一种填石料最大压缩率和最大成型密度试验方法

摘要

本发明公开了一种填石料最大压缩率和最大成型密度试验方法，根据填石料的填充特性和破碎特性相似，进行相似级配试验设计，依据压路机与填石料的接触应力确定成型压力，测定成型过程荷载‑位移曲线，利用荷载‑位移曲线确定初压位移与终压位移，计算压缩率和成型密度，通过建立压缩率、成型密度和破碎率与骨架颗粒含量的关系，确定最大压缩率、最大成型密度及不同工况下的破碎率。为研究填石料的物理力学性能和建立填石料的本构关系提供一种成型手段，对填石料的试验研究和填石路基的压实控制有重要的应用价值，应用本发明可显著提升填石料研究和填石路基定量压实控制的水平。

说明书

技术领域

本发明属于填石路基压实控制技术领域，具体涉及一种填石料最大压缩率和最大成型密度试验方法。

背景技术

公路工程中填石路基应用十分普遍，填石路基压实控制中，需要确定最大压缩变形率或最大成型密度，才能测定填石路基的压实度，计算填石路基压实成型后的空隙率。由于填石料的颗粒尺寸大、成型过程中石料破碎，室内试验难以确定填石料的最大压缩率和最大成型密度，现场压实控制也没有与室内试验相对应的压实度检测方法。

现行公路路基设计规范和施工技术规范均规定了填石路基的压实空隙率控制要求，空隙率计算涉及填石料颗粒的天然密度和堆积密度，规范没有给出相应的试验检测方法；公路土工试验规程推荐的粗粒土和巨粒土最大干密度试验方法，需要采用全相似级配，并且成型功与现场压实功差异很大，不能反映填石料颗粒堆积和破碎对成型密度的影响，现场也无法直接测定填石路基的成型密度。

因此，目前填石路基的压实控制主要采用给定压路机吨位后的碾压遍数控制或成型后补压一至二遍的压实变形差控制，无法确定填石路基的压实度和空隙率，也无法评价填石路基的强度、变形和稳定性。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种填石料最大压缩率和最大成型密度试验方法以测定填石路基的强度、变形和稳定性。

为了达到本发明的上述技术目的，本发明具体通过以下技术方案实现：

一种填石料最大压缩率和最大成型密度试验方法，包括以下步骤：

S1实验选材，根据填石料中骨架颗粒与填隙颗粒的比例，确定填石料的相似级配；将填石料的最大粒径缩小到相似级配的最大粒径，满足室内成型试验的最大粒径要求；按照相似级配中粗颗含量与填石料中骨架颗粒含量相似，确定成型试验时相似级配中粗颗粒含量范围；

S2测定参数的演化，根据填石路基施工压路机的标准吨位与填石路基的最终成型状态，确定最大成型压力；测定相似级配试样成型过程中的荷载-位移曲线，利用荷载-位移曲线确定初压状态和终压状态，计算压缩变形率和成型密度；成型后的填石料进行筛分试验，测定粗颗粒含量；

S3测定图纸绘制，测定5个不同粗颗粒含量时相似级配填石料的压缩变形率和成型密度进行测定图纸绘制，分测定图纸包括压缩变形率、成型密度和破碎率、粗颗粒含量的关系曲线、确定最大压缩变形率、最大成型密度和破碎率。

进一步，所述S1中填石料的骨架颗粒包括石块，骨架颗粒与填隙颗粒的粒径比为8∶10；其中相似级配的最大粒径包括40mm和5mm，超过40mm的颗粒为骨架颗粒，小于5mm的颗粒为填隙颗粒；采用成型后相似级配中粗颗粒含量与成型后填石料中骨架颗粒含量相似，通过建立压缩变形率、成型密度、破碎率与粗颗粒含量的关系，确定最大压缩率、最大成型密度和相应破碎率。

进一步，所述步骤S1中室内成型试验采用击实筒，击实筒的直径为152mm，击实筒的高为170mm；上压板和下垫板均采用直径150mm，高度50mm的圆形实心钢板；

所述相似级配的对照实验包括将相似级配装入试筒中，装样高度为120mm，装平至试筒顶面，进行成型试验；成型试验时上压板压入试样的深度不大于50mm，标准成型压力为200kN。

