一种模拟现场路面压实的振动旋转组合成型方法和装置
阅读说明：本技术 一种模拟现场路面压实的振动旋转组合成型方法和装置 (Vibration and rotation combined molding method and device for simulating on-site pavement compaction ) 是由 程志强 谢胜加 张德 蒋海里 陆青清 王伟 柴冲冲 耿韩 王涛 陈攀 于 2021-07-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种模拟现场路面压实的振动旋转组合成型方法和装置。其中,振动旋转组合成型装置包括：试件模具；装置本体,装置本体上设有振动压头以及与振动压头适配设置的试件模具,试件模具具有与所述振动压头的形状相适配的内部空间,试件模具的内部空间用于放置试件；以及旋转压实仪,旋转压实仪具有可适配容置试件模具的容置空间。另外,本发明还公开了一种模拟现场路面压实的振动旋转组合成型方法。该振动旋转组合成型装置结构简单、适用范围广,极好地实现振动压实与旋转压实的功能切换,并且利用其可以实现更好的现场压实模拟,为后续开发相关实验设备,获得更准确的实验结果,由此更好地指导现场施工,具有极佳的市场价值以及应用前景。(The invention discloses a vibration rotation combined molding method and device for simulating on-site pavement compaction. Wherein, rotatory combination forming device of vibration includes: a test piece mold; the device comprises a device body, wherein a vibration pressure head and a test piece die matched with the vibration pressure head are arranged on the device body, the test piece die is provided with an internal space matched with the shape of the vibration pressure head, and the internal space of the test piece die is used for placing a test piece; and the rotary compaction instrument is provided with an accommodating space which can be adapted to accommodate the test piece mold. In addition, the invention also discloses a vibration rotation combined molding method for simulating on-site pavement compaction. The vibration and rotation combined forming device is simple in structure and wide in application range, can excellently realize function switching of vibration compaction and rotation compaction, can realize better on-site compaction simulation by utilizing the device, obtains more accurate experimental results for subsequent development of relevant experimental equipment, guides on-site construction better, and has excellent market value and application prospect.)
