CN111443188A - 一种模拟施工状态的再生骨料透水砼浆体均匀性评价装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种模拟施工状态下再生骨料透水砼内部浆体均匀性的评价装置，包括：可调频振动台、固定套环、自制模具和砝码；所述固定套环固定安装于所述可调频振动台的上表面；所述自制模具通过所述固定套环为圆柱形，固定安装于所述可调频振动台；所述自制模具和所述砝码之间包括一个压板；所述压板下表面紧贴所述自制模具，上表面固定放置所述砝码；利用所述装置，测得每层再生骨料透水砼试件上下表面的平均裹浆层厚度、质量差和透水系数，对照标准组采用加权后的标准差系数，综合评价再生骨料透水砼内部浆体的均匀性。本发明的有益效果是：为不同粒径、不同配合比及不同设计孔隙率的再生骨料透水砼在不同振实方式下内部浆体的均匀性提出评价。

Description

一种模拟施工状态的再生骨料透水砼浆体均匀性评价装置
技术领域
本发明涉及建筑材料评价领域，尤其涉及一种模拟施工状态的再生骨料透水砼浆体均匀性评价装置。
背景技术
用再生骨料代替天然骨料，并与水泥、水及外加剂拌制而成的混凝土称之为再生骨料透水混凝土(Recycled Aggregate Permeable Concrete)，以下称为再生骨料透水砼。再生骨料透水砼是一种具有多孔结构和环保绿色的生态材料，能够减轻城市排水系统压力，使雨水渗入土壤，缓解“热岛效应”和“城市干燥化”可以及时补充地下水资源，防止地下漏斗导致的地表沉降，并且减少城市内涝灾害，符合我国“海绵城市”的可持续发展理念。在材料的内部组成方面，透水砼由包裹浆体的粗骨料堆积嵌锁而成。骨料表面裹覆浆体的量会对透水砼的孔结构特征造成直接影响，最终决定透水砼的透水性能、力学性能与耐久性能。具有一定流动度与粘结能力的浆体会较均匀完整的包裹在骨料周围，骨料与骨料间通过小面积的浆体粘结形成整体。
在不透水路面，即密实性砼路面摊铺过程中，摊铺机可以将拌和的砼均匀地摊铺在结构层上，摊铺机的振动能提升砼路面的压实度与整体性，在一定程度范围内振动频率越高，提浆、密实的效果越好。但是透水砼本身是多孔型砼，施工过程中摊铺方式和振实方式对它的路用性能影响将会更大。目前透水砼路面的施工中的常用成型方式主要有插捣成型、重力夯击成型、静压成型和振动成型。插捣成型，每层从四周向中间螺旋式插捣，上一层的插捣应穿透下一层的上表面。每层插捣20～30次左右，但插捣成型会破坏骨料表面的裹浆层、造成骨料的裹浆厚度不均匀以导致混合料之间不够紧密。虽然保证了内部具有一定的连通孔隙率，但会显著影响其整体力学性能。重力夯击成型主要是利用重物由上而下产生的冲击波使混合料颗粒达到密实效果，但这种方法容易造成骨料破碎，尤其是本身强度较低的再生骨料。静压成型是指利用静荷载对混合料持续施加压力，使得颗粒相互靠近达到密实的效果。静压成型压力过小时间过长容易造成试件上部密实下部疏松，也会影响路面整体施工的进度，压力过大容易造成上部再生骨料颗粒破坏。在透水砼路面施工中摊铺面积较大，采用静压成型的方式相对来说会比较麻烦，耽误施工进度。振动成型是利用振动能，使混合料发生运动，相互挤密，但振动时间和振动频率一般不易过大，振动过久容易导致骨料表面的浆体因重力作用下流至底部，造成上部浆体稀少，下部浆体堆积的现象。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种模拟施工状态的再生骨料透水砼浆体均匀性评价装置及其对应的评价方法，并通过模拟再生骨料透水砼在路面摊铺过程，施工机具产生不同的振动方式对透水砼内部浆体的影响，采用了一种较为精确骨料外表面裹浆层厚度的测量方法，并结合分层法测得的质量差、分层法测得的透水系数，对照标准组相关数据的量测结果，采用加权后的标准差系数，对振动后的再生骨料透水砼内部浆体的均匀性进行量化评价。
本发明提供一种模拟施工状态的再生骨料透水砼浆体均匀性评价装置，包括：
可调频振动台、固定套环、自制模具、压板和砝码；
所述可调频振动台内部为透水混凝土铺筑专用的可调低频平板振动器，通过平板振动器的振动带动振动台，用于模拟再生骨料透水砼在施工状态下受到的实际振动，所述压板用于压紧所述自制模具，防止振动时所述再生骨料透水砼浆体漏出；所述砝码用于模拟施工状态下再生骨料透水砼浆体的振动压实效果。
