豐津公路半剛性基層材料振動成型設(shè)計方法介紹

1、振動成型設(shè)計方法介紹（文件編號：FJ001）天津市市政工程研究院2010年4月半剛性基層材料振動成型設(shè)計方法介紹1半剛性基層材料設(shè)計現(xiàn)狀幾十年來，半剛性基層材料的應(yīng)用及研究雖然取得了豐碩的成果，但遠(yuǎn)未達(dá)到完善的程度。半剛性基層瀝青路面路用性能并不是都獲得了預(yù)期的效果，工程實(shí)踐中出現(xiàn)的問題主要表現(xiàn)為存在收縮裂縫，當(dāng)有水滲入后可能出現(xiàn)唧漿現(xiàn)象；當(dāng)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計不合理或半剛性基層自身存在質(zhì)量問題時，往往會發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞。這些問題的存在與當(dāng)前半剛性基層材料設(shè)計方法和評價標(biāo)準(zhǔn)落后于當(dāng)前技術(shù)發(fā)展水平息息相關(guān)。 室內(nèi)成型方式與現(xiàn)場碾壓方式不匹配眾所周知，室內(nèi)試驗(yàn)要準(zhǔn)確、有效地預(yù)測與控制現(xiàn)場施工質(zhì)量，應(yīng)滿足兩個

2、最基本的條件，首先要求試件成型方式能夠最大限度地模擬基層施工條件，使室內(nèi)成果與基層實(shí)際應(yīng)用效果有可比性；其次要求各種性能評價指標(biāo)切實(shí)反映基層在其服務(wù)環(huán)境下的服務(wù)質(zhì)量。如今施工現(xiàn)場大量使用振動壓路機(jī)及輪胎壓路機(jī)，而室內(nèi)卻采用重型擊實(shí)法確定最佳含水量及最大干密度，用靜壓法試件強(qiáng)度作為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)控制水泥劑量。由此衍生出一系列問題：重型擊實(shí)法確定的最佳含水量及最大干密度作為現(xiàn)場振動壓實(shí)度的控制指標(biāo)是否合適；混合料分別在靜壓與振動作用下其力學(xué)特性或許不同，那么用何種成型方式制作的試件，其強(qiáng)度控制現(xiàn)場質(zhì)量更有效；用靜壓法進(jìn)行室內(nèi)研究所優(yōu)化的配合比（包括級配、水泥含量等）在振動壓實(shí)條件下路用性能是否最優(yōu)。1.

3、2 半剛性材料質(zhì)量控制指標(biāo)單一現(xiàn)行規(guī)范公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范（JTJ 034-2000）對混合料路用性能要求相對簡單。除原材料性質(zhì)外，對混合料只要求7天齡期的飽水無側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到要求即可，而對混合料抗裂能力既無標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，也沒有評價指標(biāo)，這就使得設(shè)計或施工時只注重提高強(qiáng)度，甚至有可能導(dǎo)致強(qiáng)度過大；至于由此造成的許多負(fù)面影響（剛度過大、抗裂能力差等）卻很少引起重視。1.3 現(xiàn)場壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)偏低壓實(shí)度達(dá)到較高標(biāo)準(zhǔn)對半剛性材料強(qiáng)度、抗裂能力及抗疲勞能力的提高均有顯著作用。壓實(shí)度的增加可以大幅度提高半剛性材料強(qiáng)度，與此相適應(yīng)，在較低的膠結(jié)料劑量下即可滿足強(qiáng)度要求，而膠結(jié)料劑量的降低則可以顯著提高半剛

4、性材料的抗裂能力；另一方面，壓實(shí)度的提高可以大大減少半剛性材料的微裂隙，從而提高其抗疲勞能力。因此，適當(dāng)提高壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)，能夠使半剛性材料在強(qiáng)度滿足要求的前提下具有較好的抗裂能力及抗疲勞能力。目前，壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)的適當(dāng)提高有堅實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)，與20年前的壓實(shí)施工機(jī)械相比，如今的施工壓實(shí)設(shè)備在性能及壓實(shí)功能上有質(zhì)的飛躍。而20年前的壓實(shí)控制標(biāo)準(zhǔn)為室內(nèi)重型擊實(shí)法確定的最大干密度，因此有理由認(rèn)為用性能大幅度提高的壓實(shí)設(shè)備應(yīng)該鋪筑出壓實(shí)度更高的、質(zhì)量更好的基層。但如室內(nèi)成型條件不加改變，還沿用重型擊實(shí)法，只能導(dǎo)致現(xiàn)今的筑路機(jī)械修筑出與以前相差無幾的半剛性基層，更嚴(yán)重的是，室內(nèi)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)已嚴(yán)重阻礙了科技進(jìn)步及生產(chǎn)