技术领域
本发明属于道路工程沥青路面材料成型设备技术领域，尤其涉及一种模拟现场路面压实的振动旋转组合成型方法和装置。
背景技术
目前，沥青路面材料压实设备主要涉及振动压实仪和旋转压实仪(Superpavegyratory compaction SGC)两种沥青路面材料压实设备。
目前，沥青混合料室内成型方式主要有：马歇尔击实法、轮碾法、静压法和旋转压实法。马歇尔击实法一经问世，即用于美国工程兵军用机场路面和联邦航空局修筑的军事和民航机场路面，主要模拟路面冲击压实过程。随着沥青路面压实设备和技术的发展，马歇尔击实法已逐渐偏离现场的路面压实效果。而旋转压实法更好地模拟了现场压实过程的揉搓效果，被认为最接近现场路面压实效果，因而在美国的沥青混合料配比设计中得到了广泛应用。然而，采用旋转压实法的旋转压实仪属于静力剪切，并不能很好地去模拟振动压路机由于振动引起的动力效果。市场上，沥青混合料振动压实设备尚未形成统一标准，无法在室内成型中应用普及。
例如，现有技术中所采用的沥青振动压实仪为美国制作，其结构具体参数如下：振动频率60Hz，静态压应力413.64kpa。其振动作用只由连接在振动压头上的两个振动电机产生。每台振动电机可提供最小445N，最大7126N的激振力。两台振动电机提供的振动压力最小值为23.7kPa，最大值为358kPa。
又例如：公开号为CN104729898A，公开日为2015年6月24日，名称为“沥青混合料振动旋转压实仪”的中国专利文献公开了一种沥青混合料振动旋转压实仪。在该专利文献所公开的技术方案中，该沥青混合料振动旋转压实仪，包括：用于盛放沥青混合料的筒模，筒模内设置有用于分别从上下两个面挤压筒模内沥青混合料的上压头和下压头；所述上压头通过压杆连接有驱动上压头上下运动的上驱动装置，压杆上还设置有带动上压头振动的激振装置；所述筒模下方安装有驱动筒模做圆周倾斜旋转运动的旋转揉搓装置。但是需要指出的是，该装置存在如下不足：(1)该装置的纵向轨道为反力框架2的两个侧壁；(2)该装置的位移计并不能准确测量振动过程中压杆的竖向位移量，振动过程位移数据应作滤波处理；(3)振动压实由第三位移计控制，而不是时间控制；(4)旋转压实由次数控制，而不能按试件高度控制；(5)按规范要求试模保温温度应为150℃±5℃，因此，其保温箱25内的位移计需耐高温；(6)振动电机4未显示激振力可调；(7)该装置没有自动脱模装置；(8)该装置的旋转角度通过弹簧装置来确定，旋转过程很难保证角度稳定。
再例如：公开号为CN1731129，公开日为2006年2月8日，名称为“室内沥青混合料旋转振动压实机”的中国专利文献公开了一种室内沥青混合料旋转振动压实机。在该专利文献所公开的技术方案中，该装置存在如下所述的缺陷：(1)该装置无任何位移或压力传感器；(2)该装置只能通过配重块自重调节振动初始静态压应力、名义振幅及振动频率；(3)该装置只可以实现旋转压实和振动压实同时进行，过程不能按旋转次数来控制；(4)该装置的振动系统提升装置为手轮，而不是气缸；(5)该装置未显示能以一定旋转角度来旋转压实，且旋转下压头无竖向位移；(6)该装置仅配有一个振动电机，无法抵消电机振动过程产生水平力，且电机激振力未显示可调；(7)该装置中的标杆9和标尺10的相对位置无法精确至0.1mm记录试件高度变化；(8)该装置无自动脱模装置；(9)该装置由于结构缺陷导致电动机16需要承受振动带来的巨大压力。
基于此，为了更好地适应现场压实设备的发展，期望获得一种装置和其方法，该装置可以更好地模拟现场压实，为后续开发相关实验设备，获得更准确的实验结果，以更好地指导现场施工，具有极佳的市场价值以及应用前景。
发明内容
为了克服现有技术中无法很好地去模拟振动压路机由于振动引起的动力效果以及无法与其他设备例如室内成型设备或是旋转压实仪相适配使用的缺陷，本发明的目的在于提供一种模拟现场路面压实的振动旋转组合成型方法和装置。本发明所述的振动旋转组合成型装置结构简单、适用范围广，可以极好地实现振动压实与旋转压实的功能切换，并且利用该振动旋转组合成型装置可以实现更好的现场压实模拟，为后续开发相关实验设备，获得更准确的实验结果，由此更好地指导现场施工，具有极佳的市场价值以及应用前景。