所述可调频振动台、所述固定套环、所述自制模具、所述压板和所述砝码从下至上依次连接；
所述自制模具为圆柱状，其一端通过所述固定套环固定在所述可调频振动台的上表面，以保证所述可调频振动台在振动过程中所述自制模具的稳定性；所述自制模具的另一端与所述压板的下表面固定连接；所述砝码固定安装在所述压板的上表面的中心处；
所述可调频振动台、所述固定套环、所述自制模具、所述压板和所述砝码的垂直中心轴线同轴。
进一步地，所述固定套环固定安装于所述可调频振动台的上表面；所述自制模具通过螺纹与所述固定套环连接。
进一步地，所述自制模具的尺寸由再生骨料的粒径设计得到，具体为：
当再生骨料粒径为x mm时，采用的所述自制模具为圆柱体，分k层，k为整数，大于1，每层尺寸为：高度H1 cm，直径为L cm；所述自制模具的总高度为k×H1cm；其中x的取值范围为[a,b]，0<a<b；
当再生骨料粒径为y mm时，采用的所述自制模具为圆柱体，分k-1层，每层尺寸为：高度H2 cm，直径为L cm；所述自制模具的总高度为(k-1)×H2 cm；其中y的取值范围为[c,d]，b<c<d；
当再生骨料粒径为z mm时，采用的所述自制模具为圆柱体，分k-1层，每层尺寸为：高度H3 cm，直径为L cm；所述自制模具的总高度为(k-1)×H3 cm；其中z的取值范围为[e,f]，d<e<f；其中k、H1、H2、H3、L、a、b、c、d、e、f均为预设值。
进一步地，所述自制模具的底层底部为实心，其余层的底部为直径是L1mm的不锈钢丝编织成的滤网；L1为预设值。
进一步地，所述滤网的孔径由所述再生骨料的粒径决定，具体为：
当再生骨料粒径为x mm时，所述滤网孔径为L2mm；当再生骨料粒径为y mm时，所述滤网孔径为L3mm；当再生骨料粒径为z mm时，所述滤网孔径为L4mm；L2、L3、L4均为预设值。
进一步地，一种模拟施工状态的再生骨料透水砼浆体均匀性评价方法，具体包括以下步骤：
S101：将所述再生骨料透水砼分两组均匀平稳地分层装入所述自制模具中；其中两组分别为标准组和测量组，标准组的所述自制模具仅有一层底层，测量组的所述自制模具包括多层；
S102：对于测量组，利用电子天平称取装入所述再生骨料透水砼后的所述自制模具的每层质量，从底层开始记录每层的质量分别为M1、M2、...Mk；k表示所述自制模具的层数；
S103：对于测量组，将所述自制模具固定安装于所述固定套环上，以此保证与所述可调频振动台相对固定，并将所述压板放置于所述自制模具的最顶层；对于测量组，仅将所述压板放置于所述自制模具的最顶层；在标准组和测量组的所述压板上再放置所述砝码；
S104：对于测量组，并开启所述可调频振动台，设置振动频率和振动时间，等待振动完毕；对于标准组，不进行振动设置，仅静放安置；
S105：对于测量组，振动完毕后，取下所述自制模具，并重新利用电子天平称取振动完毕后装有所述再生骨料透水砼浆体的每层模具的质量，从底层开始记录每层的质量分别为M’1、M’2、...M’k，并计算得到各层振动前后的质量差；
S106：对于标准组和测量组，均将所述自制模具放入恒温恒湿养护箱中养护7天后脱模；
S107：脱模后，对于测量组，根据透水系数测试标准利用透水系数测定仪测量所述自制模具各层的透水系数C1、C1、...Ck；对于标准组，用同样的方法测量其底层的透水系数C；
S108：对于测量组，利用自制裹浆层厚度测量卡片测量所述自制模具各层的上下表面每条测量线上的裹浆层厚度，进而得到该平面上的平均裹浆层厚度τij；其中i代表层数，j＝1代表本层下表面，j＝2代表上表面；对于标准组采用同样的方法得到标准组所述上下平面每条测量线上的裹浆层厚度，取标准组两个平面上裹浆层厚度的平均值作为标准组的平均裹浆层厚度τ；
S109：根据测量组所述自制模具3各层振动前后的质量差、所述自制模具3养护脱模后的各层再生骨料透水砼试件的透水系数、所述自制模具3养护脱模后的各层再生骨料透水砼试件上下表面的平均裹浆层厚度，对照标准组相关数据量测的结果，采用加权后的标准差系数，对振动后的再生骨料透水砼内部浆体的均匀性进行综合量化评价。
进一步地，步骤S108中，所述自制裹浆层厚度测量卡片，由再生骨料的粒径设计得到，具体为：
