振动压路面的技术参数与压实效果

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在公路修筑中，压实机械是很重要的设备。无论路基、底基层、基层和面层都需要很好的压实，以达到一定的密实度，提高道路的承载能力，并防止沉陷、水分渗透等。一般压实工作量可占公司工程施工费用的2%左右。密实度每提高1%，基础承载能力就提高10%；沥青混凝土密实度每提高1%，承载能力和寿命可提高10%-15%。选择适合的压路机并合理选择振动压路机的技术参数，不仅可以提高压实质量，还可以提高压实效率，对提高工程质量、缩短施工工期、降低施工成本有非常重要的作用。
　　振动压路机的技术参数主要包括：自重和静线压力、钢轮宽度和直径、离心力、振幅、频率等，其工作参数还包括压实厚度，碾压速度和遍数等。
  Z# T' S+ V4 h4 g' V  v& w5 q: V7 ]　　（1）自重和静线压力
' k! x9 I9 ?2 Y. x/ E: @& F　　振动压路机自重直接影响压路的压实大小，振动靠偏心质量的转动而产生，偏心质量、振动轮质量、压路机质量均有一定的比例要求，因此大吨位的压路机一般有较强的压实力和较高的压实效率。光轮压路机的静线压力等于振动轮轴载荷除以轮宽，因此压路机压实作用力的大小也和钢轮宽度及压路机轴荷分配有关。
, _" w8 N; {; v0 A　　（2）钢轮宽度和直径
　　在压实过程中，钢轮宽度通常决定了压实生产能力。钢轮较宽，压实的覆盖面积较大，每一遍的压实生产率提高，但是钢轮宽度的增加降低了压路机的线作用力，且钢轮宽度与被压实的路面宽度有匹配问题，钢轮宽度的变化对压实效果影响不大，由于在钢轮压实时，被压路面凹陷，钢轮直径增大，可减少压实阻力，有助于在压实柔软、不稳定混合料时，防止推移混合料和减少细裂纹的发生，因此通常大直径的钢轮、压实效果较好。
　　（3）离心力
　　离心力是振动压路机振动机构的偏心块运动时产生的离心力。离心力越大，压路机作用于土壤的压实力就越大，压路机的总压实力由振动轮的离心力和轮轴分配的静轴荷之和构成。
0 p6 l' \5 k* E, w3 Q2 h　　（4）频率和振幅
　　频率是单位时间内钢轮冲击次数，振幅是钢轮轴处的最大运动距离，振动频率和振幅对压实效果有不同的影响。实践证明，振动频率在25-50HZ时可获得最大的压实力。在这个范围内改变频率，不会明显地影响压实效果。然而改变振幅对压实材实的冲击力和影响深度有明显的影响。
　　通常提高频率和振幅可以提高压实力，改善压实效果，但是频率和振幅过高反而会降低压实效果，其原因是振动轮在过大的振动强度作用下脱离了地面，使表层受到不规则冲击和过度碾压，密实度降低。
　　现在的振动压路机，一般装有可调的振幅设定装置，能够通过调整振幅调整压实力来适应不同材料和不同铺层厚度的碾压，这对沥青混合料的压实尤为重要。在软混合料或薄层上施工，采用小振幅可得到最佳效果，也可减少压碎骨料的危险，而在硬混合料或厚层上施工，需要调整到相对较大的振幅。对需要较大压实力的材料，例如压实岩石填方和干粘土，大振幅压实效果非常明显，碾压路基时振幅使用范围在0.7-1.8mm压实效果最好。对沥青混合料的压实，50-70HZ的频率，采用0.4-0.6mm振幅能产生最好的效果。
5 ]  x3 M& Y- D- r3 h1 w" x　　离心力的增大与振幅和振动频率的平方成正比，在一定范围内振动频率的增加对压实效果的影响是有限的，因此离心力越大，并不意味着压实效果越好，离心力只能用于对静重和频率相等的各压路机之间进行直接对比，因此此时展示出在振幅方面的相对差别。
振幅与偏心距成正比，调节振动压路机偏心块与轴心之间的距离可调节振幅，改变压实力，
　　（5）压实速度与遍数
: H7 W1 X4 A$ @7 ]4 F- n* R　　压实速度对压实效果有一定的影响，压实速度提谢，压路机在一定长度的振动压实次数减少，压实效果降低。在一定程度上，较高的压实速度可以通过增加压实遍数来补偿。在一定距离范围内，随着碾压速度提高，振动撞击次数减少，要获得相同的压实效果，势必要增加压实遍数。如果碾压速度与遍数不匹配，就达不到设计的密实度。碾压遍数过多，不仅不经济，反而在一定程度上会使压实度降低。
　　施工中还应注意压实速度不能过快，如果压实速度过快，压路机在一定长度的振动压实次数太少，在路面表层会形成波纹，厚层土和需要高压实度的填石料的压实速度应保持在较低的范围，对沥青混合料来说，最适宜的速度比在土上压实的时候要高，通常推荐的碾压速度：填石料和粘土为1-1.25km/h，非粘性土为2-4km/h，沥青混合料压实为2-14km/h，薄层和柔软的混合料为3-6km/h。
　　（6）压实厚度
+ F! B# n: w2 i; K: m　　高振幅能将较大压实能量传递到所压土层的深部，但在土层上部只能获得较小的压实效果，低振幅只能在土层内产生微小的压实厚度，但能将较大的压实能量传递给靠近表面的土层。当厚层压实，要求高密实度时，最好开始采用大振幅，当材料密实度增大，钢轮开始起跳，此时即使增加压实遍数也不能增大密实度，反而会压碎材料，损坏设备。调低振幅就可避免反弹，密实度也可继续提高。
1 G$ [/ @- T: Y( e0 B5 d在进行大方量的填方施工，如果根据压路机的压实厚度特性，合理选择铺层厚度，并在碾压过程中合理调节压路机振幅，可最经济有效地达到规定的密实度要求，获得较高的压实效果。
: j! Y: K% g6 a5 f　　在实际施工中，许多因素影响着对土壤或路面的压实效果。我们要根据被压实材料的性质，合理选择压路机的型号规格，各项技术参数调整在适宜的工作状态，从而用最快的行驶速度、最少的碾压遍数，达到要求的密实度，为了提高工程压实效果，应在压实理论和经验的基础上，通过试验段施工确定最适合的压实工艺和参数。
　　压实应用技术在总结实践经验的基础上向计算机辅助工程的主向发展。目前一些压实应用软件可根据用户的施工条件、希望采用的压实设备以及要求的铺层厚度和压实度，预测压路机在初压、复压和终压阶段的最佳组合和工作参数以及压实度、生产率等施工效率和质量的数据。