浅谈水泥稳定碎石振动成型法
振动成型法在水泥稳定碎石基层中的应用研究
环保；与传统搅拌设备比较，振动搅拌机 用效果。振动成型方式能够最大限度地模
不仅可以实现满负荷工作，而且设备性能、 拟基层施工条件，以振动击实确定的最佳
稳定性与可靠性更优，对配件和易耗品的 含水量、最大干密度作为现场施工质量控
消耗较少，生产过程中安全系数高，可有 制标准，水泥稳定碎石骨架密实结构形成
效地降低原材料和能源消耗。
表１ 水泥稳定碎石击实结果
第二，确定骨架密实级配。根据 参数
试验方式
原材料筛分结果，确定骨架密实 结构级配范围，并确定目标级配； 第三，根据确定的振动参数，用
重型击实试验
振动 击实 试验
γ 振动／ γ 重 型
振动法确定半刚性材料的最佳含 ｍ（水
水量及最大干密度，同时采用重 泥）： 型击实法确定最佳含水量与最大 ｍ（级 5.0:100 3.0:100 3.0:100 4.0:100 3.5:100
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压实所得到的效果比较相似，与振动压实 振 动 成 型 法 配 比 设 计 应 用 [J]. 甘 肃 科
通过高频振动作用是材料产生液化而压密 技 ,2016,32(23):105-108.
的过程完全不同。静力压实成型试件的方
法和静力压路机滚压的机理是相同的，但
与振动压路机的振动压实机理存在很大差
异。室内试验是现场施工质量控制的基础，
关键词：振动成型法；水泥稳定碎石基层；应用
一、振动成型法概述 振动成型法水泥稳定碎石混合料的配 合比设计是由压实振动成型压实仪模拟现 场振动压路机，从而确定材料的组成比例 以及最大干密度和最佳含水量，并使用振 动击实法检测各项性能而得到的压实效果， 压实结果与振动压路机非常接近，能够精 确地模拟现场压实万式的室内试验。 传统设计方法设计的水泥碎石混合料 水泥剂量大、压实度标准低、质量控制指 标单一、级配范围太宽，会导致路面出现 裂缝、抗疲劳能力不足等现象，且对沥青 面层也会产生反射裂缝，甚至出现严重的 早期破坏，而采用振动成型法设计，可有 效地减少收缩裂缝的产生，充分发挥半刚 性基层的优势，提高路面的整体性能。 二、振动成型法技术优势 室内采用振动法成型试件能够最大程 度地模拟现场振动压路机，轮胎压路机对 水泥稳定碎石基层的碾压工况，进而更加 准确、有效地预测和控制现场施工碾压的 质量。现场压实度的控制标准是振动击实 密度，通常情况下，振动击实密度比重型 击实密度高 3％到 4％，能够有效地避免因 室内成型方法与施工实际成型方式不符， 导致压实度超标问题。水泥稳定碎石混合 料的强度随着压实标准的提高而增强，进 而增强其抗裂能力及抗疲劳性能。 除此之外，振动搅拌能够保证水泥、 粉煤灰颗粒以及水分子等微米级颗粒，均 匀地分布在粗骨料表面以及间隙中，有效 地解决水泥稳定碎石结构层设计施工的难 题。其优势主要表现在以下方面：第一， 充分弥散细集料，混合料不离析，通用参 数优于传统水泥稳定碎石搅拌机，同时， 融合振动搅拌技术，能够震碎混合料中的 水泥团、灰团，使其均匀分布在混合料中， 有效地避免混合料离析问题的发生；第二， 和易性好，容易压实，振动搅拌使水泥充 分水化，水泥水化物和细集料能够将粗骨 料分布均匀，大粒径的粗骨料表面相当于 均匀涂抹了一层“润滑剂”，骨料在移动 过程中，会使其间的摩阻力降低，压实功 极易向下传递，振动搅拌水稳基层大骨料 分布上下均匀，取芯效果底部完整密实， 进而有效地提升基层整体耐久性；第三，
水泥稳定碎石基层施工质量控制--振动成型法
水泥稳定碎石基层施工质量控制研究--振动成型法摘要：振动成型技术是在以前静压方法上改进的一种水泥稳定材料的设计新方法，具有较好的应用前景。
本文主要介绍了利用振动成型进行水泥稳定碎石基层材料设计方法以及施工质量控制要求，可以为公路基层设计施工的质量控制提供合理的技术参考。
关键词：水泥稳定碎石；基层；振动成型法引言随着我国经济水平的不断提高，公路建设事业不断发展。
在公路建设领域，为了节约公路建设成本，提高公路强度，我国一直遵循强基薄面的设计理念，即路面基层使用厚度相对较大的半刚性材料，路面面层使用相对较薄的沥青材料。
水泥稳定碎石是我国公路建设行业最常用基层半刚性材料。
水泥稳定碎石是一级配碎石作为骨架支撑结构，一水泥作为粘结材料，水泥稳定碎石具有较高的力学强度，稳定性较好，施工快速灵活，造价相对较低。
但是，水泥稳定碎石基层材料如果设计不合理或者施工质量出现问题，都极易造成路面结构的破坏，因此，必须加强水泥稳定碎石材料的设计以及施工质量控制。
1水泥稳定碎石原材料质量控制1.1水泥水泥作为水泥稳定碎石的稳定剂，直接关系到基层材料的强度与稳定性。
水泥可以选择普通硅酸盐水泥或者矿渣硅酸盐以及火山灰质硅酸盐水泥，水泥标号可以为325或者425均可，为了使水泥稳定碎石在拌合运输摊铺以及碾压施工作业具有足够的时间，对于快硬早强或者受潮变质的水泥不能使用。
对于进入施工现场的每批次水泥都必须进行水泥强度，初终凝时间，安定性与细度指标的试验检测。
水泥材料的质量要求如下表所示：1.2碎石石料应选取强度等级高，确保各项性能指标符合规范要求。
一般情况下，石料的粒径不超过31.5mm，其压碎值要小于30％，石料的针片状颗粒含量少于15％，有机质含量小于2%，硫酸盐小于0.25%，没有其他破碎物以及杂物。
石料根据设计以及工程实际情况的不同一般分为4-6种规格，由试验室确定各种石料以及杀的配合比例。
对于进入施工现场的石料必须按照规范规定的频率以及取样方法进行检测，避免在工程中使用不合格的石料。
高速公路水泥稳定碎石基层振动成型法质量控制要点
三、原材料和混合料设计
水泥：为减小温缩系数以防止出现收缩裂缝，宜选用强度 等级42.5或32.5的硅酸盐水泥，水泥初凝时间在3小时以 上、终凝时间不小于6小时；禁止使用快硬水泥、早强水 泥以及其它受外界影响而变质的水泥。
集料：集料宜采用反击式破碎机轧制并经吸尘处理，集料 的各项指标要满足要求，采用4个不同规格的粗细集料。
• 在养生期间封闭交通，实施硬隔离，两侧放置交通管制 标牌，禁止一切车辆在其上行驶。
混合料：主要通过调整混合料的级配，使7天无侧限强度 满足要求，严禁采用加大水泥剂量的方法，提高强度。
项目
设计强度（MPa）
底基层
≥4.0
设计水泥剂量（%）
最大
最小
3.5
2.5
基层
5.0—6.5
4.5
3.0
五、下承层准备
• 施工前，应检查下承层的施工质量（如高程、中 线偏位、宽度、横坡度、平整度、反射裂缝、压实 度、弯沉等），外观检查中，有松散、严重离析等 路段，应进行处理。对于裂缝应作相应封闭处理， 裂缝严重路段应作返工处理。清除表面的浮土、积 水等，将作业面表面洒水湿润。
• 5、摊铺机行进速度要匀速、不间断、不停顿。
碾压
• 压路机数量：30T以上的振动压路机3台，25T以上的轮胎 压路机1台，双钢轮压路机1台
• 碾压速度及遍数： 初压1.5—1.7km/h，钢轮和轮胎压路机各1遍； 复压1.8—2.2km/h ，钢轮和轮胎弱振各1遍，重型振动 压力机强振碾压5遍； 终压1.8—2.2km/h，双钢轮静压2遍
• 避免设置纵缝，设置纵缝时必须垂直相接，严禁斜接。
九、养生
• 每一段碾压完成以后立即开始养生，将土工布湿水润 后人工覆盖在碾压完成的基层顶面，用小水泥块压制防 止土工布翻卷，覆盖2小时后，再用洒水车洒水。用洒 水车洒水养生时，洒水车的喷头为喷雾式以免破坏基层 表面，养生期间始终保持混合料表面湿润。养生期为7 天。
振动成型法水泥稳定碎石基层施工质量控制要点
振动成型法水泥稳定碎石基层施工质量控制要点发布时间：2022-09-28T06:12:13.946Z 来源：《城镇建设》2022年第10期作者：周巧妮[导读] 水泥稳定碎石是路面工程施工的基础，采用合适的材料填充碎石骨料间的空隙周巧妮天津市交通科学研究院300300摘要：水泥稳定碎石是路面工程施工的基础，采用合适的材料填充碎石骨料间的空隙，再将其摊铺开来并压实，强度和密度都较大，是理想的路面基层，能够为后续的路面工程打下非常坚实的基础，对路面工程的质量具有关键作用。
目前有几种水泥稳定碎石法，其中振动成型法具有一定的优势，能够提高路面基层的密度，减小裂缝，在具体的实施过程中，需要在原材料管理、拌合站控制、碾压工艺以及养生管理等方面进行严格的质量控制，如此才能够保证路面基层的稳定性和高强度。
本文正是基于此，讨论了振动成型法水泥稳定碎石的全流程质量控制要点，希望能够为路面基层工程提供一些建议。
关键词：振动成型法；水泥稳定碎石；路面基层工程；质量控制要点引言：在路面基层施工过程中，在进行水泥稳定碎石工作时，有诸如重型击实法、静压成型法以及振动成型法等几种方法。
振动成型法是近年来显示出优势和价值的施工方法，能够在前序施工的基础上进行水泥稳定碎石，将基层材料压实，有助于后序施工的推进。
