文章來源：微信公衆号”瀝青路面“

引言

目前，國外許多國家對于級配碎石的物理力學特性、結構設計的力學指标和基層結構的設計等方面做了很多的研究，由此對級配碎石的使用獲得了豐富的經驗，并且奠定了理論基礎。但很少在國外文獻中見到有關級配碎石振動成型的研究。國内許多高校和研究機在級配碎石的級配、物理力學特性和設計方法等方面也做了相當的研究工作。室内常用的級配碎石的成型方法主要有3種，分别為靜壓成型、擊實成型以及振動成型。關于成型方法對級配碎石物理力學性能的影響研究認為級配碎石越密實其力學性能越好，而關于成型方法對級配碎石級配擾動的研究則相對較少。本文采用振動成型和擊實成型兩種成型方法，從成型方法對級配碎石的級配擾動的角度，分析研究處于最佳含水量、最大幹密度狀态下的級配碎石CBR值的變化情況，并分析優良級配所選級配設計的K值。

試驗級配的确定

試驗中選用的是石灰岩，岩石的技術性質略。

級配對級配碎石路用性能(道路結構層中的剛度和強度)具有很重要的貢獻。為獲取最佳的級配，本文級配設計方法選用變K法。根據前人經驗K1值取0.55～0.7，K2值取0.65～0.8，在做本試驗研究時K1分别取0.5，0.6和0.7;K2分别取0.6，0.7和0.8。集料的最大直徑為26.5mm。

不同成型方法對級配碎石最大幹密度和最佳含水量的影響

按照級配分别通過擊實成型和振動成型各成型9組試件，然後測試件的最大幹密度以及最佳含水量。重型擊實方法采用直徑15cm，高12cm的試筒，分3層進行擊實，每層擊實98次。振動成型方法模拟實際的壓實狀況，采用相同的試筒，并且把試筒固定在振動台上，振動頻率取為60Hz，振幅為2mm。壓塊施加壓力為13.8kPa，同樣分3層振實，每次的振動時間為5min。

可以看出，對于用擊實成型和振動成型兩種不同方法成型的不同級配的級配碎石試件，在K2值相同的情況下，随着K1值的增加試件最大幹密度和最佳含水量都同步增大。這是因為随着K1值的增加，細集料含量增大，試件空隙率減小，因此試件的最大幹密度随着K1值增大而增大;細集料比表面積較粗集料大，其吸附水的能力比粗集料強，因此試件的最佳含水量也随着K1值增大而增大。同理有，在K1值相同的情況下，随着K2值的增大試件的最大幹密度和最佳含水量同樣都同步增大。

兩種不同方法成型同一種級配的級配碎石試件的最佳含水量略有差異，振動成型下的級配碎石試件的最佳含水量比擊實成型下的高出0.2%～0.5%。但是采用擊實成型的級配碎石試件的最大幹密度要高于采用振動成型成型的試件的。而且随着K1值和K2值的增大，即細集料含量的增加，兩種成型方法下的級配碎石試件的最大幹密度差值逐漸減小。為了分析其原因，本文選取K1值為0.6，K2值為0.7這一級配的級配碎石，分别采用擊實成型和振動成型方法成型級配碎石試件，然後對成型後的集料進行再次篩分，從而分析這兩種不同成型方法對級配碎石的級配擾動情況。

可以看出，振動成型後再次篩分的集料的級配曲線與原始設計級配曲線幾乎重合，這說明振動成型對級配碎石的原有級配幾乎不造成影響，級配擾動很小基本保持原有級配。可以看出，擊實成型後再次篩分的集料的級配曲線與原始設計級配曲線有一定的偏差，尤其是13.2～1.18mm這幾檔的集料的級配，這說明擊實成型對級配碎石的原有級配的影響比較大，級配的擾動比較大。從數據中可以看出擊實成型後再次篩分的集料中大粒徑的集料含量減少，這說明擊實過程中部分大粒徑的集料被鐵錘擊碎從而增加了細集料的含量，對原有級配造成了比較大的擾動。大粒徑集料被擊碎過程中，一方面大粒徑集料間的空隙率減小;另一方面随着細集料的增多，小顆粒集料填充到大顆粒集料間的空隙中，達到密實狀态，使得擊實成型後的試件空隙率減小，同種級配的試件在擊實成型條件下最大幹密度增大。

不同成型方法對級配碎石CBR值的影響

CBR值是一種表征級配碎石試件抵抗局部荷載壓入變形能力的力學指标。将每組集料在最佳含水量的情況下分别以擊實成型方法和振動成型方法進行成型試件。每組級配成型3個平行試件，對其進行CBR值測試。

可以看出在級配碎石的級配相同的情況下，振動成型的CBR值要遠高于擊實成型的CBR值，基本上振動成型的CBR值是擊實成型的CBR值的2倍。這主要是因為振動成型對級配碎石原有的級配的擾動很小，其原來的粗集料骨架結構幾乎未變，級配碎石基本保持原有的優良級配，并且振動成型使集料的嵌擠分布更為合理。因此振動成型的級配碎石試件的CBR值遠高于擊實成型的級配碎石試件的CBR值。這也進一步證明了振動成型方法的優越性。在兩種成型方法下均有，CBR值随着K的增大而先增大後減小，在K1=0.6，K2=0.7的時候取得最大值。這主要是因為開始随着K增大，細集料的百分比增加，級配碎石的密實度逐漸增大，CBＲ值也逐漸增大;而達到一定程度時，随着K增大，細集料的含量進一步增大，粗集料的含量進一步減少，粗集料形成的骨架結構所提供的強度逐漸降低，結構的整體穩定性下降，同時承載力随之下降。當粗集料減少量超過一定幅度後CBR值開始下降。這也證明了并非級配碎石密實度越大力學性能越好。

結論

通過以上對級配碎石的最大幹密度，最佳含水量和CBR值的研究和分析，可以得到級配碎石的不同成型方法與其性能變化的相關結論:

(1)随着K的增大級配碎石試件的最大幹密度和最佳含水量同樣都同步增大。(2)對于采用兩種不同方法分别成型同一種級配的級配碎石試件的最佳含水量略有不同，振動成型比擊實成型高出0.2%～0.5%。(3)采用擊實成型方法在擊實過程中大粒徑的集料被鐵錘擊碎從而增加了細集料的含量，對原有級配造成了比較大的擾動，導緻采用擊實成型的級配碎石試件的最大幹密度要高于采用振動成型的試件。(4)由于振動成型對級配碎石原有級配擾動小，級配碎石基本保持原有級配，而擊實成型對級配碎石級配擾動較大，破壞了原有的優良級配中的骨架結構。在級配碎石的級配相同的情況下，振動成型的CBR值要遠高于擊實成型的CBR值，基本上振動成型的CBR值是擊實成型的CBR值的2倍。(5)随着K值的增大，級配碎石的CBR值先增大後減小，說明級配碎石并非密實度越大力學性能越好。

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