5、的發(fā)展，使得承包商對使用新工藝、新設(shè)備沒有積極性?，F(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的級配范圍太寬，難以保證工程質(zhì)量現(xiàn)行規(guī)范公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范（JTJ 034-2000）規(guī)定的混合料級配范圍太寬。在此范圍內(nèi)，不同級配的混合料其力學(xué)性能有很大差異，因此，不同級配半剛性材料的各種力學(xué)指標(biāo)即使全部滿足規(guī)范要求，也很難說這些混合料具有良好的抗裂能力。正是由于以上原因，導(dǎo)致了對半剛性基層認(rèn)識上的一些偏差，比如，工程技術(shù)人員對半剛性基層在瀝青面層鋪筑前大量出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象（不正常）已司空見慣；水泥穩(wěn)定級配碎石混合料的水泥劑量應(yīng)達(dá)到56以上（過高）幾乎成為共識；施工后的水泥碎石基層表觀密實(shí)、特別是光滑（級配不良）事實(shí)上已成為水

6、泥穩(wěn)定級配碎石基層質(zhì)量控制的重要標(biāo)準(zhǔn)；工程中為達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度指標(biāo)及保證路面芯樣完整，提高水泥劑量（非唯一方式）幾乎成為最有效的手段；現(xiàn)場芯樣無側(cè)限抗壓強(qiáng)度往往遠(yuǎn)大于室內(nèi)靜壓法成型試件強(qiáng)度的原因（室內(nèi)成型方式與現(xiàn)場不匹配）很少被考慮；現(xiàn)有壓實(shí)設(shè)備下，無需對施工工藝嚴(yán)格控制也能達(dá)到較高的壓實(shí)度（壓實(shí)度超百現(xiàn)象普遍存在，其實(shí)質(zhì)是重型擊實(shí)法確定的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)偏低）已被接受，但正是在壓實(shí)度容易達(dá)到的情況下，基層的壓實(shí)反而被忽視：某高速公路6的水泥劑量的水泥碎石基層一個月后仍不能取出完整芯樣，實(shí)測其壓實(shí)度僅92；山西晉陽高速公路通車不到一年時間就出現(xiàn)了嚴(yán)重的早期破壞現(xiàn)象，水泥穩(wěn)定級配碎石基層檢測結(jié)果表明，壓實(shí)

7、度大于97的僅占20，芯樣完整的鉆芯卻占總數(shù)的52，且強(qiáng)度較高，在如此之低的壓實(shí)度下仍能取出完整芯樣，可見水泥劑量之高。如上所述，半剛性材料出現(xiàn)早期破壞與室內(nèi)成型方式的不合理及標(biāo)準(zhǔn)單一導(dǎo)致結(jié)合料劑量過高、壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)偏低、級配不良等有密切關(guān)系。因此為進(jìn)一步提高路用性能，現(xiàn)實(shí)的措施是在合理的級配范圍內(nèi)，適當(dāng)降低結(jié)合料劑量、提高壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)。但最佳級配范圍如何確定，結(jié)合料劑量降低多少，壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)提高到什么程度，卻需要以科學(xué)的方法去開發(fā)能夠模擬現(xiàn)場壓實(shí)工況的室內(nèi)試件成型方式并提出切實(shí)可行的施工控制標(biāo)準(zhǔn)。因此，半剛性基層瀝青路面出現(xiàn)早期破壞現(xiàn)象并不表明半剛性基層瀝青路面路用性能差，更不等于半剛性基層瀝青路