在进行水泥碎石基层摊铺前，需要对下承层的施工质量进行检验，检查下承层是否压实，是否出现弯沉、中线偏移等，如果不满足验收要求需要先对下承层进行返修，达到验收要求后再进行水泥稳定碎石基层的施工，做好上述工作后，在水泥稳定碎石的过程中，要严格进行质量把关，控制施工效果。
一、振动成型法在水泥稳定碎石基层施工中的优势振动成型法在施工过程中的拌合以及碾压环节和另外两种方法有所区别，因此需要设计一套专属于振动成型法的施工技术。
实践数据证明，利用振动成型法进行水泥稳定碎石能够增加路面基层的最大干密度，大约是重型击实法的最大干密度的两倍，还能够降低最佳含水量的数值，并且使用的水泥剂量也较小，能够减少资源浪费。
水泥稳定碎石振动成型法
浅谈水泥稳定碎石振动成型法摘要：文章结合申嘉湖(杭)高速公路练杭段就采用振动成型法施工的水稳碎石基层技术要点及施工要点进行探讨。
对同一级配水泥稳定碎石混合料分别按振动法和静压法进行了试验，对比分析了两种方法成型试件的物理性能和结构特点。
结果表明，振动法成型的混合料物理性能和结构性能明显优于静压法成型的混合料。
以工程实例对试验研究进行了验证，振动法更适合水泥稳定碎石混合料的组成设计，以该方法确定的最佳含水量、最大干密度来控制现场施工质量更为合理。
关键词：振动成型法；水泥稳定碎石基层；设计；施工1概述目前我国的路面基层底基层基本上都是采用半刚性结构，这是我国自70年代以来为适应我国交通的发展所采用的比较成功的基层结构，半刚性结构对我国的路面发展起到了极大的贡献作用。
但是，随着使用时间的延长，半刚性结构的一些弊端也开始呈现，主要就是反映在路面的裂缝上。
混合料出现早期破坏与室内成型方式的不合理及质量控制标准单一导致水泥剂量过高、压实度标准偏低、级配不良等有密切关系。
要解决该弊端可以从两大方面进行改善，其一是提高道路基层材料的压实度，其二采用骨架密实型级配替代以往悬浮密实型级配。
下面结合申嘉湖(杭)高速公路练杭段就采用振动成型法施工的水稳碎石基层技术要点及施工要点进行探讨。
2设计2.1路面结构设计练市~杭州高速公路全长50.938 km按设计时速100km/h的四车道高速公路标准建设,路基宽26.0（24.5）m。
路面结构采用18 cm 沥青混凝土面层(上、中面层均采用sbs改性沥青)+36cm水泥稳定碎石基层+20 cm低剂量水泥稳定碎石底基层。
基层、底基层混合料设计采用骨架密实型，配合比设计采用振动试验方法成型试件，并以振动成型试件的最大干密度作为标准密度。
基层、底基层配合比设计按无侧限抗压强度试验方法确定满足设计要求的配合比。
2.2混合料及配合比设计2.2.1材料（1）水泥：普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥都可用于拌制水泥稳定碎石混合料，宜采用强度等级不低于42.5级水泥，3天胶砂强度应不小于18mpa，水泥初凝时间应不小于3小时、终凝时间不小于6小时。
浅谈振动击实成型法水泥稳定碎石的应用
１原 材 料 的 质 量 要 求 、
ｆ） 泥 ： 用 滦 南 二 水 生 产 的 Ｐ Ａ ２ １水 采 Ｓ ３ ． 泥 ， 主 要 技 术 指 标 ５水 其 见 表 １ 。
表 １ 泥 技 术 指标 水
抗 压 强 度
抗 折 强 度
凝结 时 间
１ ９
７－８ ５ ７
４７ ． ５
为 ３ Ｈ ． 动 时 间 ２ ｉ ０ Ｚ振 ｍｎ
一
级 配 范 围 １ ０ ０ １ ０ ７ ￣ ５ ４ ～ ９ ２ － ０ ７ ２ ８ ６ ０ ７ ０ ９ ￣ ０ ５ ８ ７ ５ ９ ４ １ — ７ １ －
、
振 动成 型 的组 成 设 计
振 动 成 型 试 验 方 法 级 配 的控 制 要 掌 握 两 个 关 键 的 筛 孔 ．９和 １ ４５ ． ．两 个 关 键 筛 孔 的 范 围 应 尽 量 按 下 表 控 制 ，其 佘 的 大 孔 经 筛 ７ ２． ６５和 ９ ． 压 实 度 保 证 的次 主要 筛 孑 ． 该 控 制 在 下 限与 下 限 高 ５也 Ｌ 应 出 ２个 百 分 点之 间． 样 能 更 好 的 保 证 达 到压 实 度 这 筛孔 尺寸 （ ｍ） ｍ
石 而 言应 满 足 ＪＪ３ — ｏ ｏ 公 路 路 面 基 层 施 工 技 术 规 范 》 Ｔ０ ４ ２ｏ ＜ ＜ 的规 定 ， 碎 石 的针 片 状 含量 应 ＜ ５ ， 泥 量 控 制在 ２ ３ １％ 含 ％～ ％以 内 。
２ 配 合 比设 计 、 要 保 证 水 泥稳 定 碎 石 的抗 裂 性 能 ，首 先 应 通 过 混 合 料 的配 合 比设 计 予 以保 证 级 配 采用 一 ／ Ｆ１ ４线 （ 范 中值 与 规 范 下 限 的 ” 规 中 值 ” ， 议 碎 石 级 配 的粗 集 料 靠 近 下 限 ｆ 是 ２ ．、９４７ ）建 就 ６ １ 、． ５ ５筛 孔 上 的１普遍 认 为 这 种 接 近 骨架 密实 型 的 粗 级 配具 有 较 好 的抗 裂性 能 。 混 合 料 级配 设 计 计 算 见 表 ２及 图 １ 合 比设计 结 果 见 表 ３ 在 施 Ｔ ， 配 。 过 程 中 ，水 泥 剂 量 增 加 ０３ ，含 水 量 视 天 气 而 定 增 加 ０ ％一 － ％ ． ５
水泥稳定碎石基层振动成型理论分析与施工中的质量控制
（ 浙江省 宏途 交通 工程 建设有限公 司， 浙江 杭州 ３ ０ ５ ） １０ Ｉ
摘要 ： 动成型法的压 实原理与现有 实际施工振动压路机 的压 实原理 相近 ， 振 它是集压 实与振 动于一体 ， 集料 内的颗粒 使
产生相对位移和流动并压实， 集料的嵌挤 更为密实， 隙率更低 ， 空 密实度相 对重型击 实法更高 文章论述 了施工质量形
成的机理 ，从理论上分析可以通过 改变碎石级配和压实度 ， 提
１ ．振动 成型法的优点 为： １提高密实度 ， （） 增加石料嵌挤 抗 剪强度 ；２ 可适量减少水泥用赶 ， （） 提高水稳抵抗 温缩 能力 ；
（） ３适量减少含水毋 ， 减小 下缩 比例。
高级配碎石 的抗剪能力。
（ ） 二 水泥稳定碎石振动成型试验与结论
表１ 水泥稳 定碎石静压成型试件 与现 场取 芯试件强度对照
（ ） 二 配合比设计
采 用符合 水稳要求 的水泥与确 定好 的合 成级 配碎石 ， 分 ４５ ～ 个剂量组采川振动击实法确定各剂量混 合料最佳含水量和 最佳ｆ密度 ：冉以对应的最佳含水量和９％的最大 ｆ密度 ， ８ 拌
如按振动成型法计算压实度为９ ． ３ ％，反之振动成型法９ ％的压 ９ ８
二、 水泥稳定碎石振动成型法施工过程及质量控制
水稳 的施Ｔ＿ Ｔ序较多 ， 这里 只对 比较重要 的施 工环节进行
（ ） 材料 一 原
２ ２ｔ ， ３ ８／ 振动成型法密度为２ ２ ｔ ， ｍ３ ． ９ ｍ３ ４ ／ 重型击实法９ ％的压实度 叙述 。 ８ 工程质量控制首 先应从原材料 质量控制做起 ， 水稳原材料 实度按重型击实法计算压实度为 １ ． 说 明重型击实法的标准 ０３ ２ ％， 密度不能真正体现实际施工的压实能力 ， 也就是说实际情况下集 Ｉ碎石质量 是控制关键 ，对其针片状含量 和含 泥量应严格控 Ｉ ｜
水泥稳定碎石基层振动成型法施工
水泥稳定碎石基层振动成型法施工的探究【摘要】：本文就水泥稳定碎石基层方面的振动成型法成型进行理论分析几施工质量方面进行了详细的探讨，并通过实例说明了路面基层施工时的质量控制要点和具体施工措施。
【关键词】：路面基层振动成型提高水稳的抗剪强度同时减少裂缝施工流程施工技术引言工程质量是工程建设的核心，是决定工程建设投资成败的关键，而路面基层是公路工程的重要组成部分，它既是路线的主体，又是路面的基础，路面基层的施工质量直接影响到路面的使用效果，因而保证路面基层施工质量是关系到整个公路施工质量的关键，以下从水泥稳定碎石基层方面入手，通过某省道的改建工程，具体说明路面基层施工时的质量控制要点和具体施工措施。
1、水泥稳定碎石振动成型的理论原理水泥稳定碎石强度基本与水泥用量成正比，但水泥用量的提高势必降低其抵抗温缩和应变的能力，造成裂缝增加。
根据级配碎石抗剪强度形成的机理，从理论上分析可以通过改变碎石级配和压实度，从而提高级水泥稳定碎石的抗剪能力。
水泥稳定碎石基层振动成型，就是基于以上理论，通过改变碎石级配和提高压实度，适当降低水泥用量，从而提高基层抗剪能力减少裂缝。
振动成型法的压实原理与现有实际施工振动压路机的压实原理相近，它是集压实与振动于一体，使集料内的颗粒产生相对位移和流动并压实，集料的嵌挤更为密实,空隙率更低,密实度相对重型击实法更高。
根据试验比较分析，振动成型比重型能有效提高密度5%左右。
根据水泥混凝土性质，强度高则抗温缩能力下降，就会增加裂缝出现的比例，在满足设计强度的前提下，可以适当降低强度以减少裂缝的出现，裂缝还可能是由于干缩和水泥水化过程收缩而造成，减少混合料含水量和水泥用量也可有效减少裂缝。