进一步，所述S1中实验选材包括

1)采用微机控制电液伺服液压万能试验机进行成型试验，加载方式采用荷载控制模式，记录模式采用荷载-位移模式；采用上压板与下垫板上下串联叠合，测定荷载-位移曲线，确定不同荷载下试验机的油缸变形；

2)用上压板作为加载板，均匀压入试筒中，测定压入过程中的荷载-位移曲线，压入荷载达到控制荷载，或压入深度达到45mm时，停止试验。

3)压实成型后，从试筒中取出试样，采用筛分试验方法，测定试样的粗颗粒含量和破碎率。

进一步，所述步骤S2测定参数的演化包括：

根据成型试验测得的荷载-位移曲线起始段的拐点，扣除初始成型荷载下的油缸变形后，确定初始压缩变形量；根据成型试验测得的荷载-位移曲线上荷载为200kN的位移量，扣除200kN成型荷载下的油缸变形后和实压变形量，确定最终压缩变形量；

以最终压缩变形量减去初始压缩变形量，作为填石料试样的压缩变形量；以填石料试样压缩变形量除以初压试样高度，确定填石料的压缩变形率，以百分率表示；

根据相似级配填石料试样的最终压缩变形量，确定压实后试样高度，计算试样的体积；根据试样质量和试样体积计算压实密度，作为相似级配填石料试样的测定密度。

进一步，所述S3中测定图纸绘制包括：

1)以成型后的试样的粗颗粒含量为横坐标，以填石料试样的压缩变形率为纵坐标，绘制压缩变形率-粗颗粒含量曲线，确定填石料最大压缩变形率；

2)以成型后的试样的粗颗粒含量为横坐标，以填石料试样的成型密度为纵坐标，绘制成型密度-粗颗粒含量曲线，确定填石料最大成型密度；

3)以成型后试样的粗颗粒含量为横坐标，以破碎率为纵坐标，绘制填石料破碎率-粗颗粒含量曲线，确定填石料特征破碎率。

本发明的有益效果为：

1.本发明的相似级配设计方法，抓住了粗颗粒含量与填石料中的石块含量相似的关键征特；采用5个不同粗颗粒含量的相似级配试样进行试验，抓住了填石料颗粒破碎和空隙填充对压密过程的关键影响，可以适应级配范围和坚硬程度差异很大的填石料成型试验和压实控制需要，解决了全级配相似抓不住关键的难题。

2.本发明的最大压缩率试验方法，测得的最大压缩率与现场压实试验确定的最大压缩率十分接近，按相似级配室内试验确定的最大压缩率，可作为现场压实控制的依据；采用压缩率法检测填石路基的压实度，现场检测方法与室内试验方法相对应，检测速度快、精度高、结果稳定，不需要改变压实度标准，解决了室内试验和现场检测工作量大、精度差、离散性大和无法定量的难题。

3.本发明的最大成型密度试验方法，测得的最大成型密度可作为现场密度检测的基准，现场采用压缩率法检测压实度，即可转换成现场压实密度，再根据岩块的天然密度和压实密度计算空隙率，验证标准的合理性，评价现场压实符合程度，解决了填石路基压实空隙率控制长期无法检测的难题。

4.本发明提出的填石料最大破碎率试验方法，可用于评价填石料的坚硬程度，研究破碎率对填石料压实特性及物理力学性能的影响，从而改善填石路基的压实工艺，评价补强压实和强夯法的效果。

5.本发明提出的填石料压实成型方法，能够控制填石料的关键级配特征、颗粒破碎特征和成型密度，获取填石料在不同压实状态下的强度和变形等设计参数，研究压实控制对填石路基承载力、路基变形和稳定性的影响，扩大填石料的应用范围。

6.发明人根据质量守恒原理，从压实度的定义出发，推导了基于现场压缩率和最大压缩率的压实度计算公式，根据最大压缩率和现场压缩率，检测填石路基的压实度。如果能够测得最大压缩率时的成型密度，则可按照不同成型密度测定填石料的强度和变形性质，确定填石料及填石路基的设计参数，采用压缩率方法检测填石路基的空隙率，评价填石路基的强度、变形和稳定性。

