張翠紅, 焦生杰, 吳青山, 曹學(xué)鵬, 朱文峰

(1.長(zhǎng)安大學(xué) 公路養(yǎng)護(hù)裝備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室,陜西 西安 710064; 2.西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院,陜西 西安 710200)

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MOH材料室內(nèi)壓實(shí)特性及壓實(shí)功研究

張翠紅1, 焦生杰1, 吳青山2, 曹學(xué)鵬1, 朱文峰1

(1.長(zhǎng)安大學(xué) 公路養(yǎng)護(hù)裝備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室,陜西 西安 710064; 2.西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院,陜西 西安 710200)

復(fù)合有機(jī)水硬性(multiplex organic hydraulicity,MOH)材料是以乳化瀝青水泥膠漿為結(jié)合材料的混凝土,可以在高寒地區(qū)實(shí)現(xiàn)常溫施工。為了確定合理的碾壓施工工藝參數(shù),文章對(duì)該材料的壓實(shí)特性進(jìn)行了研究。分別采用室內(nèi)旋壓和靜壓2種方法對(duì)試件進(jìn)行壓實(shí)成型,分析了表征壓實(shí)特性的密實(shí)度參數(shù)和成型試件的壓實(shí)效果,結(jié)果表明旋壓試件的均密實(shí)度達(dá)94.7%,靜壓試件的均密實(shí)度達(dá)94.1%,旋壓成型試件的集料顆粒壓碎率較靜壓少,旋壓試件的壓實(shí)效果略優(yōu)于靜壓試件。同時(shí),研究了實(shí)驗(yàn)參數(shù)變化對(duì)壓實(shí)過(guò)程特性的影響規(guī)律,表明壓實(shí)次數(shù)或靜壓力增加時(shí),壓實(shí)速率呈逐漸下降趨勢(shì)。基于壓實(shí)功等效原理,將試件旋壓做功轉(zhuǎn)化為靜壓做功,而后通過(guò)3次樣條曲線插值的擬合方法,獲得等效靜壓壓實(shí)過(guò)程中的靜壓功,從而獲得MOH材料室內(nèi)壓實(shí)成型達(dá)到一定密實(shí)度所需的壓實(shí)功。相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究成果及旋靜壓壓實(shí)功等效計(jì)算方法對(duì)實(shí)際碾壓施工工藝及其參數(shù)的確定具有重要的參考意義。

復(fù)合有機(jī)水硬性(MOH)材料;旋轉(zhuǎn)壓實(shí);靜壓壓實(shí);壓實(shí)特性;壓實(shí)功等效

常溫半柔性路面是以乳化瀝青水泥膠漿為結(jié)合材料的復(fù)合有機(jī)水硬性(multiplex organic hydraulicity,MOH)材料。MOH材料剛?cè)嵯酀?jì),可以實(shí)現(xiàn)常溫施工,即冷拌、冷鋪、冷壓,節(jié)能環(huán)保,具有高寒地區(qū)筑養(yǎng)路工程的顯著技術(shù)優(yōu)勢(shì),也是未來(lái)道路建養(yǎng)技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)乳化瀝青水泥膠漿材料的研究主要集中在該類(lèi)混合料的級(jí)配設(shè)計(jì)、微觀結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度形成機(jī)理、實(shí)驗(yàn)室成型方法、力學(xué)和路用性能等方面。文獻(xiàn)[1]采用無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度和修正的馬歇爾實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法設(shè)計(jì)水泥-乳化瀝青混合料的配合比；文獻(xiàn)[2-4]從微觀方面分析了水泥和乳化瀝青的相互作用機(jī)理以及由混合料強(qiáng)度形成機(jī)理;文獻(xiàn)[5]研究了水泥乳化瀝青混凝土的成型方法、路面性能以及該混凝土的影響因素、拌和及養(yǎng)護(hù)技術(shù)、力學(xué)性能；文獻(xiàn)[6-7]研究了水泥乳化瀝青混合料的加料順序及進(jìn)一步修正的馬歇爾實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法；文獻(xiàn)[8-10]分析了不同的AC值對(duì)水泥乳化瀝青混合料在馬歇爾穩(wěn)定度、劈裂強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等力學(xué)性能的影響；文獻(xiàn)[11]指出將水泥加入乳化瀝青混合料能顯著改善混合料的強(qiáng)度、溫度敏感性、蠕變和永久變形等力學(xué)性能；文獻(xiàn)[12]建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)水泥乳化瀝青混凝土的彈性模量；文獻(xiàn)[13-14]研究了影響水泥乳化瀝青膠漿工作和易性的黏度特性。