水泥用量比例主要是保证设计强度，而含水量是保证压实和水泥水化的，其用量比例在能满足前提条件应是越低越好。
根据实际试验表明在混合料级配相同的情况下，振动成型法的最佳含水量和水泥用量均比重型击实静压成型法低。
水泥稳定碎石振动成型法施工工法
水泥稳定碎石振动成型法施工工法一、前言水泥稳定碎石振动成型法是一种常用于基础工程和路面工程中的施工工法。
通过将水泥与碎石混合，并采用振动设备进行处理，达到提高地基强度和稳定性的目的。
本文将详细介绍该施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点水泥稳定碎石振动成型法的特点主要包括以下几个方面：1. 提高地基强度和稳定性：通过水泥的固化作用，将碎石与水泥充分混合，振动成型后能够大幅度提高地基的强度和稳定性。
2. 施工效率高：振动成型法可以快速进行施工，能够在较短的时间内完成工程，提高了施工效率。
3.适应性强：这种工法适用于不同类型的地基土，也适用于各种气候条件下的施工。
4. 环保性好：水泥稳定碎石振动成型法的施工过程中，不需要使用大量的水资源，且不会产生大量的废弃物，具有较好的环保性。
三、适应范围水泥稳定碎石振动成型法适用于以下施工范围：1. 地基加固：适用于需要提高地基承载力和抗变形能力的工程，例如建筑物、桥梁、码头、堤坝等工程。
2. 路面工程：适用于需要提高路面强度和稳定性的工程，例如高速公路、城市道路、机场跑道等。
四、工艺原理水泥稳定碎石振动成型法的工艺原理是基于以下两点：1. 水泥固化作用：水泥在接触水后发生水化反应，生成硬化物，能够增强土体的粘聚力和抗剪强度。
2. 碎石填充作用：碎石填充可以填满土体中的空隙，使土体得到有效的加固和稳定。
在实际应用中，采用水泥稳定碎石振动成型法施工时，首先需要对工地进行勘察与设计，确定施工方案和施工工艺。
然后进行碎石的破碎、筛分和洗净处理，以保证碎石的质量。
接下来将确定的水泥与碎石按照一定的配比进行混合，并通过机械振动设备进行振动成型，使混合物达到要求的稳定状态。
最后根据实际需要，进行后续的养护和检验。
五、施工工艺水泥稳定碎石振动成型法的施工工艺可以分为以下几个阶段：1. 勘察与设计：对施工现场进行勘察，了解土体的组成特性，确定施工方案和施工参数。
浅谈振动成型法施工优点和工艺控制
6MTM 不少于6h 硅酸盐水泥，水泥标号为32.5#，用量控制在3.5%～4.5%范围内；采用散装水泥时，要进行水泥快速检测，散装水泥温度应低于50℃。
水泥质量要求见表1。
随着公路交通事业的发展，对路面基层施工质量要求越来越高，忻保高速公路建管处推行振动成型法施工技术，提高半刚性基层的设计和施工质量，降低施工成本。
本文结合振动成型法施工技术，谈谈对施工质量管理和施工技术管理工作的认识。
1振动成型法应用在施工中的优点（1）可提高半刚性基层抗裂、抗冲刷、抗疲劳等性能。
（2）增加现场施工材料密实度，提高半刚性基层强度。
（3）可优化级配，通过增加粗集料含量，提高材料颗粒间的嵌挤性，从而适当降低水泥剂量，在保证强度的前提下达到抗裂效果。
（4）有利于结构层的层间结合。
由于适当增加粗集料含量，且提高了混合料密实度，使成型基层表面即密实又不光滑。
2 水泥稳定碎石基层振动成型法原材料控制及配合比优化设计2.1 原材料控制（1）集料：各规格集料及合成集料级配必须符合要求；合成级配主要控制19mm 、9.5m m 、4.75mm 、0.075m m 四个档进行控制。
19mm 筛孔通过率控制在75%～85%之间，9.5mm 筛孔通过率控制在47%～59%之间，4.75mm 筛孔通过率控制在29%～40%之间。
0.075mm 筛孔通过率控制在0～5%之间，特别控制好细集料中5颗粒含量不能超过％。
（）水泥：应采用初凝时间不少于3、终凝时间浅谈振动成型法施工优点和工艺控制The Advantages and the Pr ocess Contr ol On th e VibrationMolding Meth od in Constr uction山西运城路桥有限责任公司 程伟鹏/CHENG Weipeng 赵利明/ZHAO Liming长安大学工程机械学院 晏双龙/YAN Shuanglong摘 要：水泥稳碎石基层振动成型法施工，是在路面结构不变的情况下，寻求提高路面使用性能，预防早期破坏的新工艺。
水泥稳定碎石振动成型法试验及质量控制
水泥稳定碎石振动成型法试验及质量控制一、前言众所周知，对于水泥稳定碎石，其强度检测目前主要是通过摊铺现场取样制件、经标准养护后测定其无侧限抗压强度来实现，水泥稳定碎石基层的质量也主要是通过试件的强度来评定。
因此，如何在室内制作标准试件，使其强度更准确地反映现场水泥稳定碎石基层的强度就显得非常重要。
本文从振动成型法设计方法的优势及施工工艺和质量控制几个方面，进行了详细阐述。
二、传统技术方法与振动型击实法的对比1.传统技术方法在实践中存在的问题目前的水泥稳定碎石设计施工技术仍停留在90 年代初水平，已经跟不上交通发展和公路建设的需要一一试验方法问题。
重型击实方法：建立在80 年代末90 年代初，适应了当时施工机械水平（8〜12吨压路机）和交通状况；静压成型法：试件与现场芯样工程性质相关性较差。
矿料级配：难以形成骨架密实结构，镜面现象严重，层间结合差；设计施工过程：强调抗裂性，实际操作却忽略抗裂性要求。
现有压实设备下，无需对施工工艺严格控制也能达到较高的压实度。
但正是在压实度容易达到的情况下，基层的压实反而被忽视。
2.振动成型法的研究及应用以水泥稳定碎石这种具有代表性的半刚性基层材料进行振动压实试验研究，研究内容如下：在满足强度标准前提下，提高材料抗裂性能。
影响抗裂性能关键因素是水泥剂量，水泥剂量愈大，抗裂性能越差、强度越高。
在满足强度标准前提下，如何降低水泥剂量：①高密度（平均为3.3%）:可提高强度33%该措施也有利于抗裂性能；②强嵌挤骨架密实级配:可提高强度11%，该措施也有利于抗裂性能。
加强施工控制，增强抗裂性能:①尽量使施工接近于设计结果，加强检测；②采取措施减少离析，确保工程质量均匀性；③重视碾压与养生。
传统方法反映强度的准确率只有35.6%，不能有效的反映路面强度；振动成型法能更有效的反映施工现场的强度，准确率高达92.9%，更能有效控制施工的质量。
3. 抗裂型级配3.1级配范围强嵌挤骨架密实型矿料级配3.2集料特性(1)19mn筛孔通过量决定了骨架嵌挤状况和抗离析性能，过少难以形成骨架结构，过多容易离析；(2) 4.75mm筛孔通过量决定了混合料密实程度和影响骨架结构，过少难以对粗集料骨架空隙充分填充而形成骨架孔隙结构，过多则容易撑开粗集料骨架而形成悬浮密实结构；(3)0.075mm筛孔通过量影响压实基层毛细孔和施工性能，过少则粗集料表面水泥砂浆不足而导致水泥浆- 集料界面存在薄弱面影响强度和抗裂性能，同时因为粗集料表面砂浆少、吸附力小而容易导致施工离析，过多则也会增加收缩裂缝和压实基层表面镜面现象。
浅析振动成型法在抗裂型水泥稳定碎石基层中的应用
浅析振动成型法在抗裂型水泥稳定碎石基层中的应用水泥稳定碎石基层是我国目前在高等级沥青路面中应用最为广泛的基层形式，具备整体强度高、板体性好；水稳定性与抗冻性较好；对地材要求低、造价低等优点，但同样具有反射裂缝、早期破坏及结构性破坏，最后丧失板体性等缺点，文章主要介绍分析振动成型法在水泥稳定碎石级配设计、施工过程中的应用来避免裂缝等提高水泥稳定碎石基层的施工质量。
标签：振动成型；水稳混合料；重型击实；设计强度1 我国水泥稳定碎石基层的应用现状1.1 水泥稳定碎石基层是我国在沥青路面中应用最为广泛的基层形式，在新建及改扩建工程中所占比例在90%以上。
作为承受路面主要荷载的水泥稳定碎石基层有以下优势：水泥稳定碎石强度形成快，养生期短，开放交通早；水稳定性高，抗冲刷能力强；能避免粉煤灰中硫、磷等元素对路面的不利影响等。
但水泥稳定碎石基层缺点同样明显，主要表现在：荷载作用下强度与模量逐年衰减；因反射裂缝导致沥青面层出现裂缝；对荷载大小的敏感性较大，容易出现致命破坏；密水性好，容易积水，导致沥青路面水损坏；收缩、温缩系数大，导致路面早期破坏。
1.2 基于半刚性基层材料以上的特点，水泥稳定碎石基层强度和裂缝是半刚性基层的互相矛盾的两个方面，强度是它的立身之本，有一个适宜的值，不是越大越好，强度高必然增加结合料用量，细料增加导致裂缝出现的频率增高。
为了更好的利用水泥稳定碎石的优点，弱化缺点，应在保证强度的基础上尽量优化级配、采用较少的结合料用量，避免裂缝的出现。
振动成型法就是一种突出其优点弱化其弱点的施工方法。
2 振动成型法原理及特点2.1 振动成型法原理2.1.1 普通标准击实方法是在室内通过施加冲击荷载对被压材料进行压实，与现场夯实过程一致，与现场静力压路机的作用过程虽不尽相同，但就通过对材料产生剪应力使之压实这一效果来说是相似的。
但与振动压实通过高频振动作用使材料产生液化来压密的过程是完全不同的。