7.本发明从填石料成型过程中的填充特性和破碎特性入手，采用骨架颗粒与填隙颗粒比例相似，模拟填石料试样，通过接触力学分析确定填石料的成型压力，建立标准成型压力下压缩率与粗颗粒含量、成型密度与粗颗粒含量、破碎率与粗颗粒含量的关系曲线，确定最大压缩率、最大成型密度和特征破碎率，解决填石料压实控制室内试验和现场检测不对应、不定量和测不准的困难，为填石料的成型控制、填石料物理力学性质试验研究、填石路基的设计参数获取和现场压实控制等提供标准方法与技术支持。

附图说明

图1为本发明实施例中成型试筒示意图。

图2为本发明实施例中试验机油缸及成型装置变形标定加载示意图。

图3为本发明实施例中成型过程荷载-位移曲线。

图4为本发明实施例中成型密度与粗颗粒含量的关系曲线。

图5为本发明实施例中压缩率与粗颗粒含量的关系曲线。

图6为本发明实施例中破碎率与粗颗粒含量的关系曲线。

具体实施方式

下面将结合本发明具体的实施例，对本发明实技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

附图标记包括：上压板1、试筒2、下垫板3、试验机上压板4、成型上压板5、成型下压板6、试验机油缸顶板7。

请参考图1-图6本发明提供了一种填石料最大压缩率和最大成型密度试验方法，能够快速、准确获取填石料最大压缩率和最大成型密度试验结果，提高压实控制的科学性和可靠性水平。一种实现形式的总体流程如下：仪器设备准备及标定；相似级配试样制备；最大压缩率测定；最大成型密度测定；填石料破碎率测定；试验分析与报告。

一种填石料最大压缩率和最大成型密度试验方法，包括以下步骤：

步骤一、相似级配的填石料试样，采用相同母岩的填石料，经过破碎，按粗颗粒含量与填石料中的骨架颗粒含量相似制备：

1)取足够数量的填石料，测定填石料的最大粒径，根据填石料的最大粒径，确定骨架颗粒和填隙颗粒的粒径，骨架颗粒的最大粒径为填石料的最大粒径，骨架颗粒最大粒径与填隙颗粒的最大粒径之比为8～10；

2)将填石料加工成通过40mm圆孔筛的相似石料，制备相似级配填石料，相似级配填石料的骨架颗粒(粗颗粒)最大粒径为40mm，填隙颗粒(细颗粒)最大粒径为5mm，用5mm的圆孔筛将骨架颗粒和填隙颗粒分离出来备用；

3)相似级配中骨架颗粒与填隙颗粒的比例用粗颗粒含量表示，粗颗粒含量为粗颗粒占全部颗粒的百分率，按粗颗粒含量间隔为10％～20％，配制5个不同粗颗粒含量的相似级配填石料。

4)取相似级配的填石料进行筛分试验，试验采用标准土工试验筛，筛孔尺寸(圆孔)为60、40、20、10、5、2、1、0.5、0.25和0.075mm，确定每个相似级配填石料试样的实际级配，按5mm以上颗粒占全部填石料颗粒的百分比，确定成型前试样的粗颗粒含量。

步骤二、按照下列步骤进行试验机和试验仪器设备的准备：

1)成型试验机选用微机控制电液伺服液压万能试验机，试验机的吨位为(300～1000)kN，具有荷载控制和位移控制功能，微机具有荷载-位移记录模式软件功能；

2)试筒2采用标准重型击实筒，直径152mm，高度170mm，松装试样高度120mm；试筒2下部垫块和上压板1的直径为150mm，厚度50mm，采用钢制实心垫块和压板；

3)将垫板和上压板1叠合在一起，垫板在下，上压板1在上，测定荷载位移曲线，确定不同荷载下试验机油缸的变形和加载装置变形，其中试验机包括试验机上压板4、成型上压板5、成型下压板6和试验机油缸顶板7。