也有部分學(xué)者對(duì)該類(lèi)混合料的路面碾壓工藝進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[8,15-17]提出了水泥乳化瀝青混凝土路面的施工工序和工藝,包括拌和、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓和養(yǎng)生等方面,并鋪筑了該混凝土的試驗(yàn)路段;文獻(xiàn)[18-19]在室內(nèi)研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)際路面的鋪筑,探討水泥-乳化瀝青混合料路面的施工方法,提出了相應(yīng)的施工工法。水泥-乳化瀝青混合料路面碾壓施工參數(shù)及工藝直接影響到路面最終的密實(shí)度、力學(xué)性能和工作特性等路面質(zhì)量參數(shù),而以上研究在確定水泥-乳化瀝青混合料路面的施工工藝時(shí)并未考慮材料的室內(nèi)壓實(shí)功,即未將試件成型達(dá)到要求密實(shí)度時(shí)所需室內(nèi)擊實(shí)參數(shù)和路面碾壓參數(shù)(諸如激振力、頻率和振幅、碾壓速度和碾壓遍數(shù)等)進(jìn)行等效壓實(shí)功的換算,碾壓施工時(shí)主要憑經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定碾壓工藝參數(shù)。MOH材料因添加了水泥成分,為了確定出合理的該材料路面壓實(shí)參數(shù),本文通過(guò)不同方法的室內(nèi)壓實(shí)試驗(yàn)和理論計(jì)算得出MOH材料實(shí)驗(yàn)室壓實(shí)成型達(dá)到特定密實(shí)度所需的壓實(shí)功,為確定不同厚度路面所需壓實(shí)功和具體施工參數(shù)提供計(jì)算依據(jù)。

目前,室內(nèi)環(huán)境下研究MOH材料類(lèi)混凝土的擊實(shí)試驗(yàn)方法有馬歇爾擊實(shí)法和旋轉(zhuǎn)壓實(shí)法。對(duì)于馬歇爾擊實(shí)法,國(guó)內(nèi)普遍傾向采用修正的馬歇爾試驗(yàn)方法[20]。修正后的方法雖然能較大程度地避免混合料顆粒的擊碎,但不能模擬壓路機(jī)的搓揉碾壓作用。目前SGC旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀運(yùn)用到了瀝青混合料的室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)中,這是因?yàn)樾D(zhuǎn)壓實(shí)壓頭同時(shí)給混合料施加豎直壓力和水平剪力,使集料顆粒定向形成骨架,有效模擬了荷載對(duì)道路的搓揉壓實(shí)作用。該設(shè)備壓實(shí)成型的試件,其物理特性與現(xiàn)場(chǎng)鉆芯取樣的結(jié)果相關(guān)性好,較馬歇爾擊實(shí)方法具有明顯的優(yōu)越性[21]。但是對(duì)于旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀壓實(shí)功的計(jì)算,目前國(guó)內(nèi)外都鮮見(jiàn)相關(guān)的研究資料。靜壓法是在室內(nèi)通過(guò)壓力機(jī)對(duì)材料施加沖擊荷載進(jìn)行壓實(shí),靜壓成型試件的方法與靜力壓路機(jī)滾壓機(jī)理相同,混合料靜壓過(guò)程做功計(jì)算相對(duì)容易。

本文對(duì)MOH材料分別采用SGC旋轉(zhuǎn)壓實(shí)和靜壓法成型試件,對(duì)比兩者試件的密實(shí)度參數(shù)和壓實(shí)效果,分別分析旋壓壓實(shí)次數(shù)增加和靜壓力增大時(shí)壓實(shí)速率的變化趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)靜壓數(shù)據(jù)的數(shù)值分析獲得靜壓法成型試件所需的壓實(shí)功,基于壓實(shí)功等效原則,即將旋轉(zhuǎn)壓實(shí)做功等效為靜壓做功,獲得MOH材料實(shí)驗(yàn)室壓實(shí)成型達(dá)到特定密實(shí)度所需的壓實(shí)功。