当再生骨料粒径为x mm时，在直径为L cm的圆形全透明卡片上打印长度为b mm的正方形网格作为参考量测系统；
当再生骨料粒径为y mm时，在直径为L cm的圆形全透明卡片上打印长度为d mm的正方形网格作为参考量测系统；
当再生骨料粒径为y mm时，在直径为L cm的圆形全透明卡片上打印长度为f mm的正方形网格作为参考量测系统。
进一步地，所述自制裹浆层厚度测量卡片其表面还打印有一定数量的水平参考线和数值参考线，具体如下：
当再生骨料粒径为x mm时，所述自制裹浆层厚度测量卡片的参考量测系统标有p条水平线和垂直线，分别标记为H1、H2、...、Hp和V1、V2、...、Vp；
当再生骨料粒径为y mm时，所述自制裹浆层厚度测量卡片的参考量测系统标有q条水平线和垂直线，分别标记为H1、H2、...、Hq和V1、V2、...、Vq；
当再生骨料粒径为z mm时，所述自制裹浆层厚度测量卡片的参考量测系统标有r条水平线和垂直线，分别标记为H1、H2、...、Hr和V1、V2、...、Vr；其中p>q>r>0，p，q，r为整数，且为预设值。
进一步地，步骤S108中利用自制裹浆层厚度测量卡片测量所述自制模具3脱模后的测量组各层以及标准组单层的上下表面骨料外表面裹浆层厚度，具体过程为：
S201：对恒温恒湿养护箱养护后，所述自制模具3脱模后的测量组各层再生骨料透水砼试件以及标准组单层再生骨料透水砼试件分别从上表面和下表面进行打磨，清晰地露出再生骨料和浆体
S202：将对应再生骨料粒径的所述自制裹浆层厚度测量卡片覆盖并固定在再生骨料透水砼试件的横截面上，使用精度为0.05mm的数字游标卡尺测量每条垂直线和水平线上骨料外表面的裹浆层厚度，从而得到横截面上单条水平测量线和垂直测量线上骨料外表面的裹浆层厚度。
步骤S109具体为：
S301：结合平面上每条水平和垂直测量线上的裹浆层厚度实测值可得到该平面上的平均裹浆体层厚度；
S302：结合每层上下两个测量平面的平均裹浆层厚度，尤其考虑顶层上平面和底层下平面的平均裹浆层厚度，对照标准组上下平面裹浆层厚度的平均值，对照测量组与标准组的透水系数，再结合分层法测得的质量差，采用加权后的标准差系数，对再生骨料透水砼内部浆体的均匀性进行综合量化评价；
具体公式如下：
Figure BDA0002405704930000061
其中：C：标准组的透水系数，单位为mm/s；
τ：标准组的平均裹浆层厚度，单位为mm；
Mi：测量组未振动时每层再生骨料透水砼的质量，单位为g；
Mi’:测量组振动结束后每层再生骨料透水砼的质量，单位为g；
Ci：测量组每层的透水系数，单位为mm/s，i的取值为1,2...n，n为所述自制模具(3)的总层数；
τij：测量组每层表面的平均裹浆层厚度，单位为mm；j的取值为1,2；其中j＝1代表本层下表面，j＝2代表上表面；
本发明的有益效果是：为不同粒径、不同配合比及不同设计孔隙率的再生骨料透水砼在不同振实方式下内部浆体的均匀性提出评价。
附图说明
图1是本发明一种模拟施工状态的再生骨料透水砼浆体均匀性评价装置的结构图；
图2是本发明一种模拟施工状态的再生骨料透水砼浆体均匀性评价方法的流程图；
图3是本发明实施例中4层自制模具与固定套环的示意图；
图4是本发明实施例中自制模具中间一层的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1，本发明的实施例提供了一种模拟施工状态的再生骨料透水砼浆体均匀性评价装置的结构图，具体包括：
可调频振动台1、固定套环2、自制模具3、压板4和砝码5；
所述可调频振动台1用于模拟施工状态下再生骨料透水砼浆体的振动过程；所述压板4用于压紧所述自制模具3，防止振动时所述再生骨料透水砼浆体漏出；所述砝码5用于模拟施工状态下再生骨料透水砼浆体的振实效果；
所述可调频振动台1、所述固定套环2、所述自制模具3、所述压板4和所述砝码5从下至上依次连接；
所述自制模具3为圆柱状，其一端通过所述固定套环2固定在所述可调频振动台1的上表面，以保证所述可调频振动台1在振动过程中所述自制模具3的稳定性；所述自制模具3的另一端与所述压板4的下表面固定连接；所述砝码5固定安装在所述压板4的上表面的中心处；
所述可调频振动台1、所述固定套环2、所述自制模具3、所述压板4和所述砝码5的垂直中心轴线同轴。
