压实过程（共3篇）
压实过程 篇1
如今我国公路路基的压实技术取得的发展与进步很大, 若是在公路路基施工过程中无法正常运行压实技术, 那么就会导致路基有一系列严重的现象发生。诸如坍塌、开裂、下沉与因变形而导致裂缝的产生等[1]。一旦发生这种情况就不得不进行返工重修, 这样就使得人力、物力大大浪费了, 还导致不同程度的经济损失。
1 公路路基压实技术的机理探析
路基是公路的基础, 尽管其并不会行驶车辆发生直接接触, 进而有磨损损伤产生, 然而来自于路面的挤压负荷经扩散之后必然会对其产生影响。所以, 要想使公路的强度、稳定性和可靠性获得最大程度的保障, 就一定要严格地分析和探讨路基的原材料及其周围环境, 从本质上彻底的提高路基的质量, 从而大大提高路基的安全性。因为一些构成天然路基原材料的填料基本都十分松散, 没有很高的强度, 缺乏稳定性, 若是不压实这种松散的原材料, 会对道路工程的整体质量产生严重不利的影响, 所以有可能会有严重裂缝、坍塌和下沉的情况出现。所以, 压实技术成为一大重要指标来对公路路基的好坏进行衡量。路基压实主要是为了促使路基原材料中的缝隙尽可能地减少, 以便原材料的密度能够更高、更强, 促使路基的质量得到最大限度的提高, 以便使路基路面的质量安全得到保障。路基施工主要是对路基周边土壤结构进行不断改变, 在促使其结构松散之后, 施加外力重新组合土体颗粒并且促其更加密实。
2 压实技术影响因素探析
(1) 土壤土质。路基施工针对的就是路基周围的土壤结构, 改变其原始结构, 并且在外力作用下重新组合土体颗粒, 并且对基层进行密实。就路基施工的概念看来, 不同的土质会对土壤产生不一样的压实效果。例如, 粘性土质就比沙土颗粒的压实更加具有难度, 因为其具有较大的湿度和水分含量。
(2) 土壤压实厚度。压实条件相同时, 土壤厚度不同, 最终的效果也会不同。所以, 在压实过程中, 务必要将公路路基埋深, 据此来进行全面而系统地分析、探讨, 将最合适的压实机械选取出来, 促使压实工作最大程度地发挥作用。
(3) 路基周围土壤材料及其级配情况[2]。因为土壤的物理、化学性质都是不同的, 所以施工技术人员要有针对性地进行压实, 不可一概而论, 而对最终的压实效果产生影响。如在压实过程中, 颗粒较粗就会很容易被压实, 而且具有的稳定性更好;粘土具有较高的含水性, 粘聚性和不透水性强, 这就会对压实的效果不利。所以, 施工技术人员在采取压实技术的时候, 务必要先充分地调查分析土壤情况。将其中最为合适的压实机械选取出来, 继而对公路路基采取压实处理措施, 尤其是其中需要用于基础层的集料, 应该对级配范围的规定予以充分满足。
(4) 具有较大含水量的土壤的影响。很多实验都表明:在时间相同和使用机械相同的前提下, 压实处理具有不同含水量的土壤, 最终会产生不同的压实效果。土壤具有较高的含水量, 这不仅需要将土壤间的分子力克服, 而且要将其间的内摩擦力和粘聚力不断克服, 进而促其产生位移并且彼此靠近, 因而最终达到的压实效果没有干燥土壤好。所以, 针对具有较大含水量的土壤, 施工技术人员在进行压实的进程中, 需要采取物理和化学上的方法来合理处置土壤, 对其物理化学性质进行改变, 从而实现更好的压实效果。
3 压实技术在路基建设中的应用
在公路路基施工过程中, 对公路工程的质量而言, 路基的密实度和均匀性十分重要, 在施工中传统技术遇到的问题比较多。为促使公路路基更加坚实, 使得路面更为平整, 并且确保公路质量。因此需要在公路路基施工过程中积极应用冲击压实技术。此外, 还能对其平整度、坚实度和弯沉度进行监测[3]。
(1) 工艺流程。在施工之前需要将一些准备工作做好。这里具体指的是准备冲压及各种辅助设备, 与施工有关的材料和人员, 还有有关检测设备的准备工作。先对路段进行合理地检测, 在此基础上将要冲压的路段明确下来。接下来便是冲击碾压以及进行中间检测, 进而明确冲压效果。假如无法达标, 就还要在冲压的同时将观测工作做好。
