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摘要：采用振荡压路机压实沥青路面, 以新的压实原理和机械结构消除了振动压路机在碾压施工中具有的不利影响, 解决了公路沥青路面结构沥青混合料的压实问题, 有效提高了沥青面层的碾压质量。本文探讨了振荡压实技术在公路沥青路面施工中的应用。
关键词：振
沥青混凝土路面由于其优越的性能占据了路面的市场，但也存在一些早期病害现象，影响了沥青路面的使用性能。其原因与沥青混合料的特点、沥青混合料配合比设计方法、沥青拌和稳定措施、沥青混合料运输、摊铺和压实等方面有关，本文主要研究了振荡压实技术在公路沥青路面施工中的应用。
a)振动轮b)振荡轮
图1 振动与振荡压实机理
图2 偏心轴典型位置及交变力矩变化
比较振动压路机与振荡压路机的压实原理，压轮与被压材料的相互作用及颗粒应力状态见图 1。及偏心轴典型位置及交变力矩变化情况见图 2。图 1 中虚弧线 M 为施加在振荡轮上的交变力矩，G 为滚轮轴载（检测设各轮轴载相同), R 为地面对滚轮的反作用力 (R 为作用力), F 为水平推力， F a 为某一瞬间作用在振动轮上的激振力。振动轮下单元体只受主应力δx、δy 作用。对于振荡轮，当交变力矩M 沿顺时针方向作用时，因振荡轮对面的作用，R’对轮前方单元体的挤压作用没有Fa 作用大，显然δ’x、δ’y 分别比δx、δy 要小，但由于M 的作用，使振荡轮下方单元体还增加了应力分量γx（γx＝γy），使单元体或其他被压材料剪切破坏，达到压实的目的。振荡轮在轴线及交变力矩的作用下，一方面加速了压轮下方单元体的剪切破坏，另一方面也使其下方的单元体受到不同程度的挤压而密实。
振荡压实实际上是一种振动与搓揉相结合的压实方法。这种搓揉作用能防止表面的发裂,并使压实表面更加光整、致密, 提高了表面层防水渗透能力, 对于那些难能力, 对于那些难于压实的裹敷碎石沥青、排水沥青、改性沥青等路面则有着特殊的效果,甚至沥青温度在低温(小于10 ℃) 的范围内仍能保持最佳的压实。此外, 与振动压实相比, 振荡压实有较陡的压实曲线, 即用较少的碾压遍数, 可达到较好的压实效果。由于振荡压实过程进展平缓而无冲击, 因而不易压碎骨料、能防止面层振松。振荡轮在作业过程中不离开地面, 能确保驱动轮与地面的附着力, 使驱动轮能发挥较大的驱动力矩, 这对压实坡度较大的路面非常有利。由于振荡压实能够减少机架和邻近地面、结构物的振动、节省压实能量、减小了噪音、降低了对居民的影响,从而在改善驾驶员工作条件和环境条件、延长机器使用寿命和降低使用成本, 特别是在桥面、多层停车场、城区道路压实方面有着一系列特殊的优越性。
2、振荡压路机压实施工特点: ( 1)振荡压路机在压实施工过程中, 其轮体不会对路面混合料产生垂直冲击, 有效避免了沥青混合料表层产生波纹现象,故被压实路面表面平整、稳定; ( 2)由于振荡轮在压实施工过程中始终能接触到路面作水平振荡, 会产生相应的交变剪切力, 对路面沥青混合料会起到揉搓压实的效果, 能更快效率地压实路面材料; ( 3)振荡压路机的振荡压实过程施工进展平缓无冲击, 能有效防止路面面层材料振松, 而且不易压碎骨料。
压路机应从外侧向中心碾压。相邻的碾压带应重叠1 /3 ～ 1 /2轮宽，最后碾压路中心部分，压完全幅为1 遍。当边缘有挡板、路缘石、路肩等支挡时，应紧靠支挡碾压。当边缘没有支挡时，可以将边缘先空出宽30 ～ 40 cm，待压完第一遍后，将压路机大部分重量位于压实过的混合料面上再压边缘，以减少向外推移。