1 MOH混合料配合比方案

MOH材料的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)是基于乳化瀝青破乳和水泥水化,乳化瀝青破乳后形成強(qiáng)度,并提供水泥水化所需水;水泥所具有的活性能促進(jìn)乳化瀝青破乳,同時(shí),水泥水化形成強(qiáng)度且水化熱能加速乳化瀝青的破乳,兩者共同提高早期強(qiáng)度。室內(nèi)試驗(yàn)采用的混合料配合比方案如下：水泥、水、乳化瀝青的質(zhì)量比分別為0.02、0.025、0.08。

2 原材料性能

2.1 集料級(jí)配

MOH混合料4 cm面層選用AC13瀝青混合料級(jí)配,集料為新鄉(xiāng)輝縣石灰?guī)r,壓碎值均小于12%,集料合成級(jí)配見(jiàn)表1所列。

表1 集料合成級(jí)配

2.2 乳化瀝青

瀝青原料為山東東明牌70#,乳化瀝青型號(hào)為高遠(yuǎn)mk-06慢裂快凝型,乳化瀝青性能檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2所列。

表2 乳化瀝青檢測(cè)結(jié)果

2.3 水泥

采用的水泥為河南孟店復(fù)合硅酸鹽水泥PC32.5,水泥檢測(cè)結(jié)果如下:細(xì)度為4.1%,密度為2 906 kg/m3,比表面積為374 m2/kg,標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為27.6%,初凝時(shí)間為213 min,終凝時(shí)間為289 min,膠砂流動(dòng)度為182 mm,3、28 d抗折強(qiáng)度分別為4.2、6.7 MPa,3、28 d抗壓強(qiáng)度分別為25.4、38.4 MPa。

3 室內(nèi)旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)研究

3.1 方案

混合料室內(nèi)拌和采用人工拌和,拌和前將礦料利用烘箱加熱至20 ℃?；旌狭咸砑禹樞蛞来螢榈V料、水泥、水、乳化瀝青,拌和過(guò)程為先將礦料和水泥攪拌均勻,接著依次加入水和乳化瀝青強(qiáng)力快速攪拌,整體拌和時(shí)間不超過(guò)1.5 min。

3.2 旋轉(zhuǎn)壓實(shí)方案

將拌和完成后的混合料立即裝入預(yù)先打好小孔的試模,然后采用SGC旋轉(zhuǎn)壓實(shí)分別成型4個(gè)試件。旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀為美國(guó)Troxler5850型SuperPave旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀。其主要參數(shù)選擇如下:p=(600±6) kPa,α=1.122°±0.002°,ω=(30±0.5)r/min,N設(shè)計(jì)=140次。旋轉(zhuǎn)壓實(shí)開(kāi)始后旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀會(huì)實(shí)時(shí)顯示旋轉(zhuǎn)壓實(shí)次數(shù)和試件高度,設(shè)計(jì)壓實(shí)次數(shù)(140次)時(shí)試件的密實(shí)度和任意旋轉(zhuǎn)次數(shù)時(shí)的密實(shí)度計(jì)算方法[10]如下:

(1)

(2)

其中,K設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)壓實(shí)次數(shù)(140次)時(shí)試件Gmb占Gmm的百分比;Kx為壓實(shí)次數(shù)為x時(shí)試件Gmb占Gmm的百分比;Gmb為設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)次數(shù)(140次)時(shí)試件達(dá)到的毛體積密度;Gmm為試件的最大理論密度;H為K設(shè)計(jì)時(shí)試件的高度;Hx為Kx時(shí)試件的高度。

試件毛體積密度測(cè)定方法參考T0705-2011壓實(shí)瀝青混合料密度試驗(yàn)中的表干法,測(cè)得值見(jiàn)表3所列。最大理論密度測(cè)定方法參考T0711-2011瀝青混合料理論最大相對(duì)密度試驗(yàn)中的真空法,測(cè)得值為2.496 g/cm3。