步骤三、相似级配填石料试样装料，控制试样的松装高度：

1)取风干的填石料，制备5个不同粗颗粒含量的试样，每种粗颗粒含量试样1个，每个试样填石料的质量约为6kg；

2)取每种粗颗粒含量的相似级配填石料进行筛分试验，确定相似级配填石料的成型前的级配和粗颗粒含量；

3)将下垫块装入试筒2底部，然后将混合均匀的试样分三层装入试筒2中，试样装平试筒2顶面，粗颗粒空隙用填隙颗粒填平；

4)测定试筒2中的试样质量，试筒2中的试样质量约为4.5kg，试样质量以实测值为准；

5)将上压板1装入试筒2内，转动上压板1，使上压板1与试样顶面紧密接触，上压板1避免压在试筒2边上，用游标卡尺测定上压板1压入试样深度或外露高度，精确到0.1mm。

步骤四、成型过程荷载-位移曲线测定：

1)将试验机设定为荷载控制或位移控制，采用荷载控制时，最大控制荷载应大于200kN，并且不超过试验机吨位的85％；采用位移控制时，最大控制位移不大于45mm；试验机记录模式采用荷载-位移曲线模式，自动记录；

2)将装有下垫板3、试样和上压板1的试筒2安装在试验机上，试样安装中心位置与试验机上、下压板中心对齐，试验机上压板4与试筒2上压板1接触后开始自动记录荷载及位移值，绘制荷载-位移曲线。

3)成型试验在5min～10min内完成，当达到控制荷载或控制位移值时，试验机应自动停机，否则应手动停机，将数据和图表导出，传送到电脑或手机等终端设备上。

步骤五、成型后破碎率和粗颗粒含量测定：

1)将成型后的试样倒入托盆中，全部用于筛分试验，采用标准土工试验筛进行筛分试验，测定成型后的破碎率和粗颗粒含量；

2)根据成型前后的筛分试验结果，计算试样的破碎率：

式中：B

i——土工试验标准筛按由大至小排列的筛孔编号；

P

P

3)根据成型后的筛分试验结果，确定试样的粗颗粒含量，试样的粗颗粒含量为：

C

式中：C

P

下面进行展开说明：

一、仪器设备准备及标定

本发明提出的一种填石料最大压缩率和最大成型密度试验方法，仪器设备准备及标定包括：成型试筒2及垫板、压板准备；成型试验机准备及标定。

1、成型试筒2及垫板、压板准备。所采用的成型试验筒为标准重型击实试筒2，下垫板3和上压板1为改进的标准重型击实试筒2垫板及压板，如图1所示，具有以下特点：

1)试筒2所用的钢板应有足够的厚度，筒壁厚度宜大于5mm，试筒2内径为152mm，高为170mm，试筒2经过热处理，在成型压力及侧压力作用下不产生明显的变形；

2)试筒2配备下垫板3和上压板1各一块，下垫板3和上压块的直径均为150mm，厚度为50mmm，采用实心钢板制作，端面平整，成型过程中不发生弯曲变形。

2、成型试验机准备与标定。所采用的成型试验机为微机控制电液伺服液压万能试验机，具有以下特点：

1)试验机吨位满足最大成型压力要求，选用(300～1000)kN；

试验机具有荷载控制和位移控制伺服功能，实现比例加载；微机控制系统有荷载-位移控制模块和自动记录功能，自动采集数据并绘制荷载-位移曲线；

2)油缸及加载装置变形标定，采用下垫板3与上压板1叠合加载方法，如图2所示，标定油缸及加载装置变形时，最大试验荷载应超过标准成型荷载的1.25倍以上。

3、标准成型压力及加载方式的确定，具有以下特点：

1)填石料的标准成型压力由现场压实的接触应力确定，接触应力根据钢圆柱体与路基面的赫兹接触理论估算，振动压路机钢轮直径为1600mm，轮宽2130mm，线静压力57.8N/mm，激振力374kN，激振时的最大线压力为175.6N/mm。钢轮振动压实时，成型压力为：

式中：q

p——振动压路机激振时的最大线压力(N/mm)；

R——振动压路机钢轮半径(mm)