为了实现上述目的，本发明通过以下几个方面实现：
第一方面，本发明提出了一种模拟现场路面压实的振动旋转组合成型装置，所述振动旋转组合成型装置包括：
试件模具；
装置本体，所述装置本体上设有振动压头以及与振动压头适配设置的试件模具，所述试件模具具有与所述振动压头的形状相适配的内部空间，所述试件模具的内部空间用于放置试件；
以及旋转压实仪，所述旋转压实仪具有可适配容置所述试件模具的容置空间。
在本发明所述的技术方案中，通过改造振动压头使得振动压实试件模具与现有常规旋转压实试件模具规格一致，实现了沥青混合料“振动压实+旋转压实”的组合成型试验。
此外，在一些优选的实施方式中，本发明所述的振动旋转组合成型装置可以实现了振动压实过程振动压头的静态压应力、振动压实频率、振动时间、名义振幅和激振力大小可调节，由此更好地模拟沥青混合料在现场压实的情况，获得更准确的实验结果，以更好地指导现场施工。
优选地，所述的振动压头与试件模具的适配设置通过以下任意方式实现：
振动压头的外边缘形状与试件模具内壁形状呈相适配结构设置；
振动压头部分或全部自由沿试件模具的轴向方向移动。
优选地，所述试件模具底部设有底托；
优选地，所述振动压头外壁刻有刻度，以此实时显示振动压实过程中试件模具中试件的高度。
优选地，所述装置本体包括：
装置底座，所述装置底座上设有模具固定底座，所述试件模具设于模具固定底座上；
宽面机身立柱，所述宽面机身立柱对称设于所述模具固定底座两侧；
振动机构，所述振动机构通过滑动机构与所述宽面机身立柱滑动连接，所述振动机构与所述振动压头连接；
振动压头调节机构，所述振动压头调节机构包括气缸以及空气压缩机，该振动压头调节机构与振动压头连接，以调节振动压头的静态压应力；
其中，试件模具沿装置本体的轴向方向设于振动压头的下端。
需要说明的是，静态压应力例如可以通过气缸气压进行调节。
优选地，所述振动机构包括振动支架以及固定于振动支架上的振动电机，其中，振动电机两端对称设有至少一个偏心质量块；
和/或，所述试件模具通过试件模具固定件固定于模具固定底座上；
和/或，所述底座与地面通过螺栓固定；
和/或，所述滑动机构包括滑槽以及设于滑槽内的滑块，所述滑块与振动机构连接。
更为优选地，当偏心质量块为两块时，所述偏心质量块的夹角可调，通过调节偏心质量块的夹角的大小以调节振动机构的激振力大小；
和/或，所述振动机构的振动时间可调区间为0～10分钟；
和/或，所述振动机构的电机振动频率可调区间为0～60Hz；
和/或，所述振动压头的静态压应力可调区间为0～800kPa；
和/或，所述试件模具固定件包括至少一个弧形件，所述弧形件通过螺栓将底托固定于底座上；
和/或，所述底座与地面通过螺栓固定；
和/或，所述振动电机包括两台电机，所述两台电机沿装置本体的竖向中轴对称布置，各个电机的激振力大小调节范围为0～13kN。
需要说明的是上述实施方式中，所述模具固定底座设有试件模具固定件，所述试件模具通过试件模具固定件固定于模具固定底座上，其底托是试件模具的底托。
在一些优选的实施方式中，例如，所述振动机构由振动支架和振动电机，所述振动电机包括两台电机。(当然在一些其他的实施方式中，振动电机所包括的电机数量可以根据各实施方式的具体情况设置。)。每台电机可提供最大13kN的激振力，每台电机两端各有两块偏心质量块，通过改变两块偏心质量块夹角的大小可以调节激振力大小(夹角可调范围为10％～100％)。
优选地，在一些实施方式中，每台电机设置振动时间可调区间为0～10分钟。
在一些优选的实施方式中，设置每台电机振动频率可调区间为0～60Hz。
此外，在一些优选的实施方式中，所述振动电机中的各个电机通过螺栓固定于振动支架内，运行时一台正转，另一台反转，抵消水平向激振力。
优选地，所述装置本体还包括控制箱，所述控制箱与滑动机构和/或振动机构连接；
和/或，所述振动压头调节机构包括气缸以及空气压缩机，其中，气缸的活塞件与振动压头连接。
更为优选地，所述控制箱为电气控制箱；
和/或，所述气缸与所述空气压缩机通过耐压空气管与调节阀连接。
第二方面，本发明提出了一种振动旋转组合成型方法，所述振动旋转组合成型方法进行测试时，采用上述的振动旋转组合成型装置模拟现场沥青混合料压实过程。
优选地，所述振动旋转组合成型方法包括如下步骤：