表3 旋壓試件密實(shí)特性

3.3 旋壓試件密實(shí)特性結(jié)果分析

旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試件效果如圖1所示,試件混合料顆粒被擊碎數(shù)量較少。4個(gè)旋壓試件密實(shí)度和旋轉(zhuǎn)次數(shù)之間的關(guān)系如圖2所示,平均密實(shí)度達(dá)94.7%。分析圖2可知,旋壓曲線可按旋壓次數(shù)分為以下4個(gè)階段:Ⅰ階段為0～20次;Ⅱ階段為20～60次;Ⅲ階段為60～100次;Ⅳ階段為100～140次。旋壓Ⅰ階段末時(shí),試件平均密實(shí)度達(dá)到87.65%;Ⅱ階段,平均密實(shí)度增加4.7%;Ⅲ階段,平均密實(shí)度增加1.45%;Ⅳ階段,平均密實(shí)度增加1.05%。旋轉(zhuǎn)壓實(shí)Ⅰ階段,平均密實(shí)度迅速增加,旋轉(zhuǎn)壓實(shí)后3個(gè)階段,平均密實(shí)度增加速率并未隨著旋轉(zhuǎn)壓實(shí)次數(shù)的增加而線性增加,壓實(shí)速率隨旋轉(zhuǎn)次數(shù)的增加呈逐漸減小趨勢(shì)。

圖1 旋壓試件

圖2 旋壓試件密實(shí)度隨壓實(shí)次數(shù)的變化

4 靜壓試驗(yàn)研究

本文靜壓試驗(yàn)混合料拌和方案與旋壓試驗(yàn)相同,試驗(yàn)采用的儀器是微機(jī)控制的電液伺服萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī),如圖3所示。

圖3 萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)

該試驗(yàn)機(jī)可通過(guò)對(duì)配套的軟件程序進(jìn)行設(shè)定而確定壓實(shí)方案,本次靜壓通過(guò)控制試件的變化高度(即豎向位移)來(lái)控制壓實(shí)進(jìn)程。

靜壓試件效果如圖4所示,混合料顆粒壓碎情況較少。靜壓試驗(yàn)完成后測(cè)定試件的毛體積密度,密實(shí)度結(jié)果值見(jiàn)表4所列。

圖4 靜壓試件

測(cè)定指標(biāo)試件1試件2試件3試件4壓實(shí)開(kāi)始高度/mm158.1164.3166.4169.7壓實(shí)終了高度/mm118.1119.3119.4119.7毛體積密度/(g·cm-3)2.352.342.362.34密實(shí)度/%94.193.994.493.9

由表4可見(jiàn),4個(gè)靜壓壓實(shí)試件壓實(shí)終了的平均密實(shí)度可以達(dá)到94.1%。試件壓實(shí)過(guò)程中,電腦自動(dòng)記錄的數(shù)據(jù)為靜壓壓力和豎向位移,為了便于和旋壓特性比較,在此轉(zhuǎn)化為靜壓壓力-密實(shí)度曲線,密實(shí)度計(jì)算方法采用旋壓方法中的(1)式和(2)式。

4個(gè)靜壓試件密實(shí)度隨靜壓壓力增加的變化曲線如圖5所示。

圖5 靜壓試件密實(shí)度隨靜壓壓力的變化

該靜壓曲線圖可按壓力分為5個(gè)階段：Ⅰ階段為0～1×105N;Ⅱ階段為1×105～2×105N;Ⅲ階段為2×105～3×105N;Ⅳ階段為3×105～4×105N;Ⅴ階段為4×105～5×105N。靜壓壓力在Ⅰ階段末時(shí),平均密實(shí)度達(dá)到83.15%;靜壓Ⅱ階段,平均密實(shí)度增加6.35%;靜壓Ⅲ階段,平均密實(shí)度增加2.15%;靜壓Ⅳ階段,平均密實(shí)度增加1.6%;靜壓Ⅴ階段,密實(shí)度增加0.95%?？芍?在靜壓Ⅰ階段,混合料密實(shí)度隨靜壓壓力增加大幅增加;在靜壓后4個(gè)階段(Ⅱ階段～Ⅴ階段),混合料密實(shí)度隨靜壓力增加呈非線性增加,且增加速率越來(lái)越小。

5 旋壓與靜壓等效壓實(shí)功計(jì)算

5.1 旋、靜壓壓實(shí)過(guò)程機(jī)理分析

比較旋壓試件和靜壓試件,從外觀來(lái)看,混合料顆粒均存在較少程度的壓碎情況,旋壓試件集料顆粒壓碎數(shù)量相對(duì)靜壓試件較少,旋壓試件密實(shí)度(94.7%)略高于靜壓試件密實(shí)度(94.1%),可知旋壓試件整體壓實(shí)效果優(yōu)于靜壓試件。