所述固定套环2固定安装于所述可调频振动台1的上表面；所述自制模具3通过螺纹与所述固定套环2连接。
所述自制模具3的尺寸由再生骨料的粒径设计得到，本实施例中，再生骨料粒径为4.75mm-9.5mm时，采用高度为3cm，直径为10cm的圆柱体模具，分为4层，总高度为12cm；再生骨料粒径为9.5mm-16.0mm时，采用高度为4cm，直径为10cm的圆柱体模具，分为3层，总高度为12cm，再生骨料粒径为16.0mm-19.0mm时，采用高度为4cm，直径为10cm的圆柱体模具，分为3层，总高度为12cm。请参考图3和图4，图3为4层的所述自制模具3，其中301代表所述自制模具3的底层，302代表所述自制模具3的顶层；图4为所述自制模具3的中间某层。
所述自制模具3的底层底部为实心，其余层的底部为直径是0.5mm的不锈钢丝编织成的滤网；
所述滤网的孔径由所述再生骨料的粒径决定，本实施例中4.75mm-9.5mm粒径的再生骨料透水砼采用孔径为4.75mm滤网，9.5mm-16.0mm粒径的再生骨料透水砼采用孔径为9.5mm的滤网，16.0mm-19.0mm粒径的再生骨料透水砼采用孔径为16.0mm的滤网。请参考图4，图4为所述自制模具3的中间某层，其底部带有滤网。
一种模拟施工状态的再生骨料透水砼浆体均匀性评价方法，具体包括以下步骤：
S101：将所述再生骨料透水砼分两组均匀平稳地分层装入所述自制模具3中；其中两组分别为标准组和测量组，标准组的所述自制模具3仅有一层底层，测量组的所述自制模具3包括多层；
S102：对于测量组，利用电子天平称取装入所述再生骨料透水砼后的所述自制模具3的每层质量，从底层开始记录每层的质量分别为M1、M2、...Mk；k表示所述自制模具3的层数；
S103：对于测量组，将所述自制模具3固定安装于所述固定套环2上，以此保证与所述可调频振动台1相对固定，并将所述压板4放置于所述自制模具3的最顶层；对于测量组，仅将所述压板4放置于所述自制模具3的最顶层；在标准组和测量组的所述压板4上再放置所述砝码5；
S104：对于测量组，并开启所述可调频振动台1，设置振动频率和振动时间，等待振动完毕；对于标准组，不进行振动设置，仅静放安置；
S105：对于测量组，振动完毕后，取下所述自制模具3，并重新利用电子天平称取振动完毕后装有所述再生骨料透水砼浆体的每层模具的质量，从底层开始记录每层的质量分别为M’1、M’2、...M’k，并计算得到各层振动前后的质量差；
S106：对于标准组和测量组，均将所述自制模具3放入恒温恒湿养护箱中养护7天后脱模；
S107：脱模后，对于测量组，根据透水系数测试标准利用透水系数测定仪测量所述自制模具3各层的透水系数C1、C1、...Ck；对于标准组，用同样的方法测量其底层的透水系数C；
S108：对于测量组，利用自制裹浆层厚度测量卡片测量所述自制模具3各层的上下表面每条测量线上的裹浆层厚度，进而得到该平面上的平均裹浆层厚度τij；其中i代表层数，j＝1代表本层下表面，j＝2代表上表面；对于标准组采用同样的方法得到标准组所述上下平面每条测量线上的裹浆层厚度，取标准组两个平面上裹浆层厚度的平均值作为标准组的平均裹浆层厚度τ；
S109：根据测量组所述自制模具3各层振动前后的质量差、所述自制模具3养护脱模后的各层再生骨料透水砼试件的透水系数、所述自制模具3养护脱模后的各层再生骨料透水砼试件上下表面的平均裹浆层厚度，对照标准组相关数据量测的结果，采用加权后的标准差系数，对振动后的再生骨料透水砼内部浆体的均匀性进行综合量化评价。
所述自制裹浆层厚度测量卡片，由再生骨料的粒径设计得到，本实施例中，再生骨料粒径为4.75mm-9.5mm时，在直径为10cm的圆形全透明卡片上打印长度为9.5mm的正方形网格作为参考量测系统，再生骨料粒径为9.5mm-16.0mm时，在直径为10cm的圆形全透明卡片上打印长度为16.0mm的正方形网格作为参考量测系统，再生骨料粒径为16.0mm-19.0mm时，在直径为10cm的圆形全透明卡片上打印长度为19.0mm的正方形网格作为参考量测系统。