步骤A：向试件模具中加入沥青混合料；
步骤B：选择相应的工况模式，以模拟现场沥青混合料的压实过程；
其中，所述工况模式包括以下其中的一种或多种：
摊铺静压或摊铺振动、初压静压或初压振动、复压静压或复压振动、以及终压静压。
需要说明的是，本领域内技术人员可以根据各实施方式的具体情况选择工况模式的组合以及顺序的调整，例如，在一些实施方式中，所述步骤B具体包括如下步骤：
步骤B1：模拟摊铺静压和初压静压；
步骤B2：模拟复压振动；
步骤B3：模拟终压静压；
或者，又例如，在一些其他的实施方式中，所述步骤B具体包括如下步骤：
步骤B4：模拟摊铺振动；
步骤B5：模拟初压静压；
步骤B6：模拟复压振动；
步骤B7：模拟终压静压。
更为优选地，所述振动旋转组合成型方法包括如下步骤：
向试件模具中加入沥青混合料；
进行旋转压实，模拟现场摊铺和初压静压过程
进行振动压实，模拟现场复压振动过程；
将经过振动压实后的沥青混合料放置于旋转压实仪内，继续进行旋转压实成型，模拟现场终压静压过程。
更进一步优选地，所述振动旋转组合成型方法包括如下步骤：在试件模具的内部空间中加入沥青混合料；进行旋转压实，模拟现场摊铺和初压静压过程；将试件模具放入装置本体，使得振动压头进入到试件模具的内部空间，并对内部的沥青混合料进行振动压实，模拟现场复压振动过程；将试件模具连同沥青混合料一起放置于旋转压实仪内，继续进行旋转压实成型，模拟现场终压静压过程。
本发明的积极进步效果在于：
1)在本发明所述的技术方案中，振动压头与试件模具可依据试验要求和试件尺寸进行调节匹配，试件模具与现有常规旋转压实试件模具规格一致，可实现沥青混合料(本发明所述的技术方案中试件为沥青混合料)的“振动压实+旋转压实”的组合成型试验，且最终获得的试件成型效果好。而现有技术中的振动压实仪试件模具有圆筒形和矩形两种，且仅适用于振动压实试验。
2)在本发明所述的技术方案中，振动压实试件模具与现有常规旋转压实试件模具规格一致，经振动压实后，试件模具放置于旋转压实仪内继续进行旋转压实，试件成型后自动脱模。而现有技术中的美国制造的振动压实仪底部设置了脱模装置。
3)与现有技术相比，本发明的振动旋转组合成型装置通过改造振动压头，并使其试件模具尺寸与现有常规旋转压实仪试件模具规格一致，以达到结合旋转压实仪，实现最佳模拟现场施工压实的“振动压实+旋转压实”的组合成型试验方法(例如，按照现场经验，对室内沥青混合料先旋转压实12次后，进行一定时间的振动压实，最后旋转压实至控制高度，成型试件后可进行相关的性能测试)。经室内试验验证，试验装置有效，试验效率提高，装置结构简单，便于安装和操作。
4)此外，在本发明的一些优选的实施方式中，本发明所涉及的振动旋转组合成型装置振动机构的电机振动频率可调区间为0～60Hz，而现有技术中的美国制造的振动压实仪无法调节振动频率。
5)再者，在本发明的一些优选实施方式中，本发明所涉及的振动旋转组合成型装置设有空气压缩机和置于装置顶部的气缸(优选地，可以将空气压缩机储气罐及气缸压力可调范围为0～800kPa)，用以调节振动压头的静态压应力，以使得静态压应力可调范围为0～800kPa，而现有技术中的美国制造的振动压实仪的静态压应力为固定值，无法调节。
6)在本发明的一些优选实施方式中，本发明所采用的振动电机可提供最大13kN的激振力，当振动电机为两台及其以上时，每台电机均可提供最大13kN的激振力。
附图说明
图1为本发明所述的振动旋转组合成型装置在一种实施方式中的结构示意图；
图2为本发明所述的振动旋转组合成型装置在一种实施方式中的装置本体轴测图；
图3为本发明所述的振动旋转组合成型装置在一种实施方式中的装置本体结构示意图；
图4从另一视角示意性地显示了本发明所述的振动旋转组合成型装置在一种实施方式中的装置本体结构；
图5从又一视角示意性地显示了本发明所述的振动旋转组合成型装置在一种实施方式中的装置本体结构；
图6为本发明所述的振动旋转组合成型装置在一种实施方式中的试件模具与底座之间连接结构示意图；
图7为本发明所述的振动旋转组合成型装置在一种实施方式中的试件模具固定件与底座之间连接结构示意图；
图8为本发明所述的振动旋转组合成型装置在一种实施方式中的底座结构示意图；
图9为本发明所述的振动旋转组合成型装置在一种实施方式中的弧形件结构示意图；
