振动压路机压实施工参数与控制方法研究

陈超

摘 要：在振动压路机压实施工中，振幅、频率、静质量、静线荷载、碾压速度等技术参数对振动压路机压实效果有重要的影响。该文以具有软弱性和不稳定性的软弱性混合料为压实对象，研究振动压路机压实施工参数与控制方法。首先概述振动压路机的工作原理和振动压路机压实原理；然后结合软弱性混合料的性质，分析振动压路机在软弱性路面压实施工中的技术参数，包括振幅、振动频率、振动压路机工作速度、振动压路机压实能力；在此基础上，分析振动压路机压实的体积生产率；最后，根据《公路沥青路面施工技术规范》，总结振动压路机在软弱性路面压实施工中的控制方法。

关键词：振动压路机 压实 施工参数 控制方法

中图分类号：U412.22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（b）-0039-01

振动压路机压实质量的好坏直接影响着公路、铁路等工程的强度、稳定性和耐久性。由于软弱性混合料风化程度的不同，选择时既要保证压实质量，又不能过度压实。因此，该文以软弱性混合料为压实对象，分析振动压路机压实软弱性混合料的施工参数，并在此基础上分析振动压路机路面压实的效率和具体控制方法，这是本文研究的重点，也是本文研究的创新所在。

1 振动压路机的工作原理

振动压路机压实是通过振动压路机外力使被压实材料密实度提高的过程。振动压路机在公路压实施工中，振动轮的振动作用对路面产生往复性冲击，使材料颗粒由静止转变为运动状态，摩擦阻力下降，便于颗粒间的紧密接触，使路面的承载能力相应提高。同时，使用振动压路机时，还应考虑满足压实度和经济性要求的碾压速度和压实遍数。

2 振动压路机压实施工参数分析与选择

振动压路机的参数组合对软弱性路面压实起着重要的作用，选择时既要保证压实质量，又不能过度压实。因此，遵循振动压路机压实施工的节能高效原则，对振动压路机软弱性路面压实施工的参数进行分析。

2.1 振幅

振幅（）把振动压路机用支承物架起或千斤顶顶起后，振动轮悬空时测得振动轮的振幅，振幅表达式为：

（1）

式（1）中：

为偏心块的静偏心距；

为下车质量引起的载荷。

在振动压路机的实际施工中的振幅称为工作振幅（）。振动压路机最亲爱工作时会产生跳动，振幅会增加，此时，工作振幅是测试振幅的2倍。即：

= （2）

过大的振幅会引起振动压路机自身的过大振动，损坏机械零件，同时易使得驾驶者疲劳，也易使软弱性混合料表面被压碎成细颗粒，表现出振松，级配不良，反而减低了压实质量。

2.2 振动频率

振动压路机的振动频率（）与角频率（）的表达式为：

（3）

（4）

式（3）中：

为振动压路机的振动周期；

为激振器的转速。

当振动压路机与软弱性混合料形成的振动系统的二阶固有频率与软弱性混合料的自然频率（）相当时，产生的振动加速度能使得软弱性混合料颗粒之间的摩擦最小，振动压路机的压实效果最好。

大多数软弱性混合料的自然频率在18.3～26.7之间，为了获得更好的压实效果，选择振动频率时尽量使得=。

2.3 振动压路机工作速度

对于软弱性混合料，其黏聚力和内摩擦力都比较大，固有频率为黏土类的1.5倍，因此，需要5次以上的有效强迫振动。

3 振动压路机压实施工效率分析

在保证软弱性路面压实施工质量的同时，也要考虑振动压路机压实作业时振动压路机的生产效率与能量消耗，振动压路机碾压时的体积生产率（）。

（5）

式（5）中：

为效率因素；

为时间利用系数；

为振动轮宽度；

为为振动轮碾压速度；

为压实后的填层厚度；

为碾压遍数。

设振动压路机处于近似连续工作状态，时间利用系数，并采用正常的振动轮碾压重叠宽度，则压实效率因数，因为压实效率与η是有关联的。

4 振动压路机压实控制方法研究

在软弱区的温度范围内使用钢轮压实软弱性混合料是没有效果的。在这个温度区域进行软弱性混合料碾压时，会出现推移和细裂缝等问题。在钢轮前面会形成“驼峰”现象，软弱性混合料会沿纵向缓慢推移，也会向两侧推移，导致铺筑层变宽。一般认为，在这个温度区域内，采用轮胎振动压路机压实则不会造成推移现象。

初压采用钢轮振动压路机，复压采用胶轮振动压路机，终压采用振动压路机。I型细级配混合料的复压温度一般在100～130 ℃之间，正好处于中温区，软弱性混合料的内部稳定性不足以维持压实作用，不能采用钢轮振动压路机进行碾压，因此规范推荐复压宜采用重型的胶轮振动压路机。

5 结语

针对具有软弱性和不稳定性的软弱性混合料，该文提出了具体的振动压路机压实施工参数和控制方法。振动压路机压实施工要达到最佳的压实效果，应当在合理的频率范围内选择较高的振幅；合理选择振动频率，并保证振动压路机工作速度、振动压路机压实能力。同时，针对软弱性混合料，应该在高温条件下碾压，在中温软弱区停止碾压，等温度降低到低温区时，再用静力钢轮振动压路机碾压软弱性混合料。只有这样才能使振动压路机在软弱性混合料压实施工的效率达到最优。

参考文献

[1] 胡卫江.振动压路机参数对路基压实质量的影响[J].内蒙古公路与运输，2014（2）：74-75.

[2] 魏文澜.振动压路机振动轮振幅的探讨[D].长安大学，2013.

[3] 张宏.振动压路机工作参数对施工过程的影响[J].山西建筑，2012（38）：11-12.

[4] 陈胜.浅谈对土方路基压实度影响的因素与检测技[J].建材与装饰，2012（11）：174-175.