所述自制裹浆层厚度测量卡片其表面还打印有一定数量的水平参考线和数值参考线，本实施例中，对于4.75～9.5mm粒径的再生骨料透水砼试件，测量卡片上的参考量测系统标有11条水平线和垂直线，分别标记为H1-H11和V1-V11。越接近试件边缘的测量线测量长度越短(H1/H11/V1/V11)，每一行的测量值越少。越接近试件中心的测量线测量长度越长(H5/H6/H7/V5/V6/V7)。测量线H6位于样本中心，其测量长度比其他测量线都长，包含有10个左右可测量的胶凝浆料厚度；对于9.5～16.0mm粒径的再生骨料透水砼试件，测量卡片上标有7条水平线和垂直线，分别标记为H1-H7和V1-V7。越接近试件边缘的测量线测量长度越短(H1/H7/V1/V7)，每一行的测量值越少。越接近试件中心的测量线测量长度越长(H3/H4/H5/V3/V4/V5)，测量线H4/V4位于样本中心，其测量长度比其他测量线都长，包含6个左右可测量的胶凝浆料厚度；对于对于16.0～19.0mm粒径的再生骨料透水砼试件，测量卡片上的参考量测系统标有6条水平线和垂直线，分别标记为H1-H6和V1-V6。越接近试件边缘的测量线测量长度越短(H1/H6/V1/V6)，每一行的测量值越少。越接近试件中心的测量线测量长度越长(H3/H4/V3/V4)，测量线H3/H4/V3/V4位于样本中心，其测量长度比任何其他线条都长，包含5个左右可测量的胶凝浆料厚度。
步骤S108中利用自制裹浆层厚度测量卡片测量所述自制模具3脱模后的测量组各层以及标准组单层的上下表面骨料外表面裹浆层厚度，具体过程为：
S201：对恒温恒湿养护箱养护后，所述自制模具3脱模后的测量组各层再生骨料透水砼试件以及标准组单层再生骨料透水砼试件分别从上表面和下表面进行打磨，清晰地露出再生骨料和浆体。
S202：将对应再生骨料粒径的所述自制裹浆层厚度测量卡片覆盖并固定在再生骨料透水砼试件的横截面上，使用精度为0.05mm的数字游标卡尺测量每条垂直线和水平线上骨料外表面的裹浆层厚度，从而得到横截面上单条水平测量线和垂直测量线上骨料外表面的裹浆层厚度。
步骤S109具体为：
S301：结合每个平面上每条水平和垂直测量线上的裹浆层厚度实测值可得到该平面上的平均裹浆体层厚度；
S302：结合每层上下两个测量平面的平均裹浆层厚度，尤其考虑顶层上平面和底层下平面的平均裹浆层厚度，对照标准组上下平面裹浆层厚度的平均值，对照测量组与标准组的透水系数，再结合分层法测得的质量差，采用加权后的标准差系数，对再生骨料透水砼内部浆体的均匀性进行量化评价；
具体公式如下：
Figure BDA0002405704930000111
其中：C：标准组的透水系数，单位为mm/s；
τ：标准组的平均裹浆层厚度，单位为mm；
Mi：测量组未振动时每层再生骨料透水砼的质量，单位为g；
Mi’:测量组振动结束后每层再生骨料透水砼的质量，单位为g；
Ci：测量组每层的透水系数，单位为mm/s，i的取值为1,2...n，n为所述自制模具(3)的总层数；
τij：测量组每层表面的平均裹浆层厚度，单位为mm；j的取值为1,2；其中j＝1代表本层下表面，j＝2代表上表面；
下面通过实施例进行描述。
实施例1
设计空隙率为20％，水灰比为0.3、液态减水剂0.3％的骨料粒径为9.5mm～16.0mm(堆积密度：1434kg/m3，饱和吸水率3.63％，表观密度2603kg/m3，压碎指标15％)的再生骨料透水砼，在振动频率为10hz，顶部荷载为10N、振动时间为10s的振动方式下对其内部浆体的均匀性进行评价：
步骤一：将新拌的再生骨料透水砼分层装入对应的模具中，装模结束后尽量让表面平整；
步骤二：称量每一层内透水砼的质量并记录(底层是底部密闭的圆柱形模具)，顶层质量定为M1，往下依次为M2,M3,M4；
步骤三：将测量组底层模具固定在振动台上，然后依次将其它层叠放在振动台上。注意在将装有新拌透水砼的模具放置振动台的过程中，轻拿轻放，防止浆体在转移过程中的流失，标准组在原位置保持不动；
步骤四：测量组所有模具装模完成后，在顶部放置一个1kg的砝码,模拟实际过程中产生的振实作用。测量组仅在原位置压板上放置1kg砝码；
步骤五：上述步骤完成之后，开启振动台，设置振动频率5hz和振动时间10s。
步骤六：振动结束后按层依次取下测量组模具，带滤网称量每层的透水砼的质量。分别记为M4’、M3’、M2’、M1’；
振动前后各层的质量差