(2) 压实度检测。主要采用灌砂法来检测压实度, 每相隔大约50m将一段面选取出来, 再于其中均匀选出三个取样点。在进行检测之前, 要先把表面层清理好。相关的实践及数据表明, 对于路基压实度及其范围的提高而言, 冲击压实技术是很有帮助的。
(4) 弯沉测试。在路基施工中存在一项十分关键的检测内容, 那就是检测路基的弯沉值的检测。通常使用弯沉仪来检测仪器。相关数据和经验表明, 经过冲击压实之后, 路面的路基具有更高的强度, 而且大大降低了弯沉度。此外, 公路路基经过该技术处理之后就比较坚固, 往往雨水难以侵蚀。
4 注意事项
在对公路路基进行施工的过程中, 可能会遭遇诸多突发状况, 而这些通过都会对工程的成败起到至关重要的决定作用。所以, 施工人员要对以下几点多加留意: (1) 在压实技术施工过程中应该尽可能做到一气呵成, 拥有比较高的速度, 确保动能之后就能促使其转化成势能, 如此才可以达到良好的施工效果。因为机械往往会占用较大的空间面积, 以及较大的掉头范围, 所以在将设备进行开启的过程中所需的能量很大。一气呵成地施工就能避免能量的流失, 这样碾压才能快速进行, 将接头水平控制好, 达到标准, 以便路面更为平整。 (2) 冲击压实有助于促进路基更加具有坚实度, 然而有时候亦会使得路基不够平整。要想使路基的平整度达到标准要求, 在用到冲击设备的时候应将其放到路基表面, 而且要填3次土, 通过这样的方式才能促使冲击压实减少对路基弯沉值的不好影响。 (3) 在对路基进行冲击压实时, 操作不标准或失误也会破坏路面建筑。为了将这一点避免, 有关部门或负责人需要将科学严明的施工条例和规范制定出来。以便保证冲压的合理范围, 确保冲压不涉及禁压区。搭板边缘和挡土墙等之间要将净距保持好, 在施工条件达标时, 才能进行冲压操作。 (4) 就路基表面而言, 土体 (5米内) 的含水量将很大程度上影响压实效果。假如存在过高的含水量, 就可能会因为受到冲击压实机的作用力而导致翻浆, 这就对路面压实度和平整度产生严重不利的影响。所以, 在进行压实作业前, 一定要对土体的含水量进行严格检测, 确保施工要在3%以下含水量的情况下进行。 (5) 假如路基表面太过干燥, 那就会致使表面发生沙化, 这对传递能量是尤为不利的, 还会进一步对压实效果产生不利影响。面对该情况, 假如要进行适度洒水, 以便在路基中促进能量的传递, 将会促使路基具有更好的压实度, 更加平整。 (6) 为了使安全事故尽可能减少甚至避免, 所以冲压单位一定要调查好冲压范围之内的全部设施。以便做到防微杜渐。要将安全防范措施严格进行完备, 以便促使安全事故尽可能地杜绝。
4 结束语
总而言之, 在公路建设施工过程中, 存在非常重要的一部分工作, 那就是公路路基, 而其压实技术更是在很大程度上确保了公路路基的质量。因此, 要想使公路路基的质量性和可靠性获得更好的保障, 就一定要认真地研究当前已有的一些压实技术, 从而促使公路路基更加牢固可靠, 进而促使公路路基的安全性有所保障。
摘要：文章主要探讨了路基施工过程中的压实技术, 主要从压实技术的机理、影响因素和实际应用效果等方面进行分析, 同时将个人的相关看法和体会提了出来。
关键词：公路,路基施工,冲击压实
参考文献
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压实过程 篇2
振动压路机的振动频率是影响被压材料颗粒运动状态的重要参数[1], 它会直接影响被压材料的压实度。振动频率的稳定性是指压路机在进行振动压实作业时保持振动频率不受负荷变化影响的能力, 是振动压路机的重要作业指标。关于压路机振动频率稳定性参数的研究, 目前鲜见报道, 只检索到文献[2]在研究沥青混凝土摊铺机作业速度时, 提出的容积调速回路速度刚度的概念。压实过程中振动频率的稳定性, 一方面与被压材料的性质有关[3], 另一方面与压路机本身的参数配置有关。研究压实过程中振动频率的稳定性, 有助于合理配置压路机工作参数, 使其保持良好的作业质量。