初压时，应采用轻型钢筒式压路机或关闭振荡( 振动)装置的振荡压路机碾压1 ～ 2 遍，其线压力不宜小于350 N/cm。同时，压路机的驱动轮应面向摊铺机，且碾压路线和方向不能突然改变，以免导致混合料产生推移。压路机起动、停止必须减速缓慢进行。
桥面沥青混合料铺装压实时，宜采用振荡压路机，振动频率宜在35 ～ 50 HZ，振幅宜为0． 3 ～ 0． 8 mm，并根据混合料种类、温度和层厚选用，层厚较厚时选用较大的频率和振幅，相邻碾压带重叠宽度为10 ～ 20 cm，振荡压路机倒车时应先停止振荡，并在向另一方向运动后再开始振荡，以避免混合料形成鼓包。
关键词：振
摘自：毕业论文答辩www.udooo.com
荡压实技术；公路；沥青；路面施工；应用沥青混凝土路面由于其优越的性能占据了路面的市场，但也存在一些早期病害现象，影响了沥青路面的使用性能。其原因与沥青混合料的特点、沥青混合料配合比设计方法、沥青拌和稳定措施、沥青混合料运输、摊铺和压实等方面有关，本文主要研究了振荡压实技术在公路沥青路面施工中的应用。
一、振荡压实原理
振荡压路机总体结构与自行式振动压路机基本相似，但是其作用原理与振动压实有本质的区别。振荡压路机的振荡轮结构可分为卧轴式和垂直轴式。振荡压路机的工作原理为，在振荡轮内对称安装同步旋转的激振偏心块(轴)，两偏心轴旋转相位差为 180°，且偏心质量和偏心距分别相等，保证了激振力和合力沿振荡轮圆周径向始终为零，而产生激振力偶，它使振荡轮承受交变扭矩，对地面持续作用，形成前后方向的振荡波，使被压实材料产生交变剪应变。与此同时，在振荡轮静荷载作用下，产生垂直位移。这样，在这种水平作用力和振荡轮垂直静载的共同作用下，使被压实的材料颗粒发生共振、错动，位置重新分布，消除了材料颗粒之间的空隙，实现了对被压实材料在水平和垂直两个方向的压实。a)振动轮b)振荡轮
图1 振动与振荡压实机理
图2 偏心轴典型位置及交变力矩变化
比较振动压路机与振荡压路机的压实原理，压轮与被压材料的相互作用及颗粒应力状态见图 1。及偏心轴典型位置及交变力矩变化情况见图 2。图 1 中虚弧线 M 为施加在振荡轮上的交变力矩，G 为滚轮轴载（检测设各轮轴载相同), R 为地面对滚轮的反作用力 (R 为作用力), F 为水平推力， F a 为某一瞬间作用在振动轮上的激振力。振动轮下单元体只受主应力δx、δy 作用。对于振荡轮，当交变力矩M 沿顺时针方向作用时，因振荡轮对面的作用，R’对轮前方单元体的挤压作用没有Fa 作用大，显然δ’x、δ’y 分别比δx、δy 要小，但由于M 的作用，使振荡轮下方单元体还增加了应力分量γx（γx＝γy），使单元体或其他被压材料剪切破坏，达到压实的目的。振荡轮在轴线及交变力矩的作用下，一方面加速了压轮下方单元体的剪切破坏，另一方面也使其下方的单元体受到不同程度的挤压而密实。
二、振荡压实技术的特点及优点
振荡压路机安装有两个同步旋转的偏心轴以使压路机滚轮快速交替地前后摆振运动, 其传输的振动能量沿着水平方向在某一层面内传播, 压实过程是一部分通过压路机自身的重量, 另一部分是通过交变的水平剪切作用力使滚轮对地面产生一种类似轮胎压路机的搓揉作用从而达到压实路面的目的。振荡压实实际上是一种振动与搓揉相结合的压实方法。这种搓揉作用能防止表面的发裂,并使压实表面更加光整、致密, 提高了表面层防水渗透能力, 对于那些难能力, 对于那些难于压实的裹敷碎石沥青、排水沥青、改性沥青等路面则有着特殊的效果,甚至沥青温度在低温(小于10 ℃) 的范围内仍能保持最佳的压实。