振动压实技术在公路路面中的应用分析

摘 要 在公共交通枢纽的建设中，公路作为重要的交通运输枢纽，其质量安全关系重大。垂直振动压实技术在公路建设中的应用，在公路路基压实的质量和效率等各个方面都显示其独特的优势。本文对振动压实技术在公路路基中具体应用参数进行分析，阐述此技术在路基压实效能上的重要作用。

关键词 路基压实；激振器；圆周振动；垂直振动

中图分类号U41 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）84-0086-02

0引言

公路建设作为我国重要的交通基础设施建设，对其施工质量有严格的要求。而公路路基的压实在公路建设中起到关键的作用。振动压实技术在现今公路建设中被广泛的应用。激振器作为压实设备上安装的核心机械装置，在被作用的物体上产生激振力，使物体具有产生形态和大小的变化。本文即对振动压实的技术原理和振动压实机械的主要技术参数在公路中的应用及效能影响进行研究分析。

1 振动压实技术原理的概述

振动压实技术工作原理就是安装在压实机械设备上的激振器装置的频率达到一定程度的时候，其产生的激振力作用在铺层的土石颗粒上，引起土石颗粒产生振动；在这个过程中，颗粒之间存在的粘结力和摩擦力等作用力被减弱；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，更加紧密均匀的排列。

2 不同工作形式的激振器压实效能分析

2.1 圆周振动激振器的压实效能

在压实机械中装置的圆周振动激振器多以单偏心轮进行回转振动，离心力呈圆周回转并离回转中心较远。在进行路面压实操作的时候，圆周振动激振器的的作用力除了具有垂直方向的工作激振力外还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，其工作效率也相应的较低。

但是尽管圆周振动激振器存在上述的不足，但其仍然存在一些优点：首先，其使用技术在行业内具有认知的广泛行，可以相互借用，降低成本，减少资金的投入。其次，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。

2.2 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。

3 振动压实技术应用于路面压实作业中的参数设定分析

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。

3.1 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。

3.2 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。

3.3 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。

4结论

综上所述，在进行公路路面的压实作业应用中，垂直振动压实机械相对于圆周振动压实机械而言，无论在施工的质量上还是工作效率上都有很大的优越性。随着振动压实技术的不断深入发展，我国的压实机械产品也会不断的更新进步，更好的在公路的施工中发挥作用。

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