由圖2和圖5的分析可知,密實(shí)度隨旋壓次數(shù)或靜壓壓力的增加呈非線性增加,且增加速率越來(lái)越小。分析其壓實(shí)過(guò)程機(jī)理如下:旋壓和靜壓壓實(shí)初期,混合料顆粒分布疏散,部分水泥和乳化瀝青所含水分發(fā)生水化作用,水化產(chǎn)物較少,顆粒之間黏結(jié)力和摩擦力較小,因此較小的旋壓次數(shù)或靜壓力產(chǎn)生的剪切應(yīng)力就能大于混合料的抗剪強(qiáng)度,使顆粒的豎向位移快速增加,也即顆粒間相互嵌擠充填空隙相對(duì)容易,壓密變實(shí),混合料密實(shí)度增大較快;而在壓實(shí)后期隨著壓實(shí)次數(shù)或靜壓力的增加,水泥的水化產(chǎn)物越來(lái)越多,混合料顆粒間的相互靠近使得顆粒分布由松散逐步變?yōu)檩^密實(shí)狀態(tài),導(dǎo)致顆粒間的黏結(jié)力和摩擦力逐步增大[22],增加的旋壓次數(shù)或靜壓壓力要克服黏結(jié)力和摩擦力做功,導(dǎo)致混合料顆粒吸收的用于密實(shí)的有效能量越來(lái)越少[23],因此密實(shí)度并未隨著旋壓次數(shù)的增加或靜壓壓力的增大呈線性增加,且增加速率逐漸減小?？梢?jiàn)旋壓與靜壓兩者雖對(duì)MOH試件壓實(shí)方式不一致,但對(duì)該材料的壓實(shí)過(guò)程機(jī)理比較接近。

5.2 MOH路面壓實(shí)功

由上述分析可知，旋壓和靜壓2種壓實(shí)方法中的實(shí)驗(yàn)參數(shù)變化對(duì)壓實(shí)過(guò)程特性的影響規(guī)律比較接近。為了給確定出合理的MOH材料路面碾壓施工工藝及參數(shù)提供依據(jù),需要確定該材料試件的室內(nèi)壓實(shí)功。本文首先對(duì)靜壓壓實(shí)做功進(jìn)行分析和計(jì)算,再根據(jù)壓實(shí)功等效原理,即按旋壓和靜壓作用后試件密實(shí)度一致時(shí)所吸收的壓實(shí)能量相等的原則進(jìn)行旋壓和靜壓做功的等效,最終得出MOH材料實(shí)驗(yàn)室壓實(shí)達(dá)到要求密實(shí)度所需的壓實(shí)功。

5.2.1 靜壓擬合壓實(shí)功計(jì)算

按攤鋪后混合料密實(shí)度達(dá)到90%,混合料密實(shí)度從90%增加到94.1%為靜壓壓實(shí)對(duì)混合料做功,取4個(gè)靜壓試件靜壓壓力隨豎向位移增加的平均值變化曲線,通過(guò)3次樣條插值擬合法繪制靜壓壓力(F)-豎向位移(x)壓實(shí)曲線,擬合結(jié)果如圖6所示。

圖6 靜壓試件三次樣條插值擬合結(jié)果

通過(guò)擬合得到靜壓力與位移在壓實(shí)區(qū)間[0.019 237 5,0.025](相當(dāng)于密實(shí)度從90%到94.1%)的關(guān)系式為:

F(x)=1012×(-6.82 8x3+0.017 1x2)，

x∈[0.019 237 5,0.02]；

F(x)=1012×(8.415 8x3-0.023 9x2)，

x∈[0.02,0.022]；

F(x)=1012×(-6.135 1x3+0.026 6x2)，

x∈[0.022,0.023 5]；

F(x)=1012×(-6.135 1x3-0.00 1x2+

0.000 1x)，x∈[0.023 5,0.025]

(4)

通過(guò)對(duì)F積分(積分區(qū)間為0.019 237 5～0.025),可以得到靜壓試驗(yàn)機(jī)對(duì)試件所做的靜壓功WJ，即

(5)

5.2.2 旋壓和靜壓等效做功計(jì)算

靜壓試件經(jīng)壓實(shí)后平均密實(shí)度增加(從90%到94.1%)相當(dāng)于旋壓試件平均旋壓76次后增加的密實(shí)度。因此,旋壓試件平均旋壓96次所增加的密實(shí)度(從90%到94.7%)所需的旋轉(zhuǎn)壓實(shí)功WX′和靜壓功WJ有如下關(guān)系式:

(6)

