摘要:压路机是公路施工中的重要机械设备,被广泛用于各种公路建设中。而压实效果是评定公路自然的一个关键指标,现就影响压路机碾压效果的常见因素进行详细介绍。
关键词:压路机;压力质量;影响因素
在室内击实测试细粒土和各种路面原料时,影响土和路面材料满足规定密实性的重要包括:含水量、土和原料的颗粒构成与击实功能。在项目现场压实细粒土路基时,干扰路基满足规定碾压度的重要因素包括:土壤含水量、压实层厚度、压实机的种类及功能、压实遍数与地基强度,下文对此进行详细介绍。
1、压路机压实环节含水量因素的影响
压路机压实环节,土和原料的含水量会极大影响到所能满足的密实性。锤击和压实的功应当克服土颗粒之间的黏结力与内摩擦力,方可使土颗粒出现位移并有效靠近。土内摩擦力与黏结力会随着密实度加大而增大。土含水量低时,土颗粒之间内摩擦力较大,压实到最大限度后,某项压实功已无法防止土的阻抗力,碾压所达到的干密度低。当土含水量增多时,水在土颗粒之间发挥出了润滑效果,令土的内摩擦力降低,所以相同的压实功能够获得很大的干密度。这一过程,单位土体内气体的体积会降低,而固体体积与水的体积就会慢慢增加。因为水是无法压缩的,所以在相同的碾压功下,土干密度反倒会慢慢降低。土的干密度和含水量之间的密切联系,就出现了驼峰式击实曲线。为此,细颗粒土和自然砂砾土、级配砂石以及水泥稳定土等各种路面原料,都仅在相关含水量基础上方可碾压到最高干密度。这个和最高干密度相符合的含水量,一般称为最优含水量,其是经过击实测试获取的。击实测试后,含水量——干密度关联图上和最高干密度相关的含水量便是最优含水量。
在项目施工场地,用某种压路机压实含水量较低的土和级配集料,需达到大的压实度是较难的;如土壤含水量大于最优值时,想达到较高的碾压度也是较难的。所以,在特殊干旱与潮湿地方,在无法和不能采用适宜措施的条件下,实际工作中通常会必须下降对压实度的标准。对含水量较高的土、砂砾土以及无机混合物稳定土等道路材料进行压实时,常常会出现“弹簧”情况 ,而无法压实,多种不同土壤的最优含水量与最高干密度也是不一样的。一般情况下,土内粉粒与粘粒含量越多,土的塑性指数越大,土的最优含水量也会越高,而且其最高干密度越小。为此,普通砂性土的最优含水量低于粘性土的最优含水量,而砂性土的最高干密度则超过粘性土。
2、击实功对最优含水量与最高干密度的干扰
某种土与路面原料的最优含水量及最高干密度是随着碾压功变化而改变的。对于同种土和同种级配集料来说,击实功加大时,其最优含水量降低,而最高干密度加大。
在施工现场利用压路机工作时,也是这一规律。若维持压路机性能不变,而增多压实频率,或是提高压路机性能,不改变压实频率,均能得到与室内测试相同质量的含水量密实性曲线关联。为此,随着压实机性能的提高,土和路面原料的最优含水量应下降,而最高干密度应加大。但是,该种情况是有标准限度的。超出这一限度,就算一直增多压实频率或利用较重的压路机也不会有效减少最优含水量和加大最高干密度。原料的含水量达到压路机碾压时的最优含水量时,所需的碾压功最低。
因为现代碾压机的质量大、功率高,实践表明,用15吨之上的钢轮压路机压实时,土与路面原料的含水量稍低于室内大型击实测试法的最优含水量,极易达到较大的密实性。简单的说,与该种大型碾压机相对应的最优含水量低于室内大型击实测试法的最优含水量。比如,在施工场地用15吨压路机压实砂性细料土、多种中粒土与粗料土时,碾压度通常高达100%,甚至大于100%。可是,针对水泥稳定土就例外。针对水泥稳定土,加大干密度固然非常关键,适量的水分也非常重要。所以,对水泥稳定土,尤其是对细料土而言,压实时的含水量必须稍大于室内测试获取的最优含水量,而不得低于最优含水量。而水泥稳定土中含水量稍大点,还能够减少延时对将会达到碾压度的影响。