静力压实成型试件的方法和静力压路机滚压的机理是相同的，但是和振动压路机的振动压实机理则不同。
高速公路水泥稳定碎石基层振动成型法质量控制要点
设备安装调试及检查验收
设备选型
根据基层施工要求，选用 合适的振动成型设备，如 振动压路机、平地机等。
设备安装与调试
按照设备使用说明书进行 设备安装与调试，确保设 备正常运转。
检查验收
对安装好的设备进行检查 验收，包括设备性能、安 全装置等方面，确保满足 施工要求。
材料储备和运输安排
材料计划
根据施工进度计划，制定材料需 求计划，包括水泥、碎石、砂等
操作流程与注意事项
操作流程
准备工作→安装模具→加入水泥稳定碎石→启动振动器→振 动密实→关闭振动器→脱模→养护。
注意事项
操作前需检查设备是否完好，模具安装是否牢固；加入的水 泥稳定碎石应符合设计要求；振动过程中应观察基层的密实 情况，及时调整振动参数；脱模后应及时进行养护，以保证 基层强度。
02 原材料选择与质量控制要 求
振动成型法定义与特点
定义
振动成型法是一种利用振动作用 使水泥稳定碎石在模具内密实成 型的方法。
特点
该方法具有成型速度快、效率高 、质量稳定等优点，适用于大规 模高速公路基层施工。
设备组成及工作原理
设备组成
振动成型设备主要由振动器、模具、控制系统等部分组成。
工作原理
振动器产生高频振动，使模具内的水泥稳定碎石在振动作用下密实成型。控制 系统可控制振动频率、振幅等参数，以实现不同要求的基层施工质量。
材料的用量和进场时间。
材料储备
按照材料计划进行材料储备，确保 施工现场材料供应充足。
运输安排
根据材料储备情况和施工现场需求， 合理安排材料运输路线和运输方式， 确保材料及时送达施工现场。
04 振动成型法施工过程中的 质量控制措施
摊铺厚度和平整度控制方法
水泥稳定碎石基层振动成型法探讨
水泥稳定碎石基层振动成型法探讨【摘要】近几年，高速公路路面基层大部分采用水泥稳定碎石基层, 采用振动成型法修筑水泥稳定碎石基层收到了很好的效果，在国内的推广应用已是大势所趋。
本文主要介绍了水泥稳定碎石基层振动成型法的施工准备和控制要点。
【关键词】水泥稳定碎石基层；振动成型法【正文】近几年，高速公路路面基层大部分采用水泥稳定碎石基层, 它是新兴的用于高速公路底基层、基层施工的一种半刚性路面结构型式。
具有良好的板体性、水稳性和抗冻性,力学强度可视需要而调整以及整体承载能力强等优点，但对配合比与施工质量要求很高，如果控制不好易产生裂缝等质量隐患,造成严重后果。
施工实践中，业内人士尝试采用振动成型法修筑水泥稳定碎石基层收到了很好的效果，而且从2007年1月1日起实施的《公路沥青路面设计规范》也在附录对振动成型法进行了简单介绍，并建议水泥稳定碎石采用振动成型法进行设计和施工。
可见振动成型法已经被规范制定者和公路建设者们认识和接受，因而振动成型法在国内的推广应用已是大势所趋。
一、振动成型法简介振动成型法指采用振动成型压实试验仪进行水泥稳定碎石基层材料设计，采用振动压实成型试件的方法确定材料组成比例、最大干密度及最佳含水量，以及各项性能指标的检测的水泥稳定碎石基层混合料设计施工方法。
二、施工准备（一）材料要求原材料是影响水泥稳定碎石基层质量的根本所在，严格把好进场材料关对水泥稳定碎石基层质量将产生至关重要的影响。
1、水泥普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥都可以用于水泥稳定碎石路面基层施工，禁止使用快硬水泥、早强水泥以及其它受外界影响而变质的水泥。
水泥采用P.C 32.5 级水泥。
取样进行水泥细度、稠度、初凝时间、终凝时间及水泥胶砂强度试验，要满足《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)的技术要求。
2、石料水泥稳定碎石基层的强度主要依靠碎石本身的强度、石料的嵌挤锁结作用和水泥材料的稳定胶结作用而形成的。
浅析水泥稳定碎石的振动压实试验方法
浅析水泥稳定碎石的振动压实试验方法水泥稳定碎石是一种将水泥与碎石混合后进行振动压实所得到的一种路面材料。
在道路建设领域，水泥稳定碎石常常被用于路面的铺设，以提高路面的抗压能力和耐久性。
对水泥稳定碎石的振动压实试验方法进行深入研究对于路面材料的质量控制和工程施工具有重要意义。
一、水泥稳定碎石的振动压实试验方法概述1. 试验原理水泥稳定碎石的振动压实试验是通过模拟路面压实过程，来评价水泥稳定碎石在振动压实下的性能。
试验的主要原理是利用振动压路机对水泥稳定碎石进行一定频率和幅度的振动压实，以模拟路面车辆的压实作用，从而得到水泥稳定碎石的压实性能指标。
2. 试验设备（1）振动压路机：用于对水泥稳定碎石进行振动压实。
（2）压实模具：用于放置水泥稳定碎石，并承受振动压路机的振动压实。
（3）振动压实仪：用于控制振动压路机的振动频率和幅度，并记录振动压实的时间。
3. 试验过程（1）准备水泥稳定碎石试样：按照一定的配合比将水泥和碎石混合，并制备成一定尺寸的试样。
（2）放置试样：将水泥稳定碎石试样放置于压实模具中，并在试样表面铺设一定厚度的隔离膜。
（3）进行振动压实：将振动压路机放置于压实模具上，设置振动频率和幅度，并开始振动压实。
（4）记录压实数据：在振动压实过程中，利用振动压实仪记录振动的时间、频率和幅度等数据。
（5）取出试样：振动压实结束后，取出水泥稳定碎石试样，对其进行性能测试和分析。
二、水泥稳定碎石的振动压实试验方法的优点1. 模拟真实环境：振动压实试验可以很好地模拟路面车辆的压实作用，对水泥稳定碎石的性能评价更加真实可靠。
2. 试验成本低：振动压实试验设备简单，试验成本低，适合于工程施工中的质量控制。
3. 试验数据直观：振动压实试验可以直观地记录压实过程中的振动频率和幅度等数据，便于后续性能分析和比较。
三、水泥稳定碎石的振动压实试验方法存在的不足1. 试验结果受多因素影响：水泥稳定碎石的振动压实试验结果受到试验设备、试样制备、振动参数等多种因素的影响，结果具有一定的主观性。
水泥稳定破碎砾石垂直振动成型试验方法评价
第61卷第#期2 0 2 1年5月Vol. 61, No. 3May 2 0 2 1大连理工大学学报Journal of Dalian University of Technology文章编号：1000-86（8（2021）03-0288-09水泥稳定破碎砾石垂直振动成型试验方法评价袁可佳，蒋应军*, 邓长清，纪小平（长安大学公路学院，陕西西安 710064 ）摘要：为更好模拟水泥稳定破碎砾石（CSCG ）基层的压实特性，以最大程度模拟现场压实工况及效果为原则，研究并提出了垂直振动击实仪（VVTE ）的振动击实参数；对比分析了室内静压法（QSCM ）和垂直振动法（VVTM ）CSCG 的物理力学特性；结合现场芯样的力学强度,评价了不同室内成型方法与现场的相关性.结果表明：CSCG 的VVTM 成型试件与现场芯样的力学强度相关性髙达91. 0%，而QSCM 成型试件与现场芯样力学强度相关性平均为41.8%.与QSCM 相比，V V TM 成型试件的最大干密度可提髙2%，最佳含水率降低16%，抗压强度平均提髙140%，劈裂强度平均提髙62%.关键词：路基工程；振动击实参数；垂直振动法；水泥稳定破碎砾石；力学强度中图分类号:U414. 1 文献标识码:A doi ：10.7511/dllgxb2021030090 引言破碎砾石以平均粒径为2〜64 mm 的河卵石为原料［1］,由机械破碎加工而成，取材较为方便，可一定程度缓解由于开采加工碎石引发的资源与环境问题.但与碎石相比，破碎砾石具有表面光 滑、硬度低、破碎面少、施工稳定性差等缺点，导致水泥稳定破碎砾石（CSCG ）强度相对较低，其应 用也仅局限于要求较低的低等级公路2.为提高 其强度，国内外学者采用提高水泥剂量、改善级配等措施其中，水泥剂量应达到4%-6%、采用 较细级配几乎成为共识，但两种措施均使其温缩 和干缩开裂加剧，由此诱发唧浆、网裂等病害加速路面损坏，从而缩短道路使用寿命.除上述措施外，有研究表明，密实度也是影响半刚性基层材料强度的重要因素之一，密实度提高1%，基层的力 学强度至少可提高10%46 ,而现场密实度的关键控制指标为室内成型试件的最大干密度和施工 压实度，其中室内最大干密度与试件成型时的含水率、压实功及成型方法等因素密切相关7 ,且存 在相互影响.目前，水稳基层材料有两类成型方法，一类是室内静压法（QSCM "另一类是垂直振动法（VVTM ）.公路路面基层施工技术细则规定宜采用重型击实法确定无机结合料稳定材料的最大干 密度指标,采用静压法成型试件设计力学指标.然而，随着道路施工机械水平的提高，目前普遍采用20 t 以上的可调频调幅振碾压路机，由于重型击实法不能充分模拟振碾压路机且击实功偏小，通过该方法确定的最大干密度和最佳含水率与现场 不相匹配，同时，静压法成型的试件，在成型前后其组成材料的级配、含水率等均发生了不同程度 的变化89，研究结果表明室内静压法成型试件与 现场岩芯样之间的力学强度相关性不足46%'1012.