Figure BDA0002405704930000131
步骤七：将测量组各层的再生骨料透水砼试件以及标准组试件放入温度为25℃，95％湿度条件下的恒温恒时养护箱养护7d后取出脱模；
步骤八：分别测试测量组每层试件以及标准组试件的透水系数，测试方法参照《透水混凝土路面技术规程》(CCJJ/T 135—2009)附录A中透水系数的测试方法；
各层的透水系数
层数 15℃透水系数mm/s
底层 4.2
第二层 5.3
顶层(第三层) 7.0
标准组 5.2
步骤九：分别测量测量组各层再生骨料透水砼试件以及标准组再生骨料透水砼试件上下表面骨料外的裹浆层厚度。将每层圆柱体试件分别从上表面和下表面进行打磨，同时清晰的露出骨料和浆体；
试样准备好后，将网格长度为16.0mm的参考量测卡片覆盖并固定在试样表面，使用精度为0.05mm的数字游标卡尺测量骨料颗粒的裹浆厚度，测量每条水平线H1-H7和垂直线V1-V7上的包裹骨料的浆体层厚度。测量者从样本顶部的第一条水平线开始，从左到右测量每条水平线。使用数字卡尺测量胶凝浆体的长度(沿着网格线)，直到遇到一个空隙或另一块骨料为止，每次观察到胶凝浆体边缘时，都重复这一过程。记录对应测量线上每颗骨料的外表面裹浆层厚度的长度，并在每条测量线上给出裹浆层厚度的平均值。最后，计算出整个测量平面上的平均裹浆层厚度。所述的9.5～16.0mm粒径的再生骨料透水砼试件表面裹浆厚度值记录情况如下表所示：
表1顶层(第三层)上表面骨料外的裹浆层厚度(mm)
Figure BDA0002405704930000141
表2(顶层)第三层上表面骨料外的裹浆层厚度(mm)
Figure BDA0002405704930000142
表3第二层上表面骨料外的裹浆层厚度(mm)
Figure BDA0002405704930000143
Figure BDA0002405704930000151
表4第二层下表面骨料外的裹浆层厚度(mm)
Figure BDA0002405704930000152
表5底层上表面骨料外的裹浆层厚度(mm)
Figure BDA0002405704930000153
Figure BDA0002405704930000161
表6底层下表面骨料外的裹浆层厚度(mm)
Figure BDA0002405704930000162
同理测得标准组上下平面的平均裹浆层厚度τ为：1.68mm。
步骤十：分析各层质量差、透水系数、裹浆层厚度三个指标的数据，综合评价再生骨料透水砼内部浆体的均匀性。
Figure BDA0002405704930000163
其中：C：标准组的透水系数，mm/s；
τ：标准组的上下表面骨料外表面的平均裹浆层厚度，mm；
Mi：测量组未振动时每层再生骨料透水砼的质量，g；
Mi’:测量组振动结束后每层再生骨料透水砼的质量，g；
Ci：测量组每层的透水系数；mm/s，n为自制模具的总层数；
τij：测量组每层表面的平均裹浆层厚度，mm(j＝1代表本层下表面，j＝2代表上表面)
带入数据可得：对于设计空隙率为20％，水灰比为0.3、液态减水剂0.3％、骨料粒径为9.5mm～16.0mm的再生骨料透水砼，在振动频率10hz，顶部荷载10N、振动时间10s的振动方式下内部浆体的均匀性系数为：N＝89.43％。
综上所述：对于设计空隙率为20％，水灰比为0.3、液态减水剂0.3％、骨料粒径为9.5mm～16.0mm的再生骨料透水砼，在振动频率10hz，顶部荷载10N、振动时间10s的振动方式下施工内部浆体的均匀性可以达到89.43％。可以进一步通过降低振动频率，减少顶部荷载的方式，使得该种类的再生骨料透水砼的浆体均匀性系数达到90％以上。
本发明的有益效果是：为不同粒径、不同配合比及不同设计孔隙率的再生骨料透水砼在不同振实方式下内部浆体的均匀性提出评价。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种模拟施工状态的再生骨料透水砼浆体均匀性评价装置，其特征在于：具体包括：可调频振动台(1)、固定套环(2)、自制模具(3)、压板(4)和砝码(5)；