细土不多的材料对压实时的含水量不灵敏,所以,不需要规定压实时的含水量。在各个地方,取土坑里的原始含水量有明显区别[1]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在干旱区域,开挖土的含水量一般少于规定击实测试的最优含水量,而接近以及低于修正葡氏测试的最优含水量。在该种地方,因为很难获得适当的水源,或难以让水渗进土中,事实上可能会在比最优含水量干较多的条件下碾压土。
若在小于碾压机的最优含水量下开展压实工作时,则为满足标准的碾压度,就可能会加大碾压功。该种情况下,应当考量在干的条件下压实较为经济,也是加水压实较为经济的问题。另外,为保证土体积的可靠性,管理含水量可能比管理密实度更关键。
3、压实机械队对碾压的影响
采用的压实设备对一定含水量条件下的路基土与路面材料的碾压状态有较大影响,采用轻型碾压机仅能获得很低的密实性,利用重型碾压机能得到很高的密实性。振动碾压机比同种质量的一般光面钢轮碾压机的压实效果好许多,不仅密实性高,并且有效的碾压深度也大。
3.1静力光面钢轮碾压机
这种机械在土层上压实时,在滚轮作用下出现的压应力主要表现在表层,压应力伴随深度布局示意曲线,滚轮和土层外表接触的最低横向规格。
国产两轮与三轮光面钢轮碾压机都能灌水和加砂,使之质量达到最大化。利用光面钢轮碾压机处理时,因压实轮与土和路面结构层原料的接触范围大,单位压力很小,且压实是由碾压层的表面朝下,上层密实性超过底层,为此,光面钢轮碾压机的碾压厚度偏小。用光面钢轮碾压机处理指定厚度的填土与路面结构层,就能够得到密实结果,还能够获得平整的路面。
静力碾压机的主动轮与被动轮对被压物和土的作用是不一样的,主动轮对被动物表面的推挤作用小于被动轮的推挤性能。为此,在碾压机的被动轮前一般会出现博文,进而影响公路的平整性[2]。其波纹大小由碾压机的轮毂分布和被动轮直径所决定。滚轮的线压力愈大与直径愈小,被动轮下沉越深,出现的波纹愈大。在具体操作中,全轮驱动型的碾压机可以让压实后的路面有良好的平整性。
3.2轮胎碾压机
轮胎碾压机是采用充气轮胎和悬挂设备的可变性,令轮胎和土层之间有良好的接触面。因为其具备可附加荷载增减调整本身总质量、和被压土层及材料层的接触范围法,以及有效碾压深度大等优势,所以逐渐广泛用于碾压各类土方材料与路面结构层,而轮胎碾压机更加适合碾压粘性土[3]。因为用润涛碾压机碾压时,对被压物有显著的搓揉作用以及难以压坏集料,常以自行式轮胎碾压机碾压多种沥青路面,尤其是喷洒型沥青路面处理与沥青贯入式路面,都能获得较好的碾压效果。
3.3振动碾压机
振动碾压机的碾压功能较强,振动碾压机通常都包含调频、调幅设备,能按照需要调为不振、弱振和强振等各种情况。所以,其能兼做轻型、中型以及重型碾压机应用,其兼具体积小、质量低、迅速、效率大、操作方便等优势。振动碾压机比较适合用在碾压粘性低的土、砂砾料和各种混合物处理级配集料。填缝碎石基层也要采用振动碾压机,手扶式微小振动碾压机尤其是适于压实路肩和台背填土。
结语:
压实是公路建设中的重要工序,实践显示,路基与路面施工中保证压实效果,能够提升结构层强度,提高其稳定性,降低公路在行车交变负荷影响下出现变形。由此,为使用公路发展要求,使公路不至于过早损坏,就必须要提升公路强度,近些年国内外研制出了很多压路机来提升公路强度,相信随着技术的进步,公路工程会得到更好的发展。
参考文献
[1]李成名.振动压路机振幅对沥青路面压实度影响的研究[J].科学技术创新,2017(22):159-160.
[2]刘健.钢轮振动式压路机的参数对压实工作的影响[J].中国公路,2017(15):98-99.
[3].徐工超大吨位压路机XS365助力省道S26线蒙宁界施工[J].交通世界,2017(19):5
论文作者:杨帆
论文发表刊物:《新材料·新装饰》2018年8月下
论文发表时间:2019/3/13
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