图10为本发明所述的振动旋转组合成型装置在一种实施方式中的试件模具结构示意图；
图11为本发明所述的振动旋转组合成型方法在一种实施方式中的流程示意图；
图12为本发明所述的振动旋转组合成型方法在另一种实施方式中的流程示意图。
附图标记
振动旋转组合成型装置1；装置本体21；空气压缩机22；旋转压实仪23；内部空间P；振动压头211；试件模具212；底座213；宽面机身立柱214；振动压头调节机构215；振动机构216；控制箱217；滑动机构218；振动支架2141；振动电机2142；试件模具固定件219；模具固定底座210；弧形件2191；试件模具试筒2121；底托2122；第一通孔251以及第二通孔252。
具体实施方式
实施例1
图1为本发明所述的振动旋转组合成型装置在一种实施方式中的结构示意图。
如图1所示，在本实施方式中，振动旋转组合成型装置1用于模拟现场沥青混合料压实过程。进一步参考图1，在本实施方式中，振动旋转组合成型装1还与控制箱217连接，以通过控制箱217控制振动旋转组合成型装置1在振动压实过程中的振动压头静态压应力、振动压实频率、振动时间、名义振幅和激振力大小可调节。当然，优选地，在一些实施方式中，该控制箱217为电气控制箱。
进一步参考图1可以看出，在本实施方式中，振动旋转组合成型装置1还包括旋转压实仪23，旋转压实仪23具有可适配容置试件模具212的容置空间P。
关于振动旋转组合成型装置1的结构可以具体参考图2。图2为本发明所述的振动旋转组合成型装置在一种实施方式中的装置本体轴测图。
如图2所示，振动旋转组合成型装置1包括：试件模具212、装置本体21以及旋转压实仪23，在本实施方式中，旋转压实仪23采用PINE旋转压实仪，当然在一些其他实施方式中，也可以采用其他类型的旋转压实仪。其中，装置本体21上设有振动压头211以及与振动压头211适配设置的试件模具212，试件模具212具有与振动压头211的形状相适配的内部空间，试件模具212的内部空间用于放置试件(在本实施方式中，试件为沥青混合料。)。
需要说明的是，振动压头211与试件模具212的适配设置通过以下任意方式实现：
振动压头211的外边缘形状与试件模具212内壁形状呈相适配结构设置；
振动压头211部分或全部自由沿试件模具212的轴向方向移动。
在一些优选的实施方式中，试件模具212底部设有底托。
并且，在一些优选的实施方式中，振动压头211外壁刻有刻度，以此实时显示振动压实过程中试件模具中试件的高度。
关于装置本体21的具体结构可以参考图3至图5。其中，图3为本发明所述的振动旋转组合成型装置在一种实施方式中的装置本体结构示意图；图4从另一视角示意性地显示了本发明所述的振动旋转组合成型装置在一种实施方式中的装置本体结构；图5从又一视角示意性地显示了本发明所述的振动旋转组合成型装置在一种实施方式中的装置本体结构。
如图2所示，并在必要时参考图3至图5，在本实施方式中，装置本体21包括：底座213，底座213上设有模具固定底座210，试件模具212设于模具固定底座210上，进一步参考图2可以看出，底座213通过螺栓固定于地面上，试件模具212与模具固定底座210通过模具固定件219连接，相关具体结构可以参考图6至图10；宽面机身立柱214，其对称设于模具固定底座210两侧；振动机构216，其通过滑动机构218与宽面机身立柱214滑动连接，而振动机构216与振动压头211连接；振动压头调节机构215，其与振动压头211连接，以调节振动压头211的静态压应力；而试件模具212沿装置本体21的轴向方向设于振动压头211的下端。
在一些实施方式中，为了便于实时显示振动压实过程中试件模具中试件的高度，振动压头211的外壁刻有刻度。
参考图2至图5可以看出，振动机构216包括振动支架2141以及固定于振动支架2141上的振动电机2142，其中，振动电机2142两端对称设有至少一个偏心质量块。在本实施方式中，振动电机2142包括两个电机，该两个电机沿装置本体21竖向中轴对称布置，电机通过螺栓固定于振动支架2141内，运行时一台正转，另一台反转，以抵消水平向激振力。
在一些实施方式中，滑动机构218包括滑槽以及设于滑槽内的滑块，而滑块与振动机构216连接。