8、面不適宜作高等級路面的結(jié)構(gòu)，只是工程實(shí)踐中出現(xiàn)的一些問題反映出目前采用的材料設(shè)計、評價指標(biāo)及試驗(yàn)方法等方面尚需進(jìn)一步研究并改進(jìn)。2 振動成型設(shè)備基本原理以高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行路基路面的壓實(shí)是保證路基路面具有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性的經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)措施。常用的壓實(shí)機(jī)械是壓路機(jī)，壓路機(jī)可分為振動壓路機(jī)和靜力壓路機(jī)。振動壓路機(jī)在壓實(shí)機(jī)械的發(fā)展史上是一項(xiàng)突破性的科技進(jìn)步，從此壓實(shí)效果的提高不再是依靠壓實(shí)機(jī)械的自重來實(shí)現(xiàn)。振動壓路機(jī)自20世紀(jì)30年代問世以來，得到了迅速的推廣和應(yīng)用，在20世紀(jì)60年代占領(lǐng)了世界壓實(shí)機(jī)械市場，成為壓實(shí)機(jī)械領(lǐng)域的主導(dǎo)產(chǎn)品。為適應(yīng)交通事業(yè)迅速發(fā)展的需要，我國壓路機(jī)行業(yè)也得到了大力的發(fā)展。八十

9、年代以前我國主要以生產(chǎn)靜力壓路機(jī)為主，八十年代后期至現(xiàn)在，振動壓路機(jī)已是筑路工程必備的壓實(shí)設(shè)備。振動壓實(shí)之所以得到如此長足的發(fā)展，是由于靜力壓路機(jī)與振動壓路機(jī)相比壓實(shí)能力有很大的局限性，壓實(shí)厚度受到限制，而且光面靜力壓路機(jī)在壓實(shí)作業(yè)中容易產(chǎn)生虛壓現(xiàn)象。而振動壓路機(jī)壓實(shí)效果好，影響深度大，生產(chǎn)效率高，且適用對象廣。我國公路、建筑部門室內(nèi)常用的確定材料最佳含水量及最大干密度的方法是擊實(shí)法，相應(yīng)測定材料的技術(shù)指標(biāo)的試件成型方式是靜力壓實(shí)方式。擊實(shí)方法在室內(nèi)通過施加沖擊荷載對被壓材料進(jìn)行壓實(shí)，與現(xiàn)場夯實(shí)過程一致，與現(xiàn)場靜力壓路機(jī)的作用過程雖不盡相同，但就通過對材料產(chǎn)生剪應(yīng)力使之壓實(shí)這一效果來說是相似的

10、。但與振動壓實(shí)通過高頻振動作用使材料產(chǎn)生液化來壓密的過程是完全不同的。靜力壓實(shí)成型試件的方法和靜力壓路機(jī)滾壓的機(jī)理是相同的，但是和振動壓路機(jī)的振動壓實(shí)機(jī)理則不同。室內(nèi)試驗(yàn)作為現(xiàn)場施工質(zhì)量控制的基礎(chǔ)，應(yīng)當(dāng)力求使室內(nèi)試驗(yàn)真正模擬現(xiàn)場的施工壓實(shí)工藝。擊實(shí)試驗(yàn)用來確定現(xiàn)場材料密實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)值，在國內(nèi)外已有成功的經(jīng)驗(yàn)，具有較為廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)和適用性，但若用此方法研究目前廣泛在路基路面施工壓實(shí)過程中應(yīng)用的振動壓實(shí)工藝效果顯然很牽強(qiáng)。而且振動壓實(shí)機(jī)理與靜力壓實(shí)機(jī)理不同，形成的被壓材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有所差別。雖然靜力壓實(shí)試件的試驗(yàn)方法簡單、易于操作且應(yīng)用廣泛，但室內(nèi)測定的材料的技術(shù)指標(biāo)和現(xiàn)場振動壓實(shí)下所實(shí)現(xiàn)的材料的

11、技術(shù)指標(biāo)是有所不同的。由此衍生出一系列問題：重型擊實(shí)法確定的最佳含水量及最大干密度作為控制施工質(zhì)量的技術(shù)指標(biāo)是否合適；以靜壓法或振動法成型的試件其物理力學(xué)性質(zhì)或許不同，那么用何種成型方式制作的試件強(qiáng)度控制現(xiàn)場質(zhì)量更有效；用靜壓法進(jìn)行室內(nèi)研究所優(yōu)化的配合比（包括級配、水泥劑量等）在振動壓實(shí)條件下路用性能是否最優(yōu)。因此有必要使用新的室內(nèi)壓實(shí)試驗(yàn)方法。為模擬振動壓實(shí)對材料的作用，采用自上而下振動的振動成型壓實(shí)機(jī)。研究使用該成型機(jī)進(jìn)行振動壓實(shí)試驗(yàn)，確定材料的最佳含水量、最大干密度及振動成型試件測定無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。2.1 振動成型壓實(shí)機(jī)械的數(shù)學(xué)模型振動壓實(shí)機(jī)械作為室內(nèi)試驗(yàn)設(shè)備，不可能在機(jī)械組成上完全模擬