E——填石料的回弹模量(MPa)；

ν——填石料的泊松比。

2)硬质岩填石料的动弹性模量取值为(200～1200)MPa，泊松比取值为0.30，静压时的成型压力为40kN；振动压实达到最密实状态时，最大成型压力为174kN。考虑工程中采用更大激振力的振动压路机、冲击式压路机或强夯等补强压实措施，室内试验最大成型压力为200kN，加载和持荷时间为5min～10min，室内成型功与现场的最大压实功基本相同，可作为成型压力和加载时间控制标准。

二、相似级配试样制备

本发明提出的一种填石料最大压缩率和最大成型密度试验方法，相似级配试样制备包括：确定骨架颗粒和填隙颗粒的粒径；确定骨架颗粒和填隙颗粒的比例；制作5个不同粗颗粒含量的相似级配试样，模拟填石料压实过程中的填充特性和破碎特性。

1、本发明根据填石料的压实特性，确定填石料中骨架颗粒与填隙颗粒的粒径，具有以下特点：

1)骨架颗粒是填石料在成型过程中可发生相互接触起骨架作用的颗粒，其最大粒径为填石料的最大粒径，可直接测量确定；

2)填隙颗粒是填充在骨架颗粒空隙中的颗粒，骨架颗粒与填隙颗粒的直径比为8～10，根据骨架颗粒的最大粒径、骨架颗粒与填隙颗粒的直径比，确定填隙颗粒的最大粒径；

3)相似级配骨架颗粒的最大粒径为40mm(圆孔筛)，填隙颗粒的最大粒径为5mm(圆孔筛)。

2、本发明根据填石料成型过程中的关键级配特征，确定骨架颗粒与填隙颗粒的比例，具有以下特点：

1)填石料成型前骨架颗粒含量为30％～85％，成型后骨架颗粒破碎，骨架颗粒含量降低，填隙颗粒含量增加，成型后存在最佳骨架颗粒含量，使压缩率最大或成型密度最大；

2)相似级配填石料成型前，骨架颗粒含量范围应大于现场填石料成型前骨架颗粒含量范围，成型后骨架颗粒含量范围应大于现场填石料成型后骨架颗粒含量范围。

3、本发明测定填石料最大压缩率和最大成型密度，需要采用5个不同骨架颗粒含量的相似试样，确定最大压缩率和最大成型密度，具有以下特点：

1)相似级配中5个试样的骨架颗粒含量范围大于成型前填石料的骨架颗粒含量范围，5个试样的骨架颗粒含量间隔为10％～20％；

2)相似级配试样的颗粒组成采用全套土工试验标准筛进行筛分析，作为计算颗粒破碎率的依据；

3)相似级配试样成型前的骨架颗粒含量由筛分试验确定，每个试样约为6kg，筛分试验后经混合均匀可重复使用，用于成型试验。

三、最大压缩变形率测定

本发明提出的一种填石料最大压缩率和最大成型密度试验方法，最大压缩变形率测定包括：试筒2装料及安装；加载方式设置；荷载-位移曲线测定。

1、本发明最大压缩变形率测定，试筒2装料及安装具有下列特点：

1)试筒2放置在平整的地面上，将下垫板3放入试筒2中，落入试筒2底面；从其中一个相似级配填石料试样中准确称取试样约6kg，分三层装入试筒2中，直到装平试筒2顶面；装料时骨架颗粒不得高出试筒2顶面，骨架颗粒表面空隙用填隙颗粒整平，使剩余试样的粗细比例与装料前基本相同；准确称取剩余试样的质量，得到装入试筒2中试样的准确质量，精确到5g；

2)将装满试样的试筒2连同下垫板3一起，移至成型试验机上；将上压板1安装在试样顶面，转动上压板1，使其周边全部进入试筒2内，底面与试样表面均匀接触，用游标卡尺测定上压板1的外露高度或压入试筒2深度，精确至0.1mm；将试筒2移至试验机上下压板中心，试筒2中心与试验机上下压板中心对齐。