此外, 与振动压实相比, 振荡压实有较陡的压实曲线, 即用较少的碾压遍数, 可达到较好的压实效果。由于振荡压实过程进展平缓而无冲击, 因而不易压碎骨料、能防止面层振松。振荡轮在作业过程中不离开地面, 能确保驱动轮与地面的附着力, 使驱动轮能发挥较大的驱动力矩, 这对压实坡度较大的路面非常有利。由于振荡压实能够减少机架和邻近地面、结构物的振动、节省压实能量、减小了噪音、降低了对居民的影响,从而在改善驾驶员工作条件和环境条件、延长机器使用寿命和降低使用成本, 特别是在桥面、多层停车场、城区道路压实方面有着一系列特殊的优越性。
三、振荡和振动压实施工特点对比分析
1、振动压路机压实施工特点: ( 1)振动轮在被压沥青混合料表层上垂直往复跳动, 会引起表层混合料随压轮一起振动, 由于振动轮与被压表层混合料没有充分紧密接触, 在过度压实的条件下, 路面表层会出现松弛现象, 大幅降低路面表层沥青混合料的密实度; (2)振动压路机在施工作业时, 由于其竖向激振力作用相对较大, 导致路面表层的沥青粗粒材料大量出现被击碎的现象 。2、振荡压路机压实施工特点: ( 1)振荡压路机在压实施工过程中, 其轮体不会对路面混合料产生垂直冲击, 有效避免了沥青混合料表层产生波纹现象,故被压实路面表面平整、稳定; ( 2)由于振荡轮在压实施工过程中始终能接触到路面作水平振荡, 会产生相应的交变剪切力, 对路面沥青混合料会起到揉搓压实的效果, 能更快效率地压实路面材料; ( 3)振荡压路机的振荡压实过程施工进展平缓无冲击, 能有效防止路面面层材料振松, 而且不易压碎骨料。
四、公路沥青路面施工中振荡压实过程质量控制
采用振荡压实技术进行路面沥青混合料压实施工, 应注意其碾压组合方式、遍数与压实度等指标的关系, 以能够充分实现最小的残留空隙率和最大程度的压实度指标为原则, 选择科学合理的碾压组合方式。通常情况下, 路面碾压可分为三个阶段, 即初压、复压和终压, 不同碾压阶段对路面沥青混合料压实会产生不同的效果, 其采取的施工工艺也不相同。1、初压阶段
初压起平整稳定的作用，应在混合料摊铺后较高温度下进行，并不得产生推移、开裂，压实温度应根据沥青稠度、沥青混合料类型、压路机类型、气温、铺筑厚度经过试铺试压确定。压路机应从外侧向中心碾压。相邻的碾压带应重叠1 /3 ～ 1 /2轮宽，最后碾压路中心部分，压完全幅为1 遍。当边缘有挡板、路缘石、路肩等支挡时，应紧靠支挡碾压。当边缘没有支挡时，可以将边缘先空出宽30 ～ 40 cm，待压完第一遍后，将压路机大部分重量位于压实过的混合料面上再压边缘，以减少向外推移。
初压时，应采用轻型钢筒式压路机或关闭振荡( 振动)装置的振荡压路机碾压1 ～ 2 遍，其线压力不宜小于350 N/cm。同时，压路机的驱动轮应面向摊铺机，且碾压路线和方向不能突然改变，以免导致混合料产生推移。压路机起动、停止必须减速缓慢进行。
2、复压阶段
复压起压实作用，这是关键的压实工序，宜采用振荡( 振动) 压路机，具体的碾压方式由实验路段确定。碾压的遍数应经试压确定，不宜少于3 ～ 5 遍，以达到要求的压实度和空隙率，并无明显轮迹。桥面沥青混合料铺装压实时，宜采用振荡压路机，振动频率宜在35 ～ 50 HZ，振幅宜为0． 3 ～ 0． 8 mm，并根据混合料种类、温度和层厚选用，层厚较厚时选用较大的频率和振幅，相邻碾压带重叠宽度为10 ～ 20 cm，振荡压路机倒车时应先停止振荡，并在向另一方向运动后再开始振荡，以避免混合料形成鼓包。