与此同时，李国伟、蒋应军等基于VVTM 开展了大量研究［1319］，结果表明VVTM与现场芯样力学相关性高达90%'021（，此外在实际工程中，利用VVTM 设计水泥稳定碎石基层, 不仅可大大提高水稳基层的强度，还可提高水稳基层的抗裂性宓3，因此有望采用VVTM 解决CSCG 强度低的问题收稿日期：2020-10-29； 修回日期：2021-03-20.基金项目：河南省交通运输厅科技项目（2014K49-1）；浙江省交通运输厅科技项目（2015J20）.作者简介：袁可佳（1989-）,女，博士生，E-mail ：ykj@chd. edu. cn ；蒋应军 * （1975-）,男，教授，博士生导师，E-mail ：jyj@c hd. edu. cn.然而，目前VVTM 的研究对象主要为水稳碎石,其原材料普遍为石灰岩或玄武岩等优质石 料.破碎砾石本身的材料特性，使其在级配、强度第3期袁可佳等：水泥稳定破碎砾石垂直振动成型试验方法评价289特性等方面会存在变化，其设计方法是否可直接参考VVTM还有待研究与验证.为此，本文依托驿城区至焦桐路段省道，基于CSCG开展研究,在分析垂直振动击实仪（VVTE）构造与原理的基础上，结合现场振碾特性，研究并提出VVTE振动参数和振动时间，在此基础上通过室内外试验，对重型击实法与VVTM进行对比分析，验证VVTM对于CSCG的适用性与可靠性.1原材料与试验方案16原材料采用河南省驻马店市确山同力产P.O42.5水泥，其技术指标见表1.所用集料取自河南省泌阳产破碎砾石，分为0〜4.75、4.75〜9.5）.5〜19.0和19.0〜37.5mm共4种粒径级，其技术指标见表216配合比采用《公路水泥稳定碎石抗裂设计与施工技术规范》（DB41/T864*2013）中水泥稳定碎石骨架密实级配（GM）以及《公路沥青路面设计规范3JTG D50—2006）中水泥稳定碎石悬浮密实级配（XM）范围中值,CSCG的矿料级配见表3.表1水泥技术指标Tab1Technicalpropertiesofcement比表面积/(m2•kg1)安定性/mm3d强度/MPa凝结时间/min抗折强度抗压强度初凝终凝3521557262195465表2集料技术指标Tab2Technicalpropertiesofaggregate 粒径/mm表观密度/(g・cm3)压碎值/%针片状/%吸水率/% 190〜3752623—17603995〜1902639195293041 475〜952660—2821540〜4752673———表3集料级配Tab3Aggregategradation通过下列筛孔的质量分数/%级配类型--------------------------------------------------------------------------------------------------375mm315mm190mm95mm475mm236mm06mm0075mm骨架密实级配设计级配上限1009464423224124510010070463628166(GM)下限100885838282083悬浮密实级配设计级配上限1001009570392351325100100100804932205(XM)下限10010090602915602垂直振动法2.1VVTE的构造及原理试验用VVTE的主要构造见图1.VVTE主要由控制平台、转动装置和振动系统构成，其核心结构为振动系统中的激振器，由两个平行的振动轴和一组对称的偏心块组成［Z0］.激振器的工作原理如图2所示2.2VVTE振动参数确定VVTE的振动参数主要包括工作频率、名义振幅和上、下车系统质量.2.2.1工作频率工作频率/是指偏心块转轴的转动频率，振动频率/0是指振动锤对被压材料施加的周期性变化力的频率，研究表明［24］，当/与被压材料的固有频率一致时，便容易产生共振，压实效果较好.但由于材料的固有频率难以准确获取,根据振动频率与被压材料的刚度有关这一特性，通过调节VVTE的工作频率，找到与被压材料相适应的振动频率根据现场振动压路机的工作频率，/拟选取30Hz.2.2.2名义振幅振幅是振动能量能达到的最大值,是表征振动范围和强度的物理量.VVTE 在振动压实过程中的振幅A无法直接控制，是一个随机的振动参数.因此，引入名义振幅以更好评价VVTE的振动特性，研究表明［25］，振幅越大,压实效果越理想，但过大的振幅反而会产生过压290大连理工大学学报第61卷4^(a)VVTE实物图动压路机设计原理，上、下车质量比值一般为0.6〜1.0,因此取VVTE上、下车系统质量分别为120,180kg.2.3VVTE振动参数的合理配置通过上述振动参数对CSCG填料影响规律的研究，得出CSCG填料压实效果最佳时VVTE 的振动参数，见表4.(b)VVTE构造图testing equipment表4VVTE工作参数Tab4Workingparametersofverticalvibration频率/Hz名义振幅/mm质量/kg上车系统下车系统工作质量30+214+02120+20180+20300+40图1垂直振动击实仪Fig1Verticalvibrationtestingequipment图2激振器工作原理Fig2Workingprincipleofvibrationexciter 2.4VVTE振动时间确定在S330驿城区至焦桐路段进行了CSCG振碾特性研究•通过在施工现场改变碾压工艺确定当前施工水平和工艺下基层施工现场所能达到的最大密实度•结果发现:采用静压1遍、振动5遍、静压1遍收面，可使现场实测干密度达最大值，其密度范围为2.465〜2.495g/cm3.采用现场CSCG材料进行室内振动击实试验,基于表4中工作参数得出VVTE振动时间对CSCG干密度影响规律如图3所示，水泥剂量为4.0%.由图3数据可知，在室内进行振动击实试验时，随着击实时间的增加，CSCG材料的密度持续上升，超过一定的振动时间后，其增长趋势开始平缓并稳定在一个极值附近.为与现场碾压水平工艺所达到的最大密实度相匹配，选取控制现场实现象，导致被压材料的结构变得疏松，压实表面产生搓板形等缺陷，降低压实质量.因此根据大量试验研究并结合振动压路机名义振幅取值范围（压实基层0.8〜2.0mm），拟选取VVTE的名义振幅人=1.4mm.2.2.3上、下车系统质量通过改变VVTE上、下车系统质量，可改变振幅和静面压力，而静面压力的大小直接影响VVTE的振动压实效果.已有研究表明「24（,当VVTE上、下车系统质量为293" 303kg时，压实效果最佳，且较为稳定，因此, VVTE上、下车系统质量选取为300kg.结合振(自3Pt/s图3CSCG干密度与振动时间关系Fig3Correlationbetweendrydensityandvibration time ofCSCG第3 期袁可佳等：水泥稳定破碎砾石垂直振动成型试验方法评价291压实度98%的室内振动击实试验达到最大干密 度2.515 g/cm 3所用的时间为100 s.因此，确定CSCG 压实标准为压实度98%，室内VVTE 振动击实时间100〜120 s.2.5试件垂直振动击实法采用垂直振动击实法确定CSCG 最大干密 度'dmax 和最佳含水率Spt ,其主要步骤如下：(1) 将制备好的湿混合料装入150 mm(<p )X(230 + 10) mm(-)的试模中，分3次装料，每次装完料通过捣棒对四周和中心进行插捣，确保插捣 均匀.(2) 吊起振动锤，将装满混合料的试模固定在振动压实仪底部，放下振动锤振动击实100 s,振 动击实的高度控制在(120 + 3) mm.(3) 用脱模器脱模，称取试件质量，并计算干密度(4) 重复上述步骤，绘制3'』关系曲线，计算彳得 3opt 禾口 'dmax •2.6试件垂直振动成型方法采用垂直振动成型方法成型150 mm(^)X150 mm(-)的CSCG 圆柱体试件，试验步骤如下：(1) 通过VVTM 确定的 3O pt 和 'dmax ' 配制湿混合料(2) 将装有湿混合料的整个试模固定在振动仪底板上,振动击实至试件高度150 mm .(3) 将试件脱模,用黑色塑料袋包裹放入养生室内进行养生3 VVTM 与传统方法对比3.1最佳含水率和最大干密度分别采用垂直振动法(VVTM )与室内静压法(QSCM )进行击实试验，两个试验段所得的 如ax 及3旳结果见表5.由表5可知，与QSCM 相 比,VVTM 确定的最大干密度平均可提升2%，最大干密度对应的最佳含水率降低约16%.分析其原因可知，相对于QSCM, VVTM 对 被击实材料施加的激振力，使其产生共振,继而产生相对运动，迫使细集料填充粗集料产生的空隙 中，成型的试件相对于后者更加的密实，从而使干表5 VVTM 和QSCM 下CSCG 最大干密度和最佳含水率Tab. 