振動壓實法在水穩配合比設計中的應用

時 健

（無錫太湖明珠工程質量檢測有限公司， 江蘇 無錫 214000）

0 引言

針對公路路面工程來說，進行施工的過程當中，主要以水泥穩定碎石當作路面的基層和底基層。實施碾壓處理時，水泥穩定碎石基層會將重型振動壓路機設備當作首選。對于配合比的設計環節，借助重型擊實法得到的最大干密度是非常小的。開展壓實測定的時候，十分易于滿足相關的壓實標準，致使形成虛假壓實問題。而借助靜壓法成型試件的方式，所獲得的無側限抗壓強度非常小，需要采用對水泥使用量提升的方法，方能夠滿足相關設計強度的標準。利用振動壓實成型方法設計出來的水泥穩定碎石配比，是可以和現場壓路機工作原理相匹配的，不僅降低了水泥用量，而且使無側限的抗壓強度、最大干密度均符合相關規定，并未帶給路面建筑材料影響，實現了提升現場壓實度指標的效果，降低了水泥的運用量，使得路面的強度得到提升，避免發生早期破壞的情況，從而確保工程的質量，達到控制成本的目的。

1 靜壓、振動壓實成型的應用機制

實施路面基層的壓實處理過程當中，靜壓成型主要依靠的為壓路機自重的形式，并借助碾壓輪來回滾動的方式，完成受壓材料的壓實處理任務。依靠對材料的靜壓力影響，讓不同的壓實集料間能夠緊挨在一起，達到壓實的目的。而實施具體的施工處理時，可借助壓路機設備的碾壓輪加以滾動碾壓處理，加大材料的形變，確保最終構成的結構更加穩定。振動成型則依靠帶給基層料粒的振動沖擊影響，促使料粒進行振動。在此過程當中，料粒的外層會受到水分的離析干擾，構成裹敷水膜，發揮出針對料粒潤滑的功效，讓材料間的摩擦力下降，逐漸變為摩擦的狀態。當顆粒進行振動的時候，能夠彼此緊挨，實現顆粒間的嵌擠，通過以粗料粒當作相應骨架，將細料粒、水泥的結合料有效填充至骨架的縫隙間，進而形成骨架結構。實施現場碾壓處理的時候，主要借助重型振動壓路機設備予以完成，確保受壓材料十分緊密。實施碾壓處理過程當中的壓實度、強度均大于常規型號的壓路機設備。

2 原材料、混合料級配相關說明

（1）通過以相關設計文件的標準當作有效參考，得到如下水泥測定數據：主要利用P. O 42.5型號的普通硅酸鹽水泥，具體的初凝時間403分鐘，相應的終凝時間473分鐘，28d的抗折強度、抗壓強度依次為8.5MPa、48.2MPa，檢測的結果符合有關設計規定。

（2）依據設計文件的規定，集料的最終檢測結果見下表1。

（3）結合各檔集料具體的篩分狀況，實施不同檔集料摻配比例的科學計算，得到的級配滿足相關規定。

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具體篩分結果的摻配比例如下表2，相應的級配曲線圖如下圖1。

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圖1 水泥穩定碎石集料合成的級配曲線圖

3 振動壓實法相關試驗設備的數據分析

（1） 有關振動法的試驗設備選取了DZ-09的振動壓實儀裝置，具體的激振力6900 N，靜壓力1900 N，具體的振動頻率為35Hz，振幅是1.5mm，并具備140mm直徑的壓頭。

（2） 依據設計規定，明確水泥的具體劑量，并科學配置不同類型集料的摻配比重，確保各種類型的樣品含水量間的差距是1.1%，相應中間樣品含水量屬于最適合的含水量。具體而言：1）將1份樣品放到研究試樣內，然后得到具體的加水量。當完成添加以后，對試料實施科學地均勻處理，并放置在相應的塑料袋中予以浸潤處理。2）完成此環節以后，將水泥放置在試料內，通過采用均勻拌和處理之后，開展相應的振動壓實試驗，同時予以振動壓實處理，使得各層放置完試料以后，均獲得有效地搗實處理。3）各次的振動時間為48s。當完成振動之后，對試件質量進行稱量，同時測定其具體的含水量情況，獲得最佳含水量和最大干密度的數值。具體的試驗結果如下表3所示。

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（3）根據上表3，借助振動成型壓實方法，所獲取的最大干密度數值結果非常大，由此可見，混合料擁有良好的密實性，避免了經過碾壓處理之后產生超百的問題。

4 科學說明靜壓、振動壓實試驗試件的相應力學性能

（1）從上表3當中，可以獲悉水泥劑量相應的最大干密度和最佳含水量數值，通過依靠靜壓法、振動法等不同的方式，所獲得的壓實度標準呈現出一樣的結果。其中前者主要根據相關規定，運用圓柱形試件的制作方式，將相應的混合料裝進到試模內。在此過程中，應該運用搗棒加以搗實處理，等到裝完之后，將其放至壓力機之上實施加壓處理，使得相應墊塊被壓入到試模中，維持的壓力時間4min。實際上，將相關圓柱形的試件作為主要的參考，采用分層搗實的方式，接著將相關振動壓實儀設備加以振動壓實處理，保持振動時間4min。當靜壓、振動成型的相關試件得以脫模之后，將其放至相關的標準養護室內予以養護，具體的抗壓強度數據結果見下表4。

（3） 從上述無側限成型的最終數據結果，不難看出，靜壓成型試件擁有很大的成型困難，比如：低水泥劑量的試件表面上擁有諸多的孔隙。完成無側限的抗壓強度試驗以后，不難獲悉，在試件內的粗集料始終較為松散，并且呈現出不均勻分布的特點，尚未被細集料、水泥漿所覆蓋，其中一些集料則依靠人工進行剝離處理，能夠發現其表面擁有諸多的孔隙。

對于振動成型的試件而言，其側壁、上、下表面都擁有著明顯的水泥漿覆蓋情況，而表面之所以呈現出十分密實的現象，則源于被振動提漿所影響，導致試件脫模。完成無側限抗壓強度的實驗以后，可以獲悉，試件中的結構表現出較為密實的特點，粗集料分布十分勻稱，相應的細集料、水泥漿可以填充至骨架的結構縫隙內，體現出結構十分密實的特征。當水泥劑量一致的時候，兩種方法進行對比發現，相較于靜壓法試件，7d無側限抗壓強度更高。進行設計的過程中，應該參考該項指標，而對于配合比設計環節，當水泥的劑量很小的時候，相應的壓實標準沒有下降，不符合相關設計強度的標準規定。

（4）依據施工現場的具體狀況，科學實施實驗時期的施工管理，通過借助振動壓實的方法，完成科學設計路面基層的任務。經過對具體碾壓數據的參考，不難看出，集料是十分均勻的，其表面同樣存在著密實的特點，針對現場壓實度的測定之后，可以獲悉，其壓實度符合有關標準。

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5 結語

將此次實驗測定的結果當作有效的參考，由此可見，借助振動壓實方法，科學設計水泥穩定碎石的配合比，能夠達到良好的效果。鑒于最大的干密度很大，使相應的壓實標準得以提升，沒有發生壓實度超百的情況。在具體的過程當中，主要運用了振動成型壓實的方法，在確保水泥使用量一致的基礎上，能夠符合相關設計強度的規定，使水泥使用量下降，并讓材料的抗裂性能得到有效提升。進而凸顯出壓實更加密實、平整以及養護之后沒有產生顯著裂縫等優勢。所以，科學選用合理的級配，使水泥的使用量更少，便可以達到既定的工程質量目標。