1 振动频率的波动及其原因
振动压路机的振动轮在激振力作用下产生受迫振动, 而振动频率就是指振动轴每秒钟的转数[4]。振动轴由液压马达驱动, 因此振动马达转速的变化直接决定着振动频率的稳定程度。一般认为, 在平稳压实过程中, 钢轮的振动频率是不变的, 但是通过对某20t全液压振动压路机在压实过程中的振动马达转速及振动液压系统的高低压腔压差进行监测, 我们发现实际情况并非如此, 监测结果如图1所示。
由图1可以看出, 在平稳压实作业中, 振动系统的工作压差是在不断波动的, 由于液压系统中压力取决于外负载, 所以可知压路机所受的振动负荷也是在不断变化的[5]。从图1中还可以看出, 振动马达的转速也是在波动变化的, 且当振动系统工作压差升高时, 振动马达转速呈现下降的趋势, 反之振动马达转速上升。由此可以得出以下结论:一方面, 外界振动负荷的变化引起了压力差的波动, 另一方面, 振动负荷作用在发动机上, 引起液压系统流量及工作效率的变化, 最终导致了振动马达转速的波动。因而振动负荷变化是造成振动频率波动的外界因素。
2 振动频率稳定性的数学分析
由上述分析可知, 压路机在平稳作业过程中, 不可避免地受到随机波动的振动负荷的影响, 从而导致其振动频率波动变化。设压路机振动马达所受的外界负载扭矩为Tmv, 振动马达的角频率为ωmv, 则压路机振动频率的稳定性可以用单位负载下振动马达角频率变化量的大小dωmv/dTmv来衡量, dωmv/dTmv值越小, 压路机振动频率越稳定。为了便于描述, 以下采用dωmv/dTmv的倒数dTmv/dωmv来衡量压路机振动频率的稳定性, 不考虑泵及马达的泄漏, 则根据振动液压系统的流量连续性, 有
式中, npv为振动泵输出转速, r/min;qVpv为振动泵排量, mL/r;ηpvV为振动泵容积效率;ωmv为振动马达的角频率, rad/s;qVmv为振动马达排量, m3/r;ηmvV为振动马达容积效率;V为管路高压封闭腔体积, m3;E为油液体积弹性模量;p为管路封闭腔内压力, Pa。
式 (1) 考虑了压力脉动导致的系统流量变化特性, 但在振动压路机中, 由于系统流量较大, 相对于马达的输入流量而言, 压力脉动引起的流量变化值较小, 因此在下述讨论中为了便于计算, 忽略压力脉动的影响。则振动马达和振动负荷的力矩平衡方程可表示为
式中, Δp为振动马达高低压腔压差, Pa;ηmvM为振动马达机械效率。
联立式 (1) 、式 (2) , 得如下公式:
设振动泵施加于发动机的负载扭矩为Tpv, 则对于振动泵, 有
式中, ηpvM为振动泵机械效率。
由式 (3) 、式 (4) 可得
由于全液压振动压路机振动泵与行走泵为双联泵, 且直接与发动机动力输出轴连接, 因此泵的转速与发动机转速相同, 而在振动压实作业时可以认为其转向负载为零, 故发动机承受的外负载即为振动负载与行走负载之和, 即满足
式中, Te为发动机所承受的总负载扭矩, N·m;Tpm为行走泵施加于发动机上的负载扭矩, N·m。
设发动机转速为ne, 则由式 (5) 、式 (6) 可得
从式 (7) 可以看出, 影响压路机振动频率稳定性的因素主要有发动机速度刚度、行走负荷的变化、振动液压系统的传动比及传动效率。因此可以通过以下方法改善压路机的振动频率稳定性:
(1) 选用调速特性曲线更好的发动机。首先, 对于压路机这一需要保证作业质量的机器来说, 要求其发动机工作点处的速度刚度要高一些, 需要满足的基本条件是发动机工作在调速段上[6]。由于振动频率稳定性参数与发动机的刚度相关, 因此在满足恶劣工况最大输出扭矩的基础上, 尽量选用调速段速度刚度值较大的发动机, 有助于提高压路机振动频率稳定性。
