摘要 针对以往碾压混凝土的研究缺少室内摊铺成形试验研究这一环节，作者研制了室内碾压混凝土路面摊铺成型试验设备，利用该设备可在室内进行反复的、大量的碾压混凝土路面实际摊铺试验，研究碾压混凝土路面熨平摊铺机理。

     关键词：碾压混凝土  试验设备  试验方法

l 前言

     碾压混凝土（Roller Compacted Concrete，简称RCC）是一种含水量低，水泥用量少，通过振动碾压施工工艺达到高密度、高强度的无塌落度超干硬性水泥混凝土。由f RCC路面的显著经济效益和社会效益，当今世界上许多国家都在对RCC路面技术进行研究。纵观国内外的研究成果可以发现，路面平整度和压实度问题仍然是公认的难题，路面平整度的不足制约了 RCC路面在高等级公路上的应用。为了解决这一问题，有必要研制室内碾压混凝土路面摊铺成型试验设备，利用该设备在室内进行反复的、大量的碾压混凝土路面实际摊铺试验，从而研究：

   （1）RCC路面摊铺机熨平板的振动频率人振幅A和双夯梁的工作频率fH以及熨平板的静压力q对RCC路面的初密实度、平整度和液化提浆效果的影响；

   （2）摊铺速度V对RCC路面的初密实度、平整度和液化提浆效果的影响；

   （3）RCC混合料配合比参数对RCC路面的初密实度、平整度和液化提浆效果的影响。

2 RCC路面摊铺试验设备工作原理

    本课题研制了室内RCC路面摊铺成型试验设备。该试验设备模拟高效强力压实熨平板，采用双夯梁和定激振系统，熨平板的振动频率、振幅、静压力、夯梁的工作频率以及RCC路面的摊铺速度都能够在大范围内无级或有级调节。

    试验设备安装于西安公路交通大学筑路工程机械系工程机械学科中心实验室。为了便于在实验室内模拟RCC路面摊铺机工作过程与RCC路面成石油枪茗趄首吸则直动煤理，多月层连纺织基平台水平移动，而摊铺机工作装置不移动的方法。试验设备基本结构示意图如图1所示。

1．活动路基平台2．卷扬机3．两侧挡料板4．强制式搅拌机5．计量闸板6．虚铺高度控制斜板
7．导料板8．夯梁9．熨平板箱体10．偏心激振器11．仰角调节螺杆 12．牵引大臂
 13．提升液压缸14．液压系统15．拉力传感器16．控制柜17．液压油箱

    考虑到RCC路面用料太多，所以试验设备上RCC路面成形宽度定为 1.5m，长度可达5m，试验可以反复多次进行。

    试验设备的工作原理是：①按配合比计算RCC混合料中各成分的用量，用磅秤称量各种成分并倒人搅拌机料斗内（其中水在搅拌时直接倒人搅拌罐内）； ②经混凝土搅拌机搅拌 3 min后，卸落在活动路基平台上，随着路基平台的前后移动（在卷扬机的牵引下），混凝土被计量闸板刮平（辅以人工刮平），经过虚铺高度控制斜板后，松散混凝土的虚铺高度达到要求；③活动路基平台向前（即向右）以给定的摊铺速度V前进，混凝土经过导料板后首先进人双夯梁下方，夯梁以给定的工作频率和固定的振幅夯击混凝土Z④混凝土进人熨平板箱体下方，熨平板箱体在激振器的作用下，以给定的振动频率 f和振幅 A在混凝土表面振动，混凝土被振实；⑤经过熨平板后， RCC路面密实成型 ；⑥两块面积为 140cm×55cm密实成型的 RCC路面板块连同底部的钢板被吊起，并移至它处，留待取样；⑦清扫活动路基平台，准备下一次试验。

3 试验设备的性能参数和测量方法

   （1）摊铺速度V的调节与测量

    活动路基平台由卷扬机牵引，卷扬机由液压马上选钻塑成速器带动输算通过液压系统中的电子调速阀对液压马达转速的控制，可使活动路基平台移动速度（即摊铺速度 V）在 0.3—10.0m/min范围内无级变化。试验时可用秒表测量平均摊铺速度。www.tmgc8.com