5The maximum dry density a nd optimum water content of the CSCG produced using VVTM and QSCM水泥剂量/%VVTMQSCM3optv /3optqdmax v/dmax q3opt, v / %'dmax,v/(g * cm 3)3opt,q/%'dmax,q/(g * cm 3)30432 423492 3780 881 01940432 427542 3800 801 020密度提高.高频激振力的作用促使混合料更加密 实，QSCM 中水对混合料的润滑作用使得试件更 容易密实，在振动击实中水的润滑作用就没有那么显著，VVTM 的最佳含水率较小. 3.2试件成型前后含水率变化规律分别采用QSCM 与VVTM 进行室内试验,成型后将试件用木锤轻敲使其松散，在烘箱中烘干，测试其含水率变化情况，结果见表6.GMXM试验 水泥表6试件成型前后含水率变化规律Tab 6 Thechangeruleofwatercontentbeforeandafterthespecimencompacted方法剂量/%最佳含 水率/%成型后含 水率/%含水率 差值/%含水率损失率/%最佳含 水率/%成型后含 水率/%含水率 差值/%含水率损 失 率/ %QSCM30474 140 5611 91524 590 6111 7340494 320 5811 84554 880 6211 27VVTM30383 770 030 79424 160 040 9540403 960 041 00464 560 040 87292大连理工大学学报第61卷表6中数据表明，基于QSCM 成型的CSCG试件,成型前后内部含水率损失率至少达11 27%以上•这是由于静压成型试件的最佳含水率由重 型击实试验确定,该方法下确定的含水率偏高，加之采用QSCM 成型试件，试件内部集料颗粒无法 有效运动形成嵌锁结构，从而导致水被挤出.然 而，基于振动击实法成型的试件在成型后含水率相比成型前损失不足1%.含水率的损失情况可 以表明，通过重型击实试验确定的最大干密度对 应的最佳含水率与静压法成型试件不符，而基于振动击实试验所确定的含水率与VVTM 更为吻 合36试件成型前后级配变化规律分别对QSCM 与VVTM 成型试件后混合料 进行筛分,测试其级配变化情况，结果见图4.908070605040302010―-♦-・・成型前-—■—QSCM 成型后，- 水泥剂量3%—QSCM 成型后，- 水泥剂量4%VVTM 成型后, 水泥剂量3%_ * VVTM 成型后,_ 水泥剂量4%100A/mm 00.075 0.62.36 4.759.519.0 31.5 37.5(a) GM图4试件成型前后矿料级配变化规律Fig 4 Thechangeruleofaggregategradationbeforeandafterthespecimencompacted由图4可知，采用GM 和XM 两种级配的试 件，其矿料级配变化规律基本一致，即VVTM 对于试件成型前后的级配影响很小，几乎可以忽略; 而QSCM 成型前后试件的级配变化较为明显，尤其对9. 5〜19. 0 mm 粒径集料影响较大，破碎的情况较为严重•其主要原因为，采用VVTM 成型试件,集料在合理的最佳含水率下，在试模内可自 由运动，最终达到相互嵌挤填充，最为密实的状态；而QSCM 通过两端持续稳定的压力成型试 件，由于其本身含水率过高,水在试模中占据了一定体积，很难被压缩，同时由于混合料直接被两端应力挤压成型试件，使得其颗粒无法自由运动，在 成型过程中，颗粒之间相互摩擦挤压，使得集料破 碎严重.由此可以表明，VVTM 更能够保证材料 的组成结构，并有效地反映其力学强度水平.36力学强度分别采用QSCM 与VVTM 两种方法成型CSCG 试件，养生至一定龄期，通过室内无侧限抗压强度试验和劈裂试验对比两种方法成型试件的 力学强度，结果见表7,其中抗压强度和劈裂强度采用计算得到95%保证率的代表值.两种方法成型试件的力学强度比值见表8由表8可以看出，随龄期的增长，两种方法成型试件抗压强度比值呈增大趋势，在28 d 龄期 后，其比值逐渐趋于稳定，平均比值为2. 4；劈裂强度的比值增长趋势与抗压强度相似，其平均比值为1.62.由此可知，相比静压法，振动法成型试件抗压强度平均提高140%，劈裂强度平均提高62%.CSCG 在无侧限抗压强度和劈裂强度两方面的力学特性方面，振动法相比静压法成型试件的力学特性得到较大的改善,究其原因有以下几点:(1) 从最大干密度方面来说,VVTM 是QSCM 击实试件最大干密度的1. 019〜1. 020倍，平均值为1. 020倍.在其他条件一定的情况 下,VVTM 较QSCM 成型试件的密实度要高，所以其力学特性方面得到了改善(2) QSCM 成型试件的最佳含水率较实际施工所采用的含水率要大得多•相同水泥剂量条件 下，采用QSCM 成型试件，CSCG 的含水率过大,甚至可以看出有水渗出•渗出的水夹带着部分水泥胶浆和细集料，成型试件的水泥剂量较实际情况偏小，降低了 CSCG的力学特性.细集料的流第3期袁可佳等：水泥稳定破碎砾石垂直振动成型试验方法评价293表7CSCG力学强度代表值Tab7ResultsofmechanicalstrengthforCSCGCSCG力学强度/MPa强度类型成型方式级配类型水泥剂量/%-------------------------------------------------------------------------------------------------3d7d14d28d60d90d30355472849298XM4.0 4.7 6.8819.211.111.8VVTM---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3.04.2 6.17.78810.010.7GM4.05.07.28910.212.313.0抗压强度-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------30172430343742XM40213033374246 QSCM---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------30192732354145GM4022313640485230033048062074083090XM40045055072083093099 VVTM-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------30036050065078087095GM40047058074087101110劈裂强度-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------30020029038044051058XM40025037041049058064 QSCM-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------30023034039046055061GM40027039046051062070表8VVTM与QSCM试件力学强度比值Tab.8Mechanical strength ratio of specimens compacted using VVTM and QSCMVVTM与QSCM的CSCG试件强度比值强度类型级配类型水泥剂量/%------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3d7d14d28d60d90d平均值30206225240247249233233 XM40224227245249264257244抗压强度--------------------------------------------------------------------------------------------------------------30221226241251244238237 GM402272322472552562502453.0 1.65 1.66 1.63 1.68 1.63 1.55 1.63XM4.0180 1.49 1.76 1.69 1.60 1.55 1.65劈裂强度--------------------------------------------------------------------------------------------------------------3.0 1.57 1.47 1.67 1.70 1.58 1.56 1.59GM4.0 1.74 1.49 1.61 1.71 1.63 1.57 1.62失使得粗集料骨架之间的空隙无法完全被填充，存在剩余空隙，耐久性差.