在一些实施方式中，当偏心质量块为两块时，偏心质量块的夹角可调，通过调节偏心质量块的夹角的大小以调节振动机构216的激振力大小，每台电机激振力大小调节范围为0～13kN。
在一些实施方式中，振动机构216的振动时间可调区间为0～10分钟。
在一些实施方式中，各个电机振动频率可调区间为0～60Hz；
在一些实施方式中，振动压头211的静态压应力可调区间为0～800kPa
在一些更为优选的实施方式中，控制箱217与滑动机构218和/或振动机构216连接。
由图2至图5可以看出，振动压头调节机构215包括设于顶部的气缸以及空气压缩机22(空气压缩机22的布置结构可以参见图1)，其中，气缸的活塞件与振动压头连接。气缸与空气压缩机通过耐压空气管与调节阀连接。
图6为本发明所述的振动旋转组合成型装置在一种实施方式中的试件模具与底座之间连接结构示意图。图7为本发明所述的振动旋转组合成型装置在一种实施方式中的试件模具固定件与底座之间连接结构示意图。
如图6所示，并在必要时参考图7，试件模具212与模具固定底座210之间通过试件模具固定件219固定连接。
为了便于装卸，在本实施方式中，试件模具固定件219包括两个弧形件2191，弧形件2191之间彼此可拆卸连接(例如拼接或是设置相应的可拆卸连接件的形式连接)。
当弧形件2191连接时，其可以形成空间，以允许试件模具212由此空间通过。
当然可以想到的是，在其他实施方式中，弧形件2191的数量以及形状结构可以根据各实施方式的具体情况，例如根据试件模具212的外部形状结构以及拆卸方便性进行设置。
在本实施方式中，试件模具固定件219与模具固定底座210之间通过螺栓连接。其具体结构可以参考图8和图9，其中，图8为本发明所述的振动旋转组合成型装置在一种实施方式中的底座结构示意图；图9为本发明所述的振动旋转组合成型装置在一种实施方式中的弧形件结构示意图。
具体来说，如图8所示，底座213上设有第一通孔251，而相应地，如图9所示，在弧形件2191的相应位置设有第二通孔252，连接件贯穿第一通孔251以及第二通孔252，以实现试件模具固定件219与模具固定底座210之间的固定连接，譬如具体来说，第一通孔251以及第二通孔252设置为螺栓孔，而连接件设置为螺栓，由此实现固定连接。
图10为本发明所述的振动旋转组合成型装置在一种实施方式中的试件模具结构示意图。
如图10所示，试件模具212包括试件模具试筒2121以及与试件模具试筒2121可活动连接的底托2122。
在本实施方式中，底托2122通过试件模具固定件以将试件模具212固定于模具固定座210上，具体来说，例如可以在底托2122上设置通孔以将底托2122固定。
而试件模具试筒2121的内部空间可以根据振动压头211的外形形状进行适配设置。
当试件模具试筒2121与底托2122组合时，其形成的半封闭空间可用于放置试件，例如沥青混合料。
关于本实施方式中的振动旋转组合成型装置的工作过程具体如下：
工作时，通过控制箱217的抬升按钮，控制振动机构216(在本实施方式中，振动机构216由振动支架2141和2台振动电机2142组成，当然可以想到的是，在一些其他的实施方式中，振动电机2142的数量可以根据各实施方式的具体情况设置)抬升，确保抬升后振动机构216下端连接的振动压头211与模具固定底座210的高差大于试件模具212高度，以便于试件模具212放置。
之后，选取试验所需尺寸的振动压头211和试件模具212(在本发明所述的技术方案中，试件模具212可以是任选的旋转压实仪配套标准模具，而在本实施方式中，采用的试件模具)，并使用试件模具固定件219和连接件例如螺栓将试件模具212(内含沥青混合料)固定于底座213。
之后，通过控制箱217的下降按钮，使振动机构216缓慢下降，确保下降后振动机构216下端连接的振动压头211完全嵌入试件模具212，并紧贴试件模具212内的沥青混合料表面。
之后设置合适的振动频率、静态压应力、振动时间，调整振动电机的名义振幅和激振力。通过控制箱217的振动按钮，开启振动压实试验。
旋转压实仪23作为装置本体21的下游装置，利用旋转压实仪23具有的脱模模块实现试件模具212的自动脱模。
试件成型后，通过旋转压实仪23内压头将作为成型试件的沥青混合料顶出，即完成自动脱模工作，因而不需准备大量试件模具。
