｍｅ ｍｅａｎｉｎｇｆｕｌ ｃ６ｎｃｌｕｓｉｏｎｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｅｍｅｎｔ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｃｒｕｓｈｅｄ ｓｔｏｎｅ，ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ，ｉｌｕｅｎｔｆｎｉａｌ ｆａｃｔｏｒ