所述可调频振动台(1)用于模拟透水砼路面铺筑机具低频平板振动器的振动作用对再生骨料透水砼内部浆体的影响过程；所述压板(4)用于压紧所述自制模具(3)，用于模拟在路面铺筑过程中再生骨料透水砼受到的真实压实作用；所述砝码(5)与所述压板(4)用于协同模拟再生骨料透水砼在路面铺筑过程中受到的真实振动压实作用。
所述可调频振动台(1)、所述固定套环(2)、所述自制模具(3)、所述压板(4)和所述砝码(5)从下至上依次连接；
所述自制模具(3)为圆柱状，其一端通过所述固定套环(2)固定在所述可调频振动台(1)的上表面，以保证所述可调频振动台(1)在振动过程中所述自制模具(3)的稳定性；所述自制模具(3)的另一端与所述压板(4)的下表面固定连接；所述砝码(5)固定安装在所述压板(4)的上表面的中心处；
所述可调频振动台(1)、所述固定套环(2)、所述自制模具(3)、所述压板(4)和所述砝码(5)的垂直中心轴线同轴。
2.如权利要求1所述的一种模拟施工状态的再生骨料透水砼浆体均匀性评价装置，其特征在于：所述固定套环(2)固定安装于所述可调频振动台(1)的上表面；所述自制模具(3)通过螺纹与所述固定套环(2)连接。
3.如权利要求1所述的一种模拟施工状态的再生骨料透水砼浆体均匀性评价装置，其特征在于：所述自制模具(3)的尺寸由再生骨料的粒径设计得到，具体为：
当再生骨料粒径为x mm时，采用的所述自制模具(3)为圆柱体，分k层，k为整数，大于1，每层尺寸为：高度H1cm，直径为L cm；所述自制模具(3)的总高度为k×H1cm；其中x的取值范围为[a,b]，0<a<b；
当再生骨料粒径为y mm时，采用的所述自制模具(3)为圆柱体，分k-1层，每层尺寸为：高度H2cm，直径为L cm；所述自制模具(3)的总高度为(k-1)×H2cm；其中y的取值范围为[c,d]，b<c<d；
当再生骨料粒径为z mm时，采用的所述自制模具(3)为圆柱体，分k-1层，每层尺寸为：高度H3cm，直径为L cm；所述自制模具(3)的总高度为(k-1)×H3cm；其中z的取值范围为[e,f]，d<e<f；其中k、H1、H2、H3、L、a、b、c、d、e、f均为预设值。
4.如权利要求2所述的一种模拟施工状态的再生骨料透水砼浆体均匀性评价装置，其特征在于：所述自制模具(3)的底层底部为实心，其余层的底部为直径是L1mm的不锈钢丝编织成的滤网；L1为预设值。
5.如权利要求3所述的一种模拟施工状态的再生骨料透水砼浆体均匀性评价装置，其特征在于：所述滤网的孔径由所述再生骨料的粒径决定，具体为：
当再生骨料粒径为x mm时，所述滤网孔径为L2mm；当再生骨料粒径为y mm时，所述滤网孔径为L3mm；当再生骨料粒径为z mm时，所述滤网孔径为L4mm；L2、L3、L4均为预设值。
6.一种模拟施工状态的再生骨料透水砼浆体均匀性评价方法，应用于任意一种如权利要求1～4所述的模拟施工状态的再生骨料透水砼浆体均匀性评价装置，其特征在于：具体包括以下步骤：
S101：将所述再生骨料透水砼分两组均匀平稳地分层装入所述自制模具(3)中；其中两组分别为标准组和测量组，标准组的所述自制模具(3)仅有一层底层，测量组的所述自制模具(3)包括多层；
S102：对于测量组，利用电子天平称取装入所述再生骨料透水砼后的所述自制模具(3)的每层质量，从底层开始记录每层的质量分别为M1、M2、...Mk；k表示所述自制模具(3)的层数；
S103：对于测量组，将所述自制模具(3)固定安装于所述固定套环(2)上，以此保证与所述可调频振动台(1)相对固定，并将所述压板(4)放置于所述自制模具(3)的最顶层；对于标准组，仅将所述压板(4)放置于所述自制模具(3)的最顶层；在标准组和测量组的所述压板(4)上再放置所述砝码(5)；
S104：对于测量组，开启所述可调频振动台(1)，设置振动频率和振动时间，等待振动完毕；对于标准组，不进行振动设置，仅静放安置；
S105：对于测量组，振动完毕后，取下所述自制模具(3)，并重新利用电子天平称取振动完毕后装有所述再生骨料透水砼的每层模具的质量，从底层开始记录每层的质量分别为M1’、M2’、...Mk’，并计算得到各层振动前后的质量差；
S106：对于标准组和测量组，均将所述自制模具(3)放入恒温恒湿养护箱中养护7天后脱模；
S107：脱模后，对于测量组，根据透水系数测试标准利用透水系数测定仪测量所述自制模具(3)各层的透水系数C1、C1、...Ck；对于标准组，用同样的方法测量其底层的透水系数C；
