水泥稳定碎石击实振动击实

公路水泥稳定碎石基层振动试验法设计指南

1 设计内容、设计标准和设计方法

①设计内容：根据水泥稳定碎石强度指标要求，优化集料比例和水泥剂量，并确定水泥稳定碎石混合料最佳含水量和最大干密度。

②设计标准：水泥稳定碎石底基层7d浸水无侧限抗压强度代表值R0.95≥

5.0MPa；水泥稳定碎石基层7d浸水无侧限抗压强度代表值R0.95≥

6.0MPa。

③设计方法：采用振动压实试验法优化水泥稳定碎石的集料级配、确定最大干密度和最佳含水量，振动压实成型方法成型试件测试7d无侧限抗压强度。振动试验方法见附录A和附录B。

2 集料级配

水泥稳定碎石集料组成应符合表1-1。

表1-1 骨架密实型水泥稳定碎石（底）基层级配

3 配合比设计步骤

①根据工地实际使用集料的筛分结果，确定各规格集料组成比例，集料合成级配应符合表1-1规定。关键要控制好9.5mm、4.75mm、0.075mm的通过量。

②取工地使用的水泥，底基层按水泥：集料=2.5:100、3:100、3.5:100，基层按水泥：集料=3:100、3.5:100、4:100对混合料振动击实，确定最佳含水量和最大干密度。

③根据振动击实法确定的最佳含水量和最大干密度，按要求压实度（基层压实度98％，底基层压实度97％）采用振动成型法制备试件，在标准条件下养生6d，浸水24h后取出，测试不同水泥剂量下混合料7d无侧限抗压强度。

④取符合1款第②条设计强度要求的配合比作为水泥稳定碎石的生产配合比，振动法确定的最佳含水量和最大干密度作为施工控制依据，经批准使用。

4 配合比设计注意事项

①在满足在满足1款第②条设计强度的基础上，控制水泥剂量，以减少收缩裂缝。实际施工过程中，水泥剂量不超过振动法设计水泥剂量-0.2~+0.5％。

②在规定的水泥剂量范围内，强度如达不到设计要求，应采取调整级配和更换料源等措施，不得单纯采用提高水泥剂量的方式。

3 碾压时的含水量宜接近于振动法确定的最佳含水量，最大不超过振动法设计最佳含水量+0.5％。生产配合比调试时，应根据施工时的气候条件，通过试验确定混合料拌制用水量。

附录A 水泥稳定碎石最大干密度和最佳含水量确定方法

——振动击实试验方法

①将试料置烘箱中烘干至恒重，烘箱温度为105±5℃，时间为4~6小时； ②取m s (g)烘干试料1份，加入m j (g)无机结合料，拌和均匀，得到干混合料；m s 取值应确保制备试样高度控制在120±10mm ，第1次试验时m s =5000±200g 。加入无机结合料的质量m j 按下式计算：

0.0110.01s j m m P P =⨯⨯-⨯

式中，P 为预设水泥剂量(%)；

③将质量(j m +s m )×w i 的水加入制备好的干混合料中拌和均匀，得到湿混合料；其中，w i 为第i 次试验时加入干混合料中的拌和含水量(%)，i ＝1，2，3，4，5；一般地，w 1=4~5%；

④将直径149mm 、高40mm 的试模下压柱放入试模下部并使底部齐平，所述试模的内径150mm ×高度230±10mm ，取制备好的湿混合料一份装入试模中；

⑤将整个试模(连同下压柱)固定在振动仪底板上，放下振动器使振动锤与被压材料接触，振动击实100~120秒；

振动仪参数：振动频率30±2Hz ，激振力7.6±0.2kN ，名义振幅1.4±0.2mm ，工作重量3.0±0.4kN ，上车系统1.2±0.2kN ，下车系统1.8±0.2kN ；

⑥吊起振动器，取下试模并放到脱模器上将试模内混合料顶出，即为试验用试样。试样高度控制在120±10mm ，当试样高度超出该范围时应作废，并视试样高度，适当增加或减少步骤②中的m s ，按照上述②~⑥步骤重新制备试样；

⑦试样干密度按下式计算：

2()()()110.01i d i i i m V w ρ=⋅+⋅

式中，()d i ρ是指第i 次试验时试样的干密度，m 2(i)为第i 次试验时的试样质量，V (i)为第i 次试验时的试样体积(cm 3)；

⑧计算振动击实前后湿混合料质量差m 1(i )－m 2(i )，确定第i+1次试验时加入混合料的拌合含水量w i+1(%)；其中m 1(i)第i 次试验时装入试模中的湿混合料质量，当m 1(i )－m 2(i )＜50g ，w i+1＝w i +0.5％，当m 1(i )－m 2(i )≥50g ，w i+1＝w i －0.7％；

⑨根据步骤②~⑧方法重复5~6次试验，确保5组试样高度有效，计算得到5组拌和含水量和干密度。以拌和含水量为横坐标、干密度为纵坐标，绘制干密度－含水量关系曲线，驼峰形曲线顶点的纵横坐标分别为最大干密度m a x d ρ和最佳含水量o w 。

附录B 水泥稳定碎石圆柱体试件成型方法

——振动压实成型方法

①在预定做试验的前一天，将试料置烘箱中烘干至恒重，烘箱温度为105±5℃，时间为4~6小时；

②称取制备一个试件所需的干燥试料质量

d m ,其中，d m a x m 2655(10.01P )d ρ=⨯⨯-⨯，

m ax d ρ为振动击实确定的混合料最大干密度(g/cm 3)，P 为预设无机结合料剂量(%)；

③加入质量为m ax 26550.01d P ρ⨯⨯⨯的无机结合料到质量为d m 干燥试料中，

拌合均匀得到干混合料；加入质量m ax o 26550.01d w ρ⨯⨯⨯的水到干混合料中，拌

合均匀得到湿混合料，其中，w o 为振动击实确定的混合料最佳含水量(%)；

④将直径151mm 、高40mm 的试模下压柱放入试模下部并使底部齐平， 所述试模的内径150mm ×高度230±10mm 。将湿混合料装入试模中，装料的质量=2650.72×K m ax d ρ(1+0.01w o )，其中，K 为试件的预定压实度(％)，V =π×7.5×7.5×15＝2650.72cm 3为试件的体积；

⑤将装有湿混合料的整个试模(连同下压柱)固定在振动仪底板上，放下振动器使振动锤与被压材料接触，试件的预定压实度K =97～98％时振动击实60～