  （2）熨平板振动频率／和振幅A的调节与测量

    为了使熨平板箱体按要求的振动频率广和名义振幅A在RCC混合料表面振动，熨平板箱体的上平面安装了偏心激振器，激振器采用定向激振方式，即激振器的两根带有偏心块的激振轴同步反向旋转，离心力的侧向分力相互抵消，而垂直分力则为单根轴的两倍，所以熨平板箱体仅作垂直方向的振动。偏心激振器的激振轴由液压马达带动旋转，通过液压系统中电子调速阀对液压马达转速的控制，可使熨平板振动频率f在10—60HZ范围内无级可调。依靠改变偏心激振器的偏心质量矩可改变熨平板的名义振幅 A，振幅 A在 0.1～ 12mm范围内可调。试验时在熨平板上平面中央安装一个加速度传感器，可测量熨平板的实际振动频率f栩振动加速度a。

   （3）双夯梁工作频率名的调节与测量

    双夯梁安装在熨平板箱壁上，夯梁偏心轴由液压马达带动旋转，通过液压系统中的电子调速阀对液压马达转速控制，可使夯梁的工作频率f_H在 10一40Hz范围内无级可调。在夯梁上方安装一个加速度传感器可方便地测量夯梁的实际工作频率f_H。
  （4）摊铺阻力F的测量

    在活动路面板和卷扬机的钢丝绳之间串接一个BLR—l型拉力传感器（见图1），可以测量摊铺机工作装置工作时（即 RCC路面摊铺成形时），活动路基平台的移动阻力，即摊铺阻力F。

  （5）熨平板静压力q的调节

    由于室内模拟路面的成形宽度为1.5m，所以熨平板箱体的横向（指路面的横向）长度为 1．48m，两侧留 Icm间隙。熨平板箱体的纵向宽度为队6m，若摊铺速度（即活动路基平台的移动速度）为 lm/min时，则 RCC混合料经过熨平板正下方的时间达 36 s，加上余振的影响，可以使混凝土液化以达到密实状态。

    熨平板箱体上平面装有偏心激振器，加上双夯梁机构，熨平板对单位面积RCC混合料的静压力q为 9 kPa。在熨平板箱体内可放置钱码，通过增减硅码可使熨平板的静压力 q在 9～ 12 kPa范围内有级可调。

   （6）双夯梁振幅和熨平板仰角的调节

    双夯梁振幅和熨平板仰角的调节以及熨平板的其它参数和结构均和沥青摊铺机类似，但是根据碾压混凝土的特点作了必要的改进。

4 试验方法和考核指标

    为了降低试验成本，RCC路面摊铺宽度定为1.5m,路面的摊铺总长度2.8m，两端固定有横向挡料板。其中有效摊铺长度1．4m，两头各留0．7m作为熨平板启动和停机所占用的路段。为节约用料，两头的无效路段所用混合料中的水泥全部用粉煤灰取代（用水量适当增加），以便重复使用。有效路段和无效路段之间先用挡板隔开，铺料后将挡板移开。为了和实际RCC路面板的厚度问(220～240 mm）一致，试验中 RCC路面板成形厚度取 220 mm。

    试验时可采用正交试验法，考查因素可取摊铺速度V、熨平板振动频率f和振幅A、熨平板静压力 q、双夯梁工作频率 fs以及 RCC配合比参数：水灰比 K、砂率 Ps、灰浆裕度系数α、砂浆裕度系数 Ks和混凝土稠度等。考核指标为： RCC路面的初密实度、平整度、液化提浆情况和摊铺阻力。平整度用3m直尺测量，初密实度采用钻芯取样法量取，液化提浆情况用表面出浆面积评价。

5 结语

    本课题研制的大型室内RCC路面摊铺成形试验设备模拟高效强力压实熨平板，采用双夯梁和定向激振系统，熨平板的振动频率、振幅、静压力、夯梁的工作频率以及 RCC路面的摊铺速度都能够在大范围内无级或有级调节。利用该设备可进行系统的、反复的、大量的室内RCC路面摊铺成形试验，研究摊铺机工作装置与RCC相互作用的动态特性，研究摊铺机的机械参数和RCC配合比参数对RCC路面的初安实度、平整度和液化提浆效果的影响规律，从而得出摊铺机工作装置与RCC相互作用效果最好、路面摊铺成形质量（初密实度、平整度和液化提浆效果）最佳时的机械参数和RCC配合比参数

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