由(5)式、(6)式計(jì)算得出,旋壓試件經(jīng)過(guò)旋壓96次所增加的密實(shí)度(從90%到94.7%)所需的壓實(shí)功為1 647 J。通過(guò)以上推導(dǎo)得出了MOH材料實(shí)驗(yàn)室試件壓實(shí)到密實(shí)度94.7%(壓實(shí)后高度為119.9 mm)所需的壓實(shí)功。而實(shí)際路面MOH層厚度會(huì)小于該試件高度,不同厚度路面所需壓實(shí)功規(guī)律需通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步研究。當(dāng)特定厚度路面壓實(shí)功得出時(shí),后續(xù)可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)得出碾壓機(jī)械一次操作所能提供的壓實(shí)能量,使路面碾壓所需功和施工機(jī)械提供的能量相等,從而可確定MOH材料路面碾壓所需的具體施工工藝參數(shù)。

6 結(jié) 論

通過(guò)旋壓和靜壓2種成型方法成型的MOH材料試件,密實(shí)度均超過(guò)94%,混合料顆粒壓碎情況較少,旋壓成型試件效果優(yōu)于靜壓試件,試件的整體性能強(qiáng)度預(yù)后性較好。對(duì)比分析了旋壓和靜壓試件成型過(guò)程中密實(shí)度的變化情況,表明混合料顆粒間因存在黏結(jié)力和摩擦力,隨旋壓次數(shù)或靜壓壓力的增加,密實(shí)度增加速率呈逐漸減小趨勢(shì)。基于壓實(shí)功等效原理,將試件旋壓做功轉(zhuǎn)化為靜壓做功,而后通過(guò)三次樣條曲線的插值擬合方法,獲得等效靜壓壓實(shí)過(guò)程中的靜壓功,從而得出MOH材料實(shí)驗(yàn)室壓實(shí)成型達(dá)到一定密實(shí)度所需的壓實(shí)功。后期可結(jié)合修正的馬歇爾試驗(yàn)方法、振動(dòng)碾壓試件成型方法對(duì)壓實(shí)功的計(jì)算作進(jìn)一步的優(yōu)化,為后續(xù)選擇路面碾壓參數(shù)提供更為可靠的理論依據(jù)。

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(責(zé)任編輯 閆杏麗)

Study of indoor compaction characteristics and compaction power of MOH material

ZHANG Cuihong1, JIAO Shengjie1, WU Qingshan2, CAO Xuepeng1, ZHU Wenfeng1

(1.National Engineering Laboratory for Highway Maintenance Equipment, Chang’an University, Xi’an 710064, China; 2.Xi’an University of Technological Information, Xi’an 710200, China)

Multiplex organic hydraulicity(MOH) material is a kind of concrete with the bonding material of emulsified asphalt cement mortar. It can be used in the construction in the alpine region at normal temperature. In order to determine the rolling compaction process parameters of this material, the compaction characteristics were studied. The gyratory and static compaction molding methods were employed. Both of the compactness and compaction effect which represent the compaction characteristics were analyzed. It was concluded that average compactness of the gyration compaction specimens reached 94.7% and average compactness of the static compaction specimens reached 94.1%. The crushed mineral aggregate particles of the gyratory compaction specimens were less than those of the static compaction specimens. So the gyratory compaction specimens had better compaction effect than the static compaction specimens. The effect rule of the variation of experiment parameters on the compaction process characteristics was researched. The results indicated that the compaction rate decreased gradually with the increasing static pressure or the increasing compaction number. According to the equivalence principle of compaction power, the gyratory compaction power was equivalent to the static compaction power. The static compaction power of the material was calculated through the fitting of cubic spline interpolation. Finally, the required indoor compaction power of MOH material specimen for reaching the specific compactness was calculated. The related experimental research results and the numerical calculation method of the equivalence of gyratory and static compaction can provide reference for determining actual rolling construction process and parameters.

multiplex organic hydraulicity(MOH) material; gyratory compaction; static compaction; compaction characteristics; equivalence principle of compaction power

2016-11-18；

2017-03-12

國(guó)家科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目(2015BAF07B08);陜西省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2017JQ5081)和中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(310825151040)

張翠紅(1982-),女,山西臨縣人,長(zhǎng)安大學(xué)博士生； 焦生杰(1955-),男,陜西富平人,長(zhǎng)安大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師.

10.3969/j.issn.1003-5060.2017.07.016

U415.6

A

1003-5060(2017)07-0938-00