(2) 调节振动系统的传动比。由式 (7) 可以看出, 对于同一台压路机, 当适当调节振动系统变量泵和变量马达的排量, 使振动系统传动比得到适当提高时, 振动系统频率稳定性会有所提高。但在调节振动泵、振动马达排量的过程中, 还要兼顾振动液压系统的转速要求及系统中各元件的工作效率要求, 保证压路机合理的振动频率及工作效率。
(3) 减小加载到发动机上的行走负荷的波动量。由于压实过程中土的物理机械性能如含水率和密实度等各处不同, 压路机在振动压实的过程中所受的行走负荷也是不断变化的, 而行走负荷通过行走液压系统加载到发动机上, 从而影响了振动频率的稳定性, 因此可以通过调节行走液压系统的传动比来减小行走负荷变化对振动频率稳定性的影响。
3 振动频率稳定性的实验分析
为了探究振动系统配置对频率稳定性的影响, 在长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室进行了实验分析。实验用压路机为某国产20t全液压单钢轮双频双幅压路机, 该压路机振动液压系统参数如表1所示。由于低频高幅作业时, 振动泵的排量有所减小, 因此根据式 (7) , 其振动频率稳定性应较好。
根据GB/T8511-2005对该样机在土槽内进行了级配土压实实验。分别采用了低频高幅和高频低幅两个振动模式进行了实验, 分别测试了不同的振动模式下振动系统、行走系统高低压腔压力差及发动机、振动马达的转速, 其实验结果如图2~图5所示。
由图2、图3可以看出, 两次实验过程中, 行走马达的压力波动大致相同, 而振动马达在低频高幅振动时压力波动要比高频低幅时剧烈, 说明两次实验过程中行走负荷波动大致相同, 但低频高幅振动时的振动负荷波动要比高频低幅时的振动负荷波动大。而由图4、图5可知, 低频高幅振动时的频率波动反而比高频低幅时频率波动小。由以上分析可知, 在两种工况所受的行走负荷波动大致相同的情况下, 压路机在低频高幅作业时, 振动泵的排量较小, 虽然振动负荷的波动有所增大, 但振动马达转速的波动值却减小了。这在一定程度上验证了当适当增大振动马达的排量、降低振动泵的排量时, 振动系统频率稳定性会有所提高的推断, 表2则从数值上验证了这一推断的合理性。
4 结论
(1) 压路机平稳压实过程中所受的随机变化的振动负荷是造成振动频率波动的根本原因。虽然不能对其进行预知和控制, 但是可以通过调节压路机自身的参数设置来降低外界负荷波动对振动频率稳定性的影响。
(2) 振动频率稳定性参数与发动机调速段的速度刚度相关, 因此在满足恶劣工况最大输出扭矩的基础上, 尽量选用调速段速度刚度值较大的发动机, 有助于提高其频率稳定性。
(3) 适当地调节行走液压系统、振动液压系统的传动比, 调整各液压元件的工作点, 有助于提高压路机振动频率的稳定性, 在兼顾作业稳定性与工作效率的基础上选择较为经济合理的匹配点。
摘要：通过对压路机振动频率波动现象及其产生的原因进行分析, 得出了振动频率随振动负荷变化的基本规律;通过数学分析, 从理论上推导出影响压路机振动频率稳定性的相关因素。通过对某国产全液压单钢轮压路机进行试验, 验证了结论的正确性。提出了改善发动机性能、调整液压系统配置等提高振动压路机压实过程中频率稳定性的方法。
关键词：振动压路机,频率稳定性,附加质量,排量
参考文献
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浅谈路基压实度压实质量的控制 篇3
1影响路基压实的因素主要有以下几种
1.1平整度对压实密度的影响
规范中路基土分层填充时未对平整度作规定, 长期的施工经验告诉我们, 压路机在平整的路面上行驶时, 对每一处的压实功能都是相等的, 碾压完成后各点的压实度比较均匀, 统计曲线离散程度小。平整度差的路基在碾压时, 压路机对路基土产生向下的冲击力, 由于力的分布不均匀, 碾压完毕后各点得到的压实功各不相同, 压实度也不均匀, 可能出现某一段落、某一区域的压实度达不到要求, 还必须增加检测频率, 划分出不合格区域, 重新碾压。
1.2含水量的影响