(3)集料排列状况的差异：QSCM成型试件的原理是通过集料之间的相互挤压收缩来进行的，当挤压的力过大，粗集料就出现了破碎的情况，原先的级配受到破坏.VVTM通过对被压材料产生高频的激振力，迫使被压材料之间产生相对运动，粗集料产生破坏的现象明显变少，原先的级配未受到破坏，细集料充分填充了骨架间的空隙，混合料整体密实度提高.4试件振动成型法可靠性CSCG室内QSCM、VVTM和基层现场芯样抗压强度、劈裂强度及比值见表9和10,其中R cx.R vv和"eq分别为现场芯样、室内VVTM和QSCM试件的抗压强度；"*、"”和"q分别为现场芯样、室内VVTM和QSCM试件的劈裂强度.为尽量接近现场基层施工材料和养生条件，室内VVTM和QSCM试件原材料取自现场摊铺用混合料，在室内按98%施工压实度成型试件，再将294大连理工大学学报第61卷表9VVTM、QSCM与现场芯样抗压强度对比Tab9Comparison of compressive strength among specimens compacted using VVCM,QSCMandFCSs龄期/d"/MPa"cv/MPa"cq/MPa"cv/"cx"cq/"ex 7817332090040 14948537090039 281069943093041 6011910846091039 9012811650091039表10VVTM、QSCM与现场芯样劈裂强度对比Tab10Comparison of spli t ing strength among specimens compacted using VVCM,QSCMandFCSs龄期/d"ix/MPa"iv/MPa"iq/MPa"iv/"ix"iq/"ix 7069063034091049 14082075039091048 28098092047094048 60113105053093047 90119111055093046其运回到施工现场，与现场CSCG基层同步同条件养生由表9和10可知，在不同龄期下VVTM成型试件抗压强度与现场芯样强度的相关性为90%〜93%，平均为91.0%，劈裂强度与现场芯样强度的相关性为91%〜94%,平均为92.4%；而QSCM试件抗压强度与现场芯样强度的相关性为39%〜41%，平均为39.8%，劈裂强度与现场芯样强度相关性为46%〜49%，平均为47.6%，力学强度相关性平均值为41.8%.说明VVTM成型试件力学强度更接近现场芯样的力学强度，表明振动法对于CSCG基层材料具有较好的适用性与可靠性.5结论(1)研究了VVTE振动参数对CSCG压实效果的影响，并提出了VVTE振动参数：工作频率+为30Hz,名义振幅为1.4mm，上、下车系统质量分别为120)80kg.结合现场振碾特性，研究CSCG干密度与振动时间之间关系，确定振动击实时间为100〜120s.(2)提出了垂直振动击实试验方法，并对其物理性质进行评价:VVTM确定的最大干密度是QSCM的1.020倍,而其最佳含水率仅为QSCM 的84%.(3)提出了试件垂直振动成型方法，并对其物理力学性质进行评价:VVTM对于成型前后试件的级配影响较小，而QSCM成型前后其级配变化较为明显，尤其9.5〜19.0mm粒径集料破碎情况较为严重；与QSCM相比，VVTM成型试件抗压强度平均提高140%，劈裂强度平均提高62%；VVTM成型试件与现场芯样的力学强度相关性高达91.0%，而QSCM相关性平均为41.8%.参考文献：[1]纪小平，王涛，周泽洪，等.振动法水泥稳定砾石的力学疲劳特性与强度标准&'•建筑材料学报,2018,21(5)：761-767,774.JIXiaoping，WANG Tao，ZHOU Zehong，talMechanical and fatigue properties as well asstrength criteria of cement stabilized 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(CSCG)base,thevibrationcompactionparametersofverticalvibrationtestingequipment(VVTE) werestudiedandputforwardbasedontheprincipleofsimulatingthecompactionconditionande f ect nthefield ThephysicalandmechanicalpropertiesofCSCGcompactedusingquasi-static-compaction method(QSCM)and vertical vibration testing method(VVTM)were compared and analyzed. Accordingtothe mechanicalstrength offield core samples(FCSs),the correlation between the aboratorycompaction methodsandthefield wasevaluated Theresultsshowthatthecorrelationof mechanicalstrengthbetweenFCSsandCSCGcompactedusingVVCMisashighas910%,while that of QSCM is averagely41.8%.Compared with QSCM,the maximum dry density of the specimen compacted using VVTM can be increased by2%,the optimum water content can be reduced by16%, and the average compressive strength and splitting strength can be increased by140%and62%, respectivelyKey words:subgrade engineering；vibration compaction parameters；vertical vibration testing method；cement-stabilized crushed gravel;mechanical strength。
水泥稳定碎石施工过程质量控制振动击实法
➢ ④确定每一作业段的合适长度（一般建议50m-80m）。 ➢ ⑤严密组织拌和、运输、碾压等工序，缩短延迟时间。 ➢ 试铺段的检验频率应是标准中规定生产路面的2-3倍。当使用的
原材料和混合料、施工机械、施工方法及试铺路面各检验项目的 检测结果都符合规定，可按以上内容编写《试铺总结》，经审批 后即可作为申报正式路面施工开工的依据。
混合料摊铺
➢ 铺筑基层前，应检查下承层的质量。当下承层质量不符合设计及 规范要求时，应采取有效措施进行处理。
➢ 清理下承层，适当洒水，保持下承层湿润。 ➢ 摊铺机起步前在摊铺机熨平板下的左中右三处垫放木板，厚度为
所需摊铺的松铺厚度，用水准仪检测木板顶面间横坡，并拉线调 整熨平板使其在一直线上。
➢ 采用两台摊铺机梯队摊铺，两机前后相距10~20m，前方摊铺机 标高由钢绞线和铝合金梁控制，后方摊铺机外侧标高钢丝绳控制， 内侧标高由已摊铺但未碾压的结构层表面用自动找平滑靴控制。
➢ 2）击实试验
➢ 水泥稳定碎石采用振动压实试验方法确定各种混合料的最佳含水 量和最大干密度，至少应做三个不同水泥剂量混合料的振动压实 试验，即最小剂量，中间剂量和最大剂量。按规定压实度分别计 算不同水泥剂量的试件应用有的干密度。
➢ 3）强度试验
➢ 按最佳含水量和计算得到的干密度制备试件。进行强度试验时， 平行试验的试件数量应符合下表规定。
➢ 运输车接料方式采用前、后、中的方式均匀接料，以减少粗细集 料的离析现象。装料高度不允许超过原车厢板50㎝以防止混合 料满溢。
➢ 运输车覆盖苫布，用以减少运输过程中水分散失，防止混合料污 染，直至卸料时方可取下覆盖苫布。
➢ 运输车在已完成的铺筑层上行驶时速度要缓慢，控制在30km/h 以内，减少重载车辆对下承层的破坏，以及确保安全行驶。
浅谈水泥稳定碎石基层振动成型法的优势
市政道路水泥稳定碎石基层振动成型法的优势分析摘要：本文通过某市政公路振动压实成型法施工，解决了半刚性路面早起破坏现象明显的问题，提高了无侧限抗压强度，并阐述了质量控制措施及施工中应注意的问题。
关键词：水泥稳定碎石基层；振动压实法；重型击实；无侧限抗压强度；击实功0引言市政公路工程基层目前均采用水泥稳定碎石基层。