由上述过程所得到的试验结果表明，试验装置有效，试验效率提高，装置结构简单，便于安装和操作。
实施例2
在本实施方式中，在本实施方式中，采用如图1至图10所示的振动旋转组合成型装置进行振动旋转组合成型方法，以模拟现场沥青混合料压实过程。
而振动旋转组合成型方法的流程可以参见图11，图11为本发明所述的振动旋转组合成型方法在一种实施方式中的流程示意图。
如图11所示，所述振动旋转组合成型方法包括以下步骤：
步骤A：向试件模具中加入沥青混合料；
步骤B：选择相应的工况模式，以模拟现场沥青混合料的压实过程；
其中，所述工况模式包括以下其中的一种或多种：
摊铺静压或摊铺振动、初压静压或初压振动、复压静压或复压振动以及终压静压。
当然在一些优选的实施方式，所述步骤B具体包括如下步骤：
步骤B1：模拟摊铺静压和初压静压；
步骤B2：模拟复压振动；
步骤B3：模拟终压静压。
或者，在一些其他的优选的实施方式中，所述步骤B具体包括如下步骤：
步骤B4：模拟摊铺振动；
步骤B5：模拟初压静压；
步骤B6：模拟复压振动
步骤B7：模拟终压静压。
实施例3
在本实施方式中，采用如图1至图10所示的振动旋转组合成型装置进行振动旋转组合成型方法，以模拟现场沥青混合料压实过程，其工作流程如图12所示。图12为本发明所述的振动旋转组合成型装置在另一种实施方式中的使用流程示意图。
如图12所示，所述振动旋转组合成型方法包括以下步骤：
向试件模具中加入沥青混合料；
选择相应的工况模式，以模拟现场沥青混合料的压实过程；
其中，所述工况模式包括以下其中的一种或多种：
摊铺静压或摊铺振动、初压静压或初压振动、复压静压或复压振动以及终压静压。
根据图12可以看出，图12提供了两种工况模式，但是可以理解的是，本领域内技术人员可以根据实际所要模拟的沥青混合料的压实过程，调整工况所涉及的具体参数或是顺序。
此外，以图12中的模式一为例，当选择模式一时，振动旋转组合成型方法具体包括如下步骤：
向试件模具中加入沥青混合料(需要说明的是，在本案中，试件为混合沥青料)；
先进行若干次旋转压实，模拟现场摊铺静压和初压静压过程，在此过程中可以调整相应的参数例如：旋转压实次数a次(例如12次)、垂直压力Pi(垂直压力的量纲为kPa)和/或转速Ni(转速的量纲为r/min)；
之后进行一段时间(例如b秒，b可以为任意正实数)的振动压实，模拟现场复压振动过程，在此过程中可以调整相应的参数例如：激振力Qj(激振力的量纲为kN)、静态压应力Lj(静态压应力的量纲为kPa)、振动时间Tj(振动时间的量纲为s)、振动频率Sj(振动频率的量纲为Hz)和/或名义振幅Aj(名义振幅的量纲为mm)；
最后将经过振动压实后的沥青混合料放置于PINE旋转压实仪内，进行旋转压实成型(试件高度控制)，模拟现场终压静压过程，在此过程中，可以调整相应的参数例如：旋转压实的次数c次、垂直压力Pk(垂直压力的量纲为kPa)和/或转速Nk(转速的量纲为r/min)。
以图12中的模式二为例，当选择模式二时，振动旋转组合成型方法具体包括如下步骤：
向试件模具中加入沥青混合料(需要说明的是，在本案中，试件为混合沥青料)；
先进行一段时间(例如d秒，d可以为任意正实数)的振动压实，以模拟摊铺振动，在此过程中可以调整相应的参数例如：激振力Ql(激振力的量纲为kN)、静态压应力Ll(静态压应力的量纲为kPa)、振动时间Tl(振动时间的量纲为s)、振动频率Sl(振动频率的量纲为Hz)和/或名义振幅Al(名义振幅的量纲为mm)；
随后进行若干次(例如e次，e可以为任意正整数，例如3-4次)旋转压实，模拟初压静压过程，在此过程中可以调整相应的参数例如：旋转压实测试次数e次、垂直压力Pm(垂直压力的量纲为kPa)和/或转速Nm(转速的量纲为r/min)；
之后进行一段时间的振动压实，模拟现场复压振动过程，在此过程中可以调整相应的参数例如：激振力Qn(激振力的量纲为kN)、静态压应力Ln(静态压应力的量纲为kPa)、振动时间Tn(振动时间的量纲为s)、振动频率Sn(振动频率的量纲为Hz)和/或名义振幅An(名义振幅名义的量纲为mm)；
最后将经过振动压实后的沥青混合料放置于PINE旋转压实仪内，进行旋转压实成型(试件高度控制)，模拟现场终压静压过程，在此过程中，在此过程中可以调整相应的参数例如：旋转压实的次数g次(g可以为任意正整数)、垂直压力Po(垂直压力的量纲为kPa)和/或转速No(转速的量纲为r/min)。
