振动压实技术在公路路面中的应用分析

振动压实技术在公路路面中的应用分析

【摘 要】随着我国公路建设的不断发展，对我国公路各项施工工艺的技术要求也是愈来愈高。本文从对振动压实技术的简单介绍入手，其中分别对振动压实技术的原理以及振动压实技术的效果进行简单介绍，进而引出对公路沥青路面施工中振动压实技术的影响因素、公路沥青路面施工中压路机的施工作业流程以及振荡压实过程中的注意事项进行详细的阐述。

【关键词】沥青路面施工；振动压实技术；施工流程

现阶段，在公路沥青路面施工的碾压工艺中，振动压路机具有较高的压实功能以及良好的经济效益，其振动作用会对表层的被压材料造成一定程度上的破坏，尤其是在桥梁施工中会对桥梁结构造成一定的破坏。振荡压路机应运而生，其具有新的机械结构以及新的压实原理在一定程度上弥补振动压路机的不足，不仅具有较好的压实效果，而且还使路面使用寿命以及性能得以提升。

1 关于振动压实技术

振动压实技术的工作原理是安装在压实机械和设备达到一定程度时，其产生的碎片粒子层的激振力，引起碎片粒子振动激励器装置的频率；此过程中，颗粒和摩擦力之间的粘性减弱；在受到包括激振力和正压力以及设备和颗粒的重力等结合力在垂直方向上的作用之下，土石颗粒之间的水和空气被排除出来，缝隙消除；颗粒在互相挤压的作用之下，甚至更紧密。

2 激振器压实效能

2.1 垂直振动激振器的压实效能

垂直振动激振器具有左右两个偏心轮，二者同时回转时，由两种离心力组成合力呈垂直方向作用于铺层颗粒；而二者产生的水平干扰力因为相互的作用而抵消。激振器的运动方向同力的方向一致，向铺层方向做垂直振动。因为没有水平力的干扰，所以在相同参数下，与圆周振动压实机械的工作质量和工作效率相比，垂直振动压实机械具有明显的优越性。垂直振动压实技术和同类作用的技术相比，不仅表现出高效、节能的优点，而且如果将其运用在某些压实机械上，可以使使振动效能得到大幅度的提升。在进行施工的作业中，可能是工作效率和质量得到跨越性的提高。与圆周振动机械相比，因为垂直振动的技术含量较高，相应的制造的成本和难度也高，结构也复杂的多。

2.2圆周振动激振器的压实效能原理

在圆周振动装置设备压实机械大多是单偏心旋转振动，离心力呈圆周回转并离回转中心较远。在进行路面压实作业，圆周振动激振器的作用力不仅具有垂直方向的工作激振力外还能存在水平方向的干扰力。压实部件在这种水平方向的力

的影响下发生摆动，使其在进行垂直方向的压实作用以为受到了干扰而有所减弱，同时给周围的环境带来一定的危害。压实设备采用这种振动形式的激振器，因为受到激振器作用时的摆动的影响而使设备的运行不够平稳，相应于它的低效率。

但是尽管有这些缺点的圆周振动激振器，其实它也具备有一些优点：第一，其使用技术在行业内具有强大的认可性，互相可以学习借用，降低成本，减少资金的投入。第二，在小型的压实机械上应用此种激振器，可将其存在的水平力作为行走东西加以利用。再次，这种激振器在结构上简单、易操作、便于维护和修理，成本投入较低。最后，其规格较小，重量较轻，在运输和使用上都具有简便性。

3 振动压实技术应用于路面压实作业中的参数设定分析

3.1 正压力的设定

正压力包括很多力的元素，如：激振力、参振重量和外力等。通常来讲，大的激振力产生良好的激励效果，但是却需要有足够大的振幅来与之配合，否则土体表层会快速的产生硬结，无法取得理想的效果。于压路机而言，因其重量是固定的，所以在行驶速度上要进行良好的控制，一般提倡低速。在振动夯实机的力度控制上，可将动臂下压力进行平稳的增加，同时也要避免过大的下压力，否则对压实的前期和后期都会造成不利的影响。

3.2 振动频率的设定

在单位时间内完成的振动次数即振动频率。通常用偏心轮的转速来进行频率表示。与土体的固有频率相比较，当激振器的振动频率与之相近时，系统的振幅呈现快速增加的状态；而当振动频率与之相等时，会有共振产生。而在实践中发现，共振的状态下进行路面压实作业，比其它状态下进行的作业效果要好得多。但是，共振点的掌握受很多因素的制约，如：土质的不同，土质状态的不同，其固有的频率也不相同；随着压实阶段的进行，土体的固有频率也会发生变化；对周围的环境，共振对其也有一定的危害性。因此，国家在对垂直振动压路机械的激振器转数上根据不同的环境都有严格的规定。就目前来看，将最大转速控制在2 000r/min～2 700r/min 的中小型振动夯实机比较适宜路基压实。可根据实际的条件适当进行转速的调整。但是对于多数的振动平板夯而言，转速控制在4 000r/min～7 200r/min 为宜，过高的转速会使土表硬结，在路基施工中不适用。

3.3振幅的设定

振动的强弱程度即振幅。要想获得铺层颗粒达到符合质量的压实效果，就必须保证振幅足够大。振幅的强度至少要达到当其作用于颗粒时，能够使颗粒间的粘合力、弹性得到破坏，也就是在该连接处有足够的力传递过来并对其产生作用，同时还要注意表层的硬结不能过早。实践中发现，对大多数的土层来说，要达到基本的压实要求，参振质量的振幅度单向最低要3mm 以上。对较密实的土体，

振动压实机械使用大的振幅会产生锤击的力度，压实效果要好很多。振动压路机和夯实机采取垂直振动压实的技术后，可以使振幅得到很大的提升。小的振幅虽然也能使表面看来平整密实，达到质量标准，但是却容易留下深层缺陷的隐患。在条件允许的情况下，使用大振幅虽然可能会使表层出现破损的现象，但是相对于深层缺陷来讲，容易发现也容易弥补，综合比较，还是有利得多。

激振器的振动形式不是影响压实机械作业效能的唯一因素，振动压实技术的主要参数的设定也对机械的压实效能具有重要的影响。振动压实技术的参数设定主要有振动频率、振幅以及正压力三个重要参数。这三个参数的设定跟土质和压实的阶段达到合理的匹配，才能使振动压实的机械效能得到最大最有效的发挥，才能达到在保证路面压实质量的前提下提高工作效率的目的。

4 小结

评价公路质量的一项重要指标就是公路沥青路面压实质量，为了保证公路质量以及公路的使用寿命，需要应用先进的技术措施不断提高公路沥青路面的压实质量，在公路沥青路面施工中应用振荡压实技术可以在很大程度上提高我国公路施工质量。

参考文献：

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[3]黄宁.浅析公路沥青路面施工中振荡压实技术应用[J].黑龙江交通科技，2013（3）.