从正在建设的市政公路应用效果来看，传统重型击实法得出的成果对防止半刚性路面早期破坏现象并不明显，而振动压实成型法得出的材料配比，较好的模拟了现场的施工压实工艺，在路面结构不变的情况下，达到提高压实度、提高了无侧限抗压强度、预防了早期破坏的效果。
1振动成型法的基本理论所谓振动成型法是指采用振动成型压实试验仪进行水泥稳定碎石基层材料设计，采用振动压实成型试件的方法确定材料组成比例、最大干密度及最佳含水量，以及各项性能指标检测的水泥稳定碎石基层混合料设计施工方法。
原理是对颗粒材料施加冲击力，材料在处于振动状态下，产生水分离使材料颗粒的外层裹覆一层水膜，形成颗粒运动的润滑剂，减少了材料间的摩擦和粘结力，使颗粒间的摩擦力由初始的静摩擦状态逐渐转变为动摩擦状态，颗粒间的相对应位置在振动状态下发生变化，相互填充，材料内骨架颗粒之间相互挤崁结构，具有较高的承载能力和稳定性。
在共振作用下，当机械振动频率与被压材料固有频率一致时，被压材料的受迫运动最大，材料更易被压实。
2振动成型法的优势水泥稳定碎石作为路面基层的一种材料，具有原材料易得、整体性好、刚度和承载力大、水稳性以及抗冻性好，并随时间的延伸其强度也不断增长的特点，越来越多地应用于市政公路路面基层和底基层施工中。
可见振动成型方式是对原有级配形式进行优化，适当增加粗集料含量，提高材料颗粒间的崁挤性，通过增强碾压而使基层和底基层达到的整体性好、刚度和承载力大、水稳性以及抗冻性好的效果。
现就某市政公路工程工地试验室进行振动压实和重型击实方法进行了比较试验，见以下表1、表2、表3内容：原材料：碎石1＃料粒径采用31.5～19mm；碎石2＃料粒径19～9.5mm；碎石3＃料粒径9.5～4.75mm；碎石4＃粒径0～4.75mm；共四种规格的集料。
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浅谈水泥稳定碎石振动成型法
摘要：文章结合申嘉湖(杭)高速公路练杭段就采用振动成型法施工的水稳碎石基层技术要点及施工要点进行探讨。
对同一级配水泥稳定碎石混合料分别按振动法和静压法进行了试验，对比分析了两种方法成型试件的物理性能和结构特点。
结果表明，振动法成型的混合料物理性能和结构性能明显优于静压法成型的混合料。
以工程实例对试验研究进行了验证，振动法更适合水泥稳定碎石混合料的组成设计，以该方法确定的最佳含水量、最大干密度来控制现场施工质量更为合理。
关键词：振动成型法；水泥稳定碎石基层；设计；施工
1概述
目前我国的路面基层底基层基本上都是采用半刚性结构，这是我国自70年代以来为适应我国交通的发展所采用的比较成功的基层结构，半刚性结构对我国的路面发展起到了极大的贡献作用。
但是，随着使用时间的延长，半刚性结构的一些弊端也开始呈现，主要就是反映在路面的裂缝上。
混合料出现早期破坏与室内成型方式的不合理及质量控制标准单一导致水泥剂量过高、压实度标准偏低、级配不良等有密切关系。
要解决该弊端可以从两大方面进行改善，其一是提高道路基层材料的压实度，其二采用骨架密实型级配替代以往悬浮密实型级配。
下面结合申嘉湖(杭)高速公路练杭段就采用振动成型法施工的水稳碎石基层技术要点及施工要点进行探讨。
2设计
2.1路面结构设计
练市~杭州高速公路全长50.938 km按设计时速100km/h的四车道高速公路标准建设,路基宽26.0（24.5）m。
路面结构采用18 cm沥青混凝土面层(上、中面层均采用SBS改性沥青)+36cm水泥稳定碎石基层+20 cm低剂量水泥稳定碎石底基层。
基层、底基层混合料设计采用骨架密实型，配合比设计采用振动试验方法成型试件，并以振动成型试件的最大干密度作为标准密度。
基层、底基层配合比设计按无侧限抗压强度试验方法确定满足设计要求的配合比。
2.2混合料及配合比设计
2.2.1材料
（1）水泥：
普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥都可用于拌制
水泥稳定碎石混合料，宜采用强度等级不低于42.5级水泥，3天胶砂强度应不小于18MPa，水泥初凝时间应不小于3小时、终凝时间不小于6小时。
采用散装水泥，在水泥进场入罐时，要停放7天，安定性合格后才能使用；夏季高温作业时，水泥温度不能高于50度，否则，应采用降温措施，防止出现温缩裂缝和干缩裂缝。
（2）碎石：
碎石的最大粒径为31.5mm，宜按9.5～31.5mm、4.75～9.5mm、2.36～4.75mm和0～2.36mm四种规格备料。
碎石压碎值应不大于28%，粗集料针片状含量应不大于15%。
碎石中小于0.6mm的颗粒必须做液限和塑性指数试验，要求液限小于28%，塑性指数小于9%。
2.2.2级配设计
本工程的基层、底基层混合料设计是参照《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006),根据浙江省水泥稳定碎石振动成型法设计与施工技术研究的成果，并结合本工程不同工点试验段的总结提出的。
采用振动试验成型的水泥稳定碎石混合料级配及其技术性能应满足表1、表2的要求。
3施工
3.1混合料拌和
严格控制配合比和含水量每天开始搅拌前,检查场内各处集料的含水量，计算当天的配合比，混合料含水量比最佳含水量略高(0.5%)。
施工中随时抽检配合比、含水量，及时调整。
混合料装车时车辆应前后移动，避免混合料离析，运输过程采用彩条布覆盖以减少混合料水分的散失。
3.2混合料摊铺
（1）摊铺底基层前，路基应提前洒水湿润，并用胶轮压路机碾压；摊铺上层水稳碎石时，应将下层清理干净，在下层顶面撒布1∶3水泥浆，保证上下层连接为一整体。
（2）采用2台摊铺机梯队作业,控制好摊铺速度，连续摊铺，摊铺过程中因故停机超过2h的，必须按作业缝(接头)处理。
（3）摊铺中安排专人对两台摊铺机衔接处和路边缘易出现离析处进行处理，防止出现离析带。
3.3混合料碾压
（1）派专人紧盯压路机，必须保证足够的激振力和碾压遍数，采用大吨位振动压路机,快速压实。
（2）每台摊铺机后面，紧跟振动压路机和轮胎压路机进行碾压，一次碾压长度一般为40m左右。
碾压需在水泥终凝前及试验确定的延迟时间内完成。
（3）压路机的起步和制动必须平稳，防止出现波浪、推移。
碾压过程中和碾压后都进行压实度的检测，必须确保压实度。
（4）压路机碾压时重叠1/2轮宽，必须碾压到边，边缘地带应增加碾压1～2遍。
3.4养生
全断面覆盖透水土工布进行保湿养生，养生期为不少于7天，养生期间要封闭交通，禁止大型车辆通行。
4振动法与传统方法击实方式
4.1压实原理
重型击实方法是在室内通过施加冲击荷载对被压材料进行压实，静压法成型试件的方法与静力压路机滚压机理相同，无法准确地模拟施工现场碾压方式，因此室内实验成果与现场实际应用效果相差较远，无法准确地预测及控制现场施工。
振动法进行对混合料成型是用与重型击实等效的击实功进行表面振动击实成型，这在一定程度上模拟了高等级公路半刚性基层施工时普遍采用振动压路机振动压实方式，使混合料成型试件与施工现场压实机理相匹配,能有效指导现场施工。
4.2不同成型方式试件结构特征比较
由同级配、同水泥剂量水泥稳定碎石的静压成型试件7 d剖面图和振动成型试件7 d剖面图可以看出,振动成型试件侧面光滑密实易脱模，剖面结构密实，粗集料分布均匀且排列紧密，粗集料间隙被细集料及胶结料密实填充，肉眼观察看不到大的空隙，混合料形成一个完整密实的整体结构。
而静压成型试件剖面则很松散，且集料排布不均匀，嵌挤不明显。
4.3重型击实法与振动击实法确定的水泥稳定碎石混合料最佳含水量、最大干密度比较
对同级配、不同水泥剂量的水泥稳定碎石混合料，分别进行了重型击实试验和振动击实试验，其对比结果如表3。
重型击实的最佳含水量略高于振动击实的最佳含水量重型；振动成型的最佳含水量为4.7～5.1%，重型击实的最佳含水量为4.8～5.2%。
对于级配、水泥剂量相同的条件下，振动法与静压法确定最佳含水量时，最大干密度的比值为1.03，由最大干密度比值的差异可以看出，成型方式、级配对混合料最大干密度的直接影响。
在成型方式不同时，粗集料适当增加的骨架密实型水泥碎石混合料更适合于振动成型，且在振动成型方式，此混合料能获得最大的密实度。
4.4静压法与振动成型试件强度特征比较
水泥剂量相同时，振动成型试件的抗压强度相比于传统静压成型试件的强度有很大提高；在水泥用量为3.8%时，振动成型的7天无侧限抗压强度为6～9Mp以上，而重型击实法压制成型的7天无侧限强度一般为4～5Mp左右，二者的比值约为：1.4～1.8倍，其对比结果如表4。
5结语
结合练杭段对比分析振动法和静压法成型试件的物理性能和结构特点，结果表明：振动法成型的混合料物理性能和结构性能明显优于静压法成型的混合料；振动法更适合水泥稳定碎石混合料的组成设计，以该方法确定的最佳含水量、最大干密度来控制现场施工质量更为合理。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。