S108：对于测量组，利用自制裹浆层厚度测量卡片测量所述自制模具3各层的上下表面每条测量线上的裹浆层厚度，进而得到该平面上的平均裹浆层厚度τij；其中i代表层数，j＝1代表本层下表面，j＝2代表上表面；对于标准组采用同样的方法得到标准组所述上下平面每条测量线上的裹浆层厚度，取标准组两个平面上裹浆层厚度的平均值作为标准组的平均裹浆层厚度τ；
S109：根据测量组所述自制模具3各层振动前后的质量差、所述自制模具3养护脱模后的各层再生骨料透水砼试件的透水系数、所述自制模具3养护脱模后的各层再生骨料透水砼试件上下表面的平均裹浆层厚度，对照标准组相关数据量测的结果，采用加权后的标准差系数，对振动后的再生骨料透水砼内部浆体的均匀性进行综合量化评价。
7.如权利要求6所述的一种模拟施工状态的再生骨料透水砼浆体均匀性评价方法，其特征在于：步骤S108中，所述自制裹浆层厚度测量卡片，由再生骨料的粒径设计得到，具体为：
当再生骨料粒径为x mm时，在直径为L cm的圆形全透明卡片上打印长度为b mm的正方形网格作为参考量测系统；
当再生骨料粒径为y mm时，在直径为L cm的圆形全透明卡片上打印长度为d mm的正方形网格作为参考量测系统；
当再生骨料粒径为y mm时，在直径为L cm的圆形全透明卡片上打印长度为f mm的正方形网格作为参考量测系统。
8.如权利要求6所述的一种模拟施工状态的再生骨料透水砼浆体均匀性评价方法，其特征在于：所述自制裹浆层厚度测量卡片其表面还打印有一定数量的水平参考线和数值参考线，具体如下：
当再生骨料粒径为x mm时，所述自制裹浆层厚度测量卡片的参考量测系统标有p条水平线和垂直线，分别标记为H1、H2、...、Hp和V1、V2、...、Vp；
当再生骨料粒径为y mm时，所述自制裹浆层厚度测量卡片的参考量测系统标有q条水平线和垂直线，分别标记为H1、H2、...、Hq和V1、V2、...、Vq；
当再生骨料粒径为z mm时，所述自制裹浆层厚度测量卡片的参考量测系统标有r条水平线和垂直线，分别标记为H1、H2、...、Hr和V1、V2、...、Vr；其中p>q>r>0，p，q，r为整数，且为预设值。
9.如权利要求6所述的一种模拟施工状态的再生骨料透水砼浆体均匀性评价方法，其特征在于：步骤S108中利用自制裹浆层厚度测量卡片测量所述自制模具(3)脱模后的测量组各层以及标准组单层的上下表面骨料外表面裹浆层厚度，具体过程为：
S201：对恒温恒湿养护箱养护后，所述自制模具(3)脱模后的测量组各层再生骨料透水砼试件以及标准组单层再生骨料透水砼试件分别从上表面和下表面进行打磨，清晰地露出再生骨料和浆体；
S202：将对应再生骨料粒径的所述自制裹浆层厚度测量卡片覆盖并固定在再生骨料透水砼试件的横截面上，使用精度为0.05mm的数字游标卡尺测量每条垂直线和水平线上骨料外表面的裹浆层厚度，从而得到横截面上单条水平测量线和垂直测量线上骨料外表面的裹浆层厚度。
10.如权利要求9所述的一种模拟施工状态的再生骨料透水砼浆体均匀性评价方法，其特征在于：步骤S109具体为：
S301：结合每个平面上每条水平和垂直测量线上的裹浆层厚度实测值可得到该平面上的平均裹浆体层厚度；
S302：结合每层上下两个测量平面的平均裹浆层厚度，尤其考虑顶层上平面和底层下平面的平均裹浆层厚度，对照标准组上下平面裹浆层厚度的平均值，对照测量组与标准组的透水系数，再结合分层法测得的质量差，采用加权后的标准差系数，对再生骨料透水砼内部浆体的均匀性进行量化评价；
具体公式如下：
Figure FDA0002405704920000051
其中：C：标准组的透水系数，单位为mm/s；
τ：标准组的平均裹浆层厚度，单位为mm；
Mi：测量组未振动时每层再生骨料透水砼的质量，单位为g；
Mi’:测量组振动结束后每层再生骨料透水砼的质量，单位为g；
Ci：测量组每层的透水系数，单位为mm/s，i的取值为1,2...n，n为所述自制模具(3)的总层数；
τij：测量组每层表面的平均裹浆层厚度，单位为mm；j的取值为1,2；其中j＝1代表本层下表面，j＝2代表上表面。
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