含水量是影响压实效果的决定因素在最佳含水量时土处于硬塑状态, 较易获得最佳压实效果。压实到最大密实度的土体, 水稳定性最好。
1.3土质的影响
不同类型土的压实性能是不一样的就填土压实而言, 最适宜的是沙砾土、砂土和砂性土, 这些土能压实, 有足够的稳定性, 沉陷小。最难压实的是粘土, 在潮湿状态下这种土不稳定, 最佳含水量比其它土类大, 而最大干密度却较小, 但经压实的粘土仍具有良好的不透水性。经试验表明, 在同一压实功能作用下, 含粗粒越多的土, 其最大干密度越大, 而最佳含水量越小, 即随着粗粒土增多, 其击实曲线的峰点越向左上方移动。在城市道路排水施工时, 应根据
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不同地段的不同土类, 分别确定其最大干容重和最佳含水量。
1.4压实功对压实度的影响
同一类土, 其最佳含水量随压实功能的加大而减小而最大干容重影响较大。当土偏干时, 增加压实功能对提高干容重影响较大, 偏湿时则收益甚微。另外, 当压实功能加大到一定程度后, 对最佳含水量的减少和最大干容重的提高都不明显了。这就是说, 单纯用增大压实功能来提高土的密实度未必合算, 压实功能还会破坏土体结构。
2路基压实度的控制方法
2.1平整度的控制
路基施工中, 用推土机和平地机结合人工在直线段每20米一个断面, 曲线段每10米一个断面来控制标高, 严格按要求达到规定的平整度。
2.2土的含水量控制
土在最佳含水量时进行压实才能达到最大密实度, 因此, 在路基填土压实过程中, 必须随时控制土的含水量, 当含水量过大时, 应晾晒风干至最佳含水量再碾压。施工过程中应连续作业, 减少雨林、暴晒, 防止土壤中的含水量发生大的变化。用工地肉眼检验法和含水量快速测定仪判断各段土质和含水量, 以决定加水多少, 或晾晒时间。在土场中取土时注意区分不同种类的土, 分层或分片挖取, 在路基上尽量把不同种类的土分段填筑。
2.3路基填土的选择
在路基施工过程中, 假如土质不良, 即使松铺厚度适中, 碾压合乎规范, 仍然很难达到压实度标准。所以, 一切路基填土都必须经过试验。路基施工破坏土体的天然状态, 致使结构松散, 颗粒重新组合。为使路基土有足够的强度于稳定性, 必须予以人工压实, 以提高其密实程度。影响路基压实效果的因素有内因和外因两方面。内因指土质和湿度, 外因指压实功能及压实时的外界自然和人为的因素。土质对压实效果的影响很大, 砂性土的压实效果优于粘性土, 因此施工中要选好土质。
2.4碾压过程的控制
对碾压过程的控制应更加严格。一般在碾压过程中采用先轻后重、先静后动、先外侧后中间的碾压方法。碾压速度控制在1.5~2.5 k m/h, 碾压遍数控制在4~6遍。路基的施工技术规范都要求碾压时必须“先轻后重、先慢后快、先边缘后中间”, 这是碾压时的总原则。这种合适的碾压方式既有利于提高压实度, 又有利于提高平整度。但是, 这种方式不是万能的, 碰到非凡情况, 碾压方式要随之改变。如碾压碎石稳定土时, 由于土基中含有一定的碎石, 采用高频低辅。紧跟慢压就比较好。碾压过后不但密实而且平整, 在有超高路段时, 则宜先低后高。压实是路基施工的最后工序, 是保证路基质量、使其物理力学性质和功能特性符合设计要求的重要环节。而影响路基压实质量的因素来自各个方面, 既有自然因素, 又有人为因素, 为此要求我们在施工过程中严格控制碾压施工中的各个环节, 保证路基压实质量达到设计要求。
公路路基的压实并达到合理的密实度, 是公路施工的重要工序, 也是达到有关公路施工的国家标准, 实现高等级公路使用寿命和服务质量的重要保证之一。充分压实可以发挥路基土的强度, 减少路基在行车荷载作用下产生的永久变形, 同时还可以增加路基土的不透水性和强度稳定性, 增强道路的使用性能和延长道路的使用寿命。
摘要：随着汽车的增多, 提高公路施工的质量成了重要问题, 其中路基压实情况是影响公路施工质量的一个重要环节。本文对路基压实的因素和控制方法进行了分析。