12、振動壓路機(jī)，但必須使其壓實(shí)效果能與現(xiàn)場壓路機(jī)的現(xiàn)場壓實(shí)效果等效。為了使振動成型壓實(shí)機(jī)能模擬施工現(xiàn)場振動壓實(shí)效果，振動成型壓實(shí)機(jī)的“振動成型壓實(shí)機(jī)被壓材料”的動態(tài)響應(yīng)必須和“振動壓路機(jī)被壓材料”的動態(tài)響應(yīng)模型基本相同。壓實(shí)過程是壓路機(jī)和被壓材料發(fā)生復(fù)雜的相互動態(tài)作用的過程，因而對壓路機(jī)的特性研究不能脫離被壓實(shí)材料，應(yīng)將振動壓路機(jī)和被壓材料作為一個閉環(huán)系統(tǒng)來考慮。對振動壓路機(jī)的具體數(shù)學(xué)模型，1977年，美國學(xué)者E.T.seling和T.Syoo進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究，在完全彈性理論的基礎(chǔ)上建立了“振動壓路機(jī)被壓材料”系統(tǒng)兩個自由度的動力學(xué)模型。對振動壓路機(jī)的壓實(shí)機(jī)理及影響因素做了較為詳細(xì)的分析，模型運(yùn)

13、動方程如下： 式中：m2：振動輪質(zhì)量；m1：振動輪框架質(zhì)量；k1：減震器剛度；c1：振動器阻尼；k2：被壓實(shí)材料剛度；c2：被壓實(shí)材料阻尼；F0：偏心軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力；Fs：振動輪對被壓實(shí)材料的作用力；E.T.seling和T.Syoo用振動壓路機(jī)試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了此模型，大量的現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)和研究工作都證實(shí)此模型的理論分析結(jié)果和實(shí)測結(jié)果是基本吻合的，可以真實(shí)反映“振動壓路機(jī)被壓材料”系統(tǒng)的實(shí)際動態(tài)響應(yīng)。2.2 振動成型壓實(shí)機(jī)械結(jié)構(gòu)所用的振動成型壓實(shí)機(jī)由兩個在垂直平面上對稱布置的振動器施加振動力。振動器用兩個自位軸承把偏心塊支撐在振動軸的軸承上，通過偏心塊的高速旋轉(zhuǎn)對被壓材料施加呈正弦規(guī)律變化的激

14、振力。為了使激振力有級可調(diào)，把激振器的偏心塊設(shè)計成由固定偏心塊和活動偏心塊組成，通過花鍵齒調(diào)節(jié)活動偏心塊和固定偏心塊的相對夾角實(shí)現(xiàn)激振力的可調(diào)?；ㄦI齒分為4隔實(shí)現(xiàn)激振力在同一頻率下的四級可調(diào)。兩個振動器的偏心塊轉(zhuǎn)速相等但方向相反，當(dāng)振動軸帶動偏心塊高速旋轉(zhuǎn)時，兩個偏心塊產(chǎn)生的離心力的水平分量相互抵消，垂直分量相互疊加，從而形成垂直方向的正弦激振力。使振動系統(tǒng)在理論上產(chǎn)生垂直振動，減少橫向力的剪切作用，保證壓實(shí)設(shè)備的穩(wěn)定性。振動成型壓路機(jī)基本按照振動壓路機(jī)的結(jié)構(gòu)模型設(shè)計，其壓實(shí)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上分為上下兩部分，下車系統(tǒng)提供激振力和部分靜面壓力，上車系統(tǒng)提供另外一部分靜面壓力，振動成型壓實(shí)機(jī)的上下車重量