考虑到振动设备影响压实效果的主要参数有：激振力、振动频率、名义振幅以及振动时间，现场振动压实还应考虑压路机行进速度等参数，因此，模拟设置了如下的实验进行验证：
在摊铺压实现场，振动压路机是利用自身重力与振动产生的冲击力共同压实路面,多用来进行沥青面层的复压，根据美国的规定，振动频率应在33-50Hz范围内。我国《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中规定振动频率宜为35-50Hz，名义振幅宜为0.3-0.8mm。国内对振动压路机研究表明：在25-50Hz频率范围内，压实效果变化比较平稳；而名义振幅增加1倍时，压实效果变化更加明显。振动压路机的名义振幅A0(量纲为m)与外部作用条件无关，大小可按下面公式来计算：
A0＝Me/Md (1)
Me＝m0×r0 (2)
F0＝Meω2 (3)
ω＝2πf (4)
式中，Me表示激振器的静偏心矩(量纲为kg×m)；Md表示压路机的参振质量(量纲为kg)；m0表示偏心块质量(量纲为kg)；r0表示偏心块的偏心距(量纲为m)；F0表示激振力(量纲为N)；ω表示转速(量纲为rad/s)；f表示频率(量纲为Hz)。
实测发现，静态压应力大小对振动压实有较大影响。静态压应力通过气缸压力以及振动系统自重的组合产生，并可通过气压来调节大小。两台电机同步反向旋转以抵消水平激振力，最终保证垂直激振力。激振力也可通过电机内部质量片来调整。控制箱设置定时、延时以及调频等装置。为模拟施工现场压实过程，本例取定频率为48Hz，双电机激振力为26kN，振动压头的静态压应力为10kN(对应690kPa)，名义振幅为0.3mm。
本次成型试验的试件选取SMA13沥青混合料，为确保不同成型方式试件的可比性，旋转压实及组合压实试件目标孔隙率均应接近现场芯样孔隙率，本例按7±0.5％控制。
纯旋转压实采用美国PINE旋转压实仪，选择直径150mm试模，标准压实高度115mm成型。通过三组旋转压实试件平行试验，记录压实过程高度并测量孔隙率后，确认达试件目标孔隙率需要平均旋转次数为40次，单个试件高度115mm试件质量取4.8kg。试件A采用的是纯旋转成型。
组合压实的振动时间选取三组：20s、40s和60s，即表1和表2中对应的B、C以及D试件，其采用的是本案所述的振动旋转组合成型装置1进行“振动+旋转”组合成型。目标孔隙率试件对应旋转次数，根据至少3组平行试件平均值确定。
通过对现场取芯并结合现场施工经验可知，摊铺完成对应芯样孔隙率为13％，初压完成对应芯样孔隙率为11％。参照旋转压实过程试件孔隙率的变化过程，可以推测摊铺静压(相当于试件旋转压实8-9次)及第一次初压静压(相当于试件旋转压实3-4次)完成时相当于旋转压实12次。本例中振动旋转组合压实成型试验B、C以及D试件，采取旋转压实12次模拟摊铺静压和初压静压后，分别对应采取20s、40s和60s的振动时间进行振动压实以模拟复压振动，最后进行旋转压实(控制试件高度为115mm)以模拟终压静压。
最后，对比室内成型试件及现场芯样横向切面和径向切面孔隙率及孔隙率尺寸分布情况，验证组合成型方法与现场芯样空隙特征更为接近。
具体孔隙率测试结果如下表1所示：
表1室内成型试件详表
对现场试样(高度40mm)，顶底部各切除5mm取样计算；对室内试样(高度115mm)参考既有研究文献，顶底部各切除20mm取样计算，结果如下表2所示：
表2空隙率分析表
由表2可知，通过均值、标准差和离散系数的比较可以得出，采用“振动+旋转”组合成型的试件C，相比纯旋转成型的试件A，更接近现场钻芯空隙率结果。结果表明，本发明所采用的组合成型方法相比纯旋转压实，能更好地模拟现场实际压实情况。
另外，室内振动旋转组合成型方法可通过调节激振力、静态压应力、振动时间、振动频率、名义振幅等参数，来优化沥青混合料试件的压实度，并能够指导现场路面压实作业。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
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