振动与振荡压实机理与特性研究论文(振动与振荡压实机理与特性研究方法)

导语：振动与振荡压实机理与特性研究

振动压路机的振动轮结构及压实机理

振动压路机激振轴上安装有偏心块，液压马达驱动激振轴带动偏心块一起高速转动。偏心块高速转动产生离心力，离心力为钢轮振动提供激振力。振动轮所受的激振力是沿圆周方向高速变化的力，激振力迫使振动轮做圆周振动，碾压轮对材料的压实是周期性的冲击作用，振动轮对地面冲击一次，被压材料就受到一次冲击波，这个冲击波沿地面深度方向传播，被压材料颗粒在振动作用下由静止变为振动状态，这种振动状态使颗粒之间的摩擦阻力降低，为颗粒的运动创造了十分有利的条件，使材料由不稳定状态逐渐变为相互嵌挤，相互填充的密实状态。

振荡压路机振荡轮结构及压实机理

(1)三轴式振荡轮结构及压实机理。由于振荡压路机碾压轮没有垂直方向上的振动作用力(存在着自重产生的静作用力)，只有水平振荡作用，这种振荡作用在碾压过程中不会使碾压轮跳离地面，还可以对材料产生“搓揉”效果。因此，振荡压路机对被压材料在一定的深度内有振动与搓揉两种作用的压实特性。

(2)双轴联动式振荡压路机结构与工作原理。液压马达通过锥齿轮带动一根垂直于碾压轮轴线的回转轴转动，该回转轴通过齿轮与另外一根回转轴联动。每根回转轴两端都安装有偏心块，同轴上的两个偏心块转动的相位差180°。因为两轴同步转动，分力叠加成一个交替变化的力偶矩，该力偶矩使碾压轮作水平振荡而实现振荡压实。

压实特性比较

振动压路机的振动轮输出的能量波沿材料深度方向传播，具有压实效率高，压实力度大、压实深度衰减小的特点，表现出很好的压实效果。但是不能改善碾压过程中铺层表面出现的裂缝，在碾压薄层路面时，剧烈的振动容易造成“过压”，将材料颗粒压碎，破坏级配等问题。而且剧烈的振动对周围环境的影响很大，影响了振动压路机的适用范围。振荡压路机以水平方向振荡为主，并结合了“搓揉”作用，压实均匀、无冲击，不易将石料压碎，且可防止表面振松。振荡压路机能量波衰减很快，压实深度浅，对环境的影响小，特别适用在薄层、桥面沥青铺装、市区道路施工或其他对振动敏感的场合施工。

桥面薄层沥青铺装施工的对比试验研究

为了对比振动压实与振荡压实对桥面薄层沥青铺装施工的效果，采用德国HAMMHD90V振动、振荡压路机进行试验研究。沥青混合料铺层厚度4.6cm。

试验结果分析:

(1)由曲线可知，对于沥青铺装厚度较薄的桥面，振荡碾压效率明显高于振动碾压效率。振荡压实能有效解决薄层压实散热快，有效压实时间短的问题。

(2)由数据可知，随着碾压遍数增加，振动碾压时压实度波动较大，特别是碾压遍数超过5遍后不再增加反而降低，这表明此时铺层表面的刚度已经很大，振动压路机强烈的压实力将路面颗粒振松或者使路面产生裂纹。振荡压实在压实过程中一直比较稳定，没有太大波动。随着混合料密实度增加，一部分振荡能量转化为钢轮与路面的摩擦热量而散失了。

结语

振动压实效率高，影响压实深度大。但其压实力大，薄层压实时容易产生过压，将路表面振松，产生裂纹或将大颗粒振碎破坏级配。

振荡压路机结合“搓揉”的作用，在一定深度范围内，压实效率很高，并且具有修复表面裂纹的特性，压实效果很理想。但振荡压路机主要作用力在水平方向，其压实深度小，对厚沥青层压实效果不理想。

振动压路机适宜路基或较厚沥青面层压实，振荡压路机适宜桥面沥青路面铺装或薄层沥青路面的压实，也可用于市区、建筑物附近及其他对振动敏感的地方取代振动压路机施工。

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