15、按照下車：整車0.6設(shè)計。用減震器把上下車系統(tǒng)聯(lián)結(jié)起來，減震器采用振動壓實(shí)平板夯所用的減震器，使上車系統(tǒng)模擬振動壓路機(jī)的機(jī)架對振動輪的束縛作用，同時通過上車的束縛作用使下車有規(guī)律地振動。由于振幅的影響因素主要是下車系統(tǒng)，而壓實(shí)的靜重是通過上下車的共同重量實(shí)現(xiàn)，這種設(shè)計還可以減小靜面壓力和振幅的相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)靜面壓力和振幅的單因素可調(diào)。通過添加配重塊的方法實(shí)現(xiàn)上下車重量的調(diào)整。采用變頻器實(shí)現(xiàn)振動頻率的無級可調(diào)，根據(jù)市場上振動壓路機(jī)常用的頻率和材料固有的頻率范圍，選擇頻率范圍050Hz，同時為減少振動對電機(jī)和變頻系統(tǒng)的破壞作用及控制壓實(shí)系統(tǒng)的重量，使系統(tǒng)能夠模擬較小靜面壓力下的振動壓實(shí)狀況，在設(shè)計時

16、將電機(jī)和變頻系統(tǒng)移出，采用軟軸和萬向節(jié)傳動。使用手動葫蘆調(diào)節(jié)壓實(shí)系統(tǒng)行程。由于高頻振動對設(shè)備損傷較大，為保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，設(shè)計的較小的13kPa的靜面壓力不容易實(shí)現(xiàn)。為此設(shè)備配有兩套加載系統(tǒng)，一套按照振動壓路機(jī)的數(shù)學(xué)模型設(shè)計，具有兩個振動器可以實(shí)現(xiàn)較大的靜面壓力和激振力。另一套只配有一個激振器，按照無人駕駛的振動壓路機(jī)設(shè)計，沒有上車系統(tǒng)約束，可以實(shí)現(xiàn)較小的靜面壓力和激振力。根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?，該設(shè)備配備了用于壓密和成型的兩套壓頭，以及用于上下車系統(tǒng)和單系統(tǒng)的各自的壓頭。2.3 振動壓實(shí)機(jī)械參數(shù)范圍 靜壓力范圍現(xiàn)有的大多數(shù)可用于路面、路基壓實(shí)的大中型振動壓路機(jī)的靜線壓力為300N/cm左右。用于路基壓實(shí)

17、的大中型壓路機(jī)的輪徑已趨于一致，一般在1500mm左右，滾輪接地面積可用b2Rsin計算，由此可計算出接地寬度b為。振動壓路機(jī)產(chǎn)生的接地壓力為140kPa左右。在公路土工試驗(yàn)規(guī)程（JTG E40-2007）中通過應(yīng)用表面振實(shí)儀法測粗粒土的最大干密度試驗(yàn)所用的靜面壓力為13.8kPa，代表性的振動壓路機(jī)產(chǎn)生的接地靜面壓力為140kPa，為摸索出與現(xiàn)有振動壓路機(jī)的壓實(shí)效果相應(yīng)的室內(nèi)試驗(yàn)所用的靜面壓力，振動成型壓實(shí)機(jī)的靜面壓力實(shí)現(xiàn)在14kPa400kPa范圍可變。 振動頻率、振幅、激振力范圍根據(jù)振動壓實(shí)理論，每一種材料都有不同的自振頻率，激振頻率與自振頻率一致時可達(dá)到最好的壓實(shí)效果。振動壓路機(jī)設(shè)計頻

18、率一般比被壓材料的自振頻率的變化范圍大一些。目前市場上用于壓實(shí)的大中型振動壓路機(jī)的振動頻率的范圍是：壓實(shí)路基2530Hz，壓實(shí)底基層2540Hz，對壓實(shí)粒狀材料和結(jié)合料的穩(wěn)定基層為3355Hz。而且從常用的振動壓路機(jī)的參數(shù)來看，壓路機(jī)的常用振動頻率為30、35、40Hz等，最大為48Hz。因此，研究用振動設(shè)備振動頻率實(shí)現(xiàn)50Hz以內(nèi)可調(diào)。振幅直接影響壓實(shí)深度，同樣的振動質(zhì)量及振動頻率時，提高振幅可以增加壓實(shí)效果的影響深度。但振幅過高會對減震帶來困難。根據(jù)長期試驗(yàn)及施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合施工要求及壓實(shí)對象，振動壓路機(jī)振幅選擇如下：壓實(shí)路基：1.42.0mm，壓實(shí)次基層：，對壓實(shí)粒狀料和結(jié)合料的穩(wěn)定基層取