2、本发明最大压缩变形率测定，加载方式设定步骤与方法为：

1)对于硬质岩填石料，加载模式优选荷载控制模式，最大试验荷载不应超过250kN；对于较软岩填石料，成型压力较低时，加载模式可选用位移控制模式，最大位移量不应超过45mm；

2)加载速度设置根据最大试验荷载(最大控制位移)、加载及持荷时间控制要求综合确定，加载应在5min～10min范围内完成；

3)记录模式采用荷载-位移曲线模式，荷载记录精度为10N，位移记录精度为0.01mm。

3、本发明最大压缩率测定，采用荷载-位移曲线测定方法自动记录荷载和位移，具有以下特点：

1)试筒2装料、安装就位和加载方式设定后，启动试验机进行压力成型，由微机控制自动加载，成型过程中注意观察上压板1应均匀压入试样表面，周边不应压在试筒2边上；

2)观察微机上输出的荷载-位移曲线变化情况，开始加载时压缩变形量增加较快，曲线平缓，出现拐点时初压完成；出现拐点后，荷载增长较快，颗粒破碎和填充空隙，当填石料颗粒破碎大量破碎时，荷载-位移曲线变为平缓，超过破坏荷载后荷载开始下降，位移量快速增大；

3)当试验荷载达到200kN，或总变形量达到45mm时，若试验机未自动停机，应立即手动停机，防止骨架颗粒过度破碎、侧压力过大挤压试筒2变形，或上压板1压平试筒2顶面后试筒2受压变形。

4、本发明最大压缩率测定，采用5个不同骨架颗粒含量的相似级配试样，分别测定成型后的压缩率和骨架颗粒含量，绘制压缩率与骨架颗粒含量的关系曲线，由曲线确定最大压缩率。

四、最大成型密度测定

本发明提出的一种填石料最大压缩率和最大成型密度试验方法，最大成型密度测定包括：试样质量测定；试样体积测定；松装密度和成型密度计算。

1、试样质量测定。测定装入试筒2中的试样质量，按本说明第三部分第1条第1)项的方法准确称取装入试筒2中的试样质量。

2、试样体积测定，包括试样的初始体积和成型后试样的体积，按照下列步骤和方法测定：

1)试样初始体积测定。测定试筒2直径和高度、下垫板3和上压板1厚度，采用同一套试筒2、下垫板3及上压板1时，每成型一组不超过5个试件应测定一次，精确到0.1mm；装料和安装上压板1后，测定上压板1外露高度或压入试样深度。试样直径采用试筒2内径，试样初始高度由试筒2高度减去下垫板3厚度和上压板1压入深度确定。

2)初压及终压试样体积测定。包括初压后试样体积测定；终压后试样体积测定，具有以下特点：

a.从荷载-位移曲线的拐点测定初压后试样高度，计算试样体积。将荷载-位移曲线拐点后起始点作为初压状态，读取初压位移值，减去拐点荷载对应的油缸与装置变形，得到初压的压缩变形量；初压后试样的高度等于试样的初始高度减去初压的压缩变形量，精确至0.1mm。根据试样直径和初压后试样高度，计算初压后的试样体积；

b.从荷载-位移曲线测定终压后的试样高度，计算试样体积。初位移值为位移起点，从荷载位移曲线上荷载值为200kN处读取终压时的位移值，减去起点位移值再扣除200kN时的油缸与加载装置变形值；根据试样直径和终压后试样高度，计算终压后的试样体积。

3、初压密度与成型密度测定与计算，具有以下特点：

1)初压密度与现场松铺密度相应，采用试样质量与初压后试样体积的比值计算确定，初压密度单位为kg/m

2)成型密度是特定骨架颗粒含量、特定成型压力和破碎率时的密度，采用试样质量与终压时试样体积的比值计算确定，成型密度单位为kg/m

五、填石料破碎率测定

成型后骨架颗粒含量及颗粒破碎率对最大压缩率及最大成型密度的影响。骨架颗粒含量和颗粒破碎率测定包括：成型前相似级配填石料的筛分试验；成型后相似级配填石料的筛分试验；骨架颗粒含量和填石料破碎率计算。