19、振幅為0.40.8mm。振動壓路機(jī)常用振幅有、等。為能夠模擬常用振動壓路機(jī)的振幅，振動成型壓實(shí)機(jī)的振幅設(shè)計的可變范圍為0mm。激振力是影響壓實(shí)效果的主要參數(shù)之一。根據(jù)確定的靜面壓力和振幅范圍及頻率范圍可根據(jù)公式確定激振力范圍。激振力公式如下：其中m：下車系統(tǒng)質(zhì)量；：角頻率；A：振幅。振動壓實(shí)時間范圍振動壓實(shí)過程中，被壓材料顆粒由靜止的初壓狀態(tài)變化為運(yùn)動狀態(tài)要有一個過程，過渡過程持續(xù)的時間與被壓材料顆粒的粘聚力和吸附力有關(guān)，也與振動壓路機(jī)的振動輪的線荷載有關(guān)，線荷載越大所需時間越短。如果振動壓實(shí)時間過長必然會導(dǎo)致混合料內(nèi)部分層，因此振動壓實(shí)存在一最佳壓實(shí)時間。振動壓實(shí)時，材料相鄰顆粒的質(zhì)量差別越

20、大，它們之間的粘結(jié)力越弱則其相對位移將越大。當(dāng)用振動法壓實(shí)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料時，在頗大程度上將出現(xiàn)混合料的觸變性質(zhì)，在振動開始時，混合料稀釋，其性質(zhì)近似于液體或半干狀材料，振動終了時，各顆粒間的粘結(jié)力被恢復(fù)。這樣，具有較大質(zhì)量的顆粒在振動時得到較大的慣性力，首先脫離相鄰的粒料向下運(yùn)動。如果含有不同大小顆粒的材料進(jìn)行長時間的振動，則有可能出現(xiàn)分層現(xiàn)象。因此振動時間應(yīng)確定在材料具有最大密度和大顆粒之間的空隙由小顆粒填滿時結(jié)束。研究所用振動壓實(shí)成型機(jī)械時間范圍確定為015min。2.4 半剛性材料振動壓實(shí)參數(shù)半剛性材料振動成型參數(shù)為：振動頻率30Hz，偏心塊夾角30°，激振力7612N，靜

21、面壓力140kPa，振幅，振動總時間2min。圖1 振動成型壓實(shí)設(shè)備3 振動成型設(shè)計法科研成果（1）改變了傳統(tǒng)的重型擊實(shí)法及靜壓成型法，采用更能夠模擬現(xiàn)場壓實(shí)方式的振動法進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)及檢測。改變成型方式進(jìn)行半剛性材料設(shè)計并大規(guī)模應(yīng)用于實(shí)際工程，在國內(nèi)外屬于首次。（2）采用振動成型方式設(shè)計的水泥穩(wěn)定級配碎石半剛性材料的級配組成與傳統(tǒng)設(shè)計結(jié)果相比有重大改進(jìn)，主要表現(xiàn)為水泥劑量降低，同時強(qiáng)度提高、抗裂能力提高。與國內(nèi)外同類技術(shù)相比，水泥劑量降低1.01.5，強(qiáng)度提高1.52倍，而且，在相同水泥劑量下，振動成型試件干縮抗裂系數(shù)是靜壓成型條件下的1.5倍，表明振動成型材料抗裂能力大幅度提高，（3）與國內(nèi)外同類技術(shù)相比，設(shè)計的半剛性材料密度標(biāo)準(zhǔn)提高1.021.04倍。且實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)表明，用傳統(tǒng)的碾壓方式，在不增加設(shè)備投資的情況下完全可以達(dá)到新的設(shè)計方法的壓實(shí)度要求。（4）提出了新的半剛性材料干縮試驗(yàn)方法及評價指標(biāo)。（5）以振動成型方式為試驗(yàn)手段，以強(qiáng)度滿足要求、抗裂能力最佳為判據(jù)，提出了水泥穩(wěn)定級配碎石混合料的配合比設(shè)計優(yōu)化方法及優(yōu)化結(jié)果。（6）振動碾壓施作的基層芯樣無側(cè)限抗壓強(qiáng)度大于室內(nèi)靜壓法制作試件的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，而更接近于振動成型試件的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，由此表明，室內(nèi)用靜壓法試件強(qiáng)度控制現(xiàn)場施工質(zhì)量要求過高，導(dǎo)致水泥含量高、基層強(qiáng)度過高、抗裂能力差。而振動成型試件無側(cè)限抗壓