1、成型前相似级配填石料筛分试验，采用相似级配的风干填石料和标准土工试验筛进行试验，测定相似级配试样在每个标准试验筛孔的通过百分率。

2、成型后相似级配填石料筛分试验，采用成型后从试筒2中倒出的填石料和相同的标准土工试验筛进行试验，测定成型后试样在每个标准试验筛孔的通过百分率。

3、根据成型前相似级配筛分试验结果，按式(2)计算成型前骨架颗粒含量；根据成型后试样的筛分试验结果，按式(2)计算计算成型后骨架颗粒含量；根据成型前后试样的筛分试验结果，按式(1)计算填石料试样的破碎率。

六、试验结果分析与报告

分析与报告包括：相似级配分析、最大压缩率分析、最大成型密度分析和填石料破碎率分析。

1、相似级配分析。本发明填石料的相似级配，是压实特性相似的级配；压实特性相似包括骨架颗粒与填隙颗粒的比例及填充特性相似；填石料破碎率相似。现场填石料的级配范围波动很大，需要采用多个相似级配来实现压实特性相似。报告填石料的最大粒径、填隙颗粒的最大粒径、骨架颗粒与填隙颗粒的比例范围。

2、最大压缩率分析。本发明的填石料最大压缩率试验方法，采用5个不同骨架颗粒含量的相似级配填石料进行试验，相似级配填石料的最大粒径为40mm，填隙颗粒的最大粒径为5mm；油缸及加载装置的变形量可达0.5mm～1.Omm，变形量测定时应进行标定并扣除；装料密度和初压变形量对最终变形量的测定值影响很大，压缩率试验应扣除初压变形量，以便压缩率测定有相同的基准；试样的压缩变形量与成型压力和颗粒破碎有关，应规定压实试验的标准成型压力，并实测成型后填石料的破碎率。报告成型前后骨架颗粒含量、初始压缩变形量、标准成型压力时的压缩变形量、单个试样的压缩率、压缩率与成型后骨架颗粒含量的关系、最大压缩率及对应的骨架颗粒含量。

3、最大成型密度分析。本发明的填石料最大成型密度试验方法，采用5个不同骨架颗粒含量的相似级配填石料进行试验，由荷载-位移曲线测量标准成型压力下的压缩变形，根据试样成型密度与骨架颗粒含量的关系，确定最大成型密度。报告单个试样的试样质量、初压体积、终压体积、初压密度和成型密度，成型密度与成型后骨架颗粒含量的关系、最大成型密度及对应的骨架颗粒含量。

4、填石料破碎率分析。本发明的填石料破碎率试验方法，采用成型前后通过率曲线与对数粒径坐标所包围的面积变化率表示破碎率，成型前后的筛孔尺寸应一一对应。报告成型前和成型后的筛分试验结果(通过百分率)、单个填石料试样的破碎率、成型后单个填石料试样的骨架颗粒含量。

根据试验结果可知：

1)实施本发明的填石料似级配，可以实现填充特性相似和破碎特性相似，从而保证压实特性相似，简化全级配相似的要求，省去填石料级配试验的麻烦，可以全范围覆盖填石料的压实特性；

2)最大压缩率可作为填石料压实控制的基准，室内试验测定最大压缩率，远较现场试验简单，测试精度、稳定性和重现性远远高于现场试验，采用最大压缩率标准测定压实度，室内试验方法与现场检测方法相对应，可实现填石路基压实度的定量检测，并采用相同的标准进行压实效果评价；

3)最大成型密度可作为填石料压实控制的密度基准，现场采用压缩率法测定压实度，根据压实度和最大成密度，即可计算空隙率，与现行设计、施工和质量检验评定标准要求相比较，提高填石路基压实控制的科学性和定量化水平；

3)填石料的破碎率试验结果，可用于评价填石料的坚硬程度，改善压实工艺，评价冲击压实和强夯等补强压实对破碎率及压实效果的影响；

4)本发明的重要作用还在于，应用本发明的成型方法，可控制填石料的压缩率、成型密度和破碎率，测定填石料的设计参数，研究填石料的物理力学性能，建立填石料的本构关系，促进填石料及填石路基的科学研究，显著提高填石料的定量研究和填石路基压实控制的应用水平。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。