学习振荡压实技术在沥青路面施工中的可行性分析

'压实机械与施工技术ComPactionMachinery&Construction飞chnology矛洛续全公毖万洲冷姑添李云龟‘笔摆令份谁户盆带奋号息毖定分于户协多手女峭姨辛系翻备合苏喝李公罗丈公东之毛之夙户苏茱妈碱压奢适醉沐净冲、爷织吹丫名.月殆J余之产唯甲硬沙令遥淞派勺蓄‘‘吕改亡污)守感众该‘串洛上与j肠)砍策盆裂食全‘清牙弓心圣芝牵之‘忘‘圣‘压彭髦公曰饭节店浴是白赶是久》舀您走通‘犷甲J皮污泛』分竣衣舜乏七命息另胃感冲t飞羞次.釜于贫1份卜振荡压实技术在沥青路面施工中的可行性分析丁勇强，陈新轩(长安大学道路施工技术及装备教育部重点实验室，陕西西安71064)摘要:介绍了振荡压路机的压实原理，并结合石家庄市三环工程振荡压实试验实际情况，分析了振荡压路机和振动压路机在相同碾压方案下的压实效果。从而说明了振荡压实特点，得出了振荡压路机在沥青路面压实过程中的可行性及优越性。关键词:振荡压实;振动压实;对比试验;应用中图分类号:TU661文献标识码:A文章编号:1000一033X(2007)06一0050一03FeasibilityAnalysisof0scillatoryComPactionTechnologyinAsPhaltPavementConstructionDINGYong一qiang，CHENXin一Xuan(Key压borato仃forHighw即ConstructionTechnolo舒andEquipmentofMinist叮ofEducation，Chang’anUniversity，Xi，an71(X)64，Shaanxi，China)Abstract:Theprincipleofoscillato叮compactionisintroduced.Thecompactionefectsofoscillato仔andvi-brato巧compactionschemesareanalyzedcombiningpracticalprojectofoscillato叮compactioninThirdCir-cularProjectinshijiazhuang.Thecharacteristicsofoscillato可compactionareexplained.ThefeasibilityandadvantagesofoscillatorycomPactioninasPhaltpavementarePresented.Keywords:oscillato叮compaction;vibrato叮compaction;compartivetest;application0引言碾滚承受交变扭矩，对地面持续作用，形成振荡波，使近些年推出的振荡压路机，以新的压实原理和机被压实材料产生交变剪应变。并且，在滚轮静荷载作用械结构弥补了振动压路机的缺陷。振荡压实使材料受下，产生垂直位移。这样，在这种水平作用力和滚轮垂力合理而且连续，克服了振动压路机压实时跳振所带直静载的共同作用下，实现了对被压实材料在水平和来的一些弊病，从而获得了良好的压实效果和路面使垂直2个方向的压实圈。用的耐久性。本文就振荡压实技术在沥青路面施工过比较振动压路机与振荡压路机的压实原理，压轮程中，在压实度、平整度、路面耐久性等重要路面控制与被压材料的相互作用及颗粒应力状态见图1。其偏心指标与相同碾压工艺下的振动压实相比较进行试验，轴典型位置及交变力矩变化情况见图2。图1中虚弧线并进行了振荡压实技术的可行性分析。从而便于更广M为施加在振荡轮上的交变力矩，‘为"尽滚轮轴载(假设泛地应用于道路工程建设中[’〕。1振荡压实技术机理分析振荡压路机总体结构与自行式振动压路机基本相似，振荡轮结构可分为卧轴式和垂直轴式。振荡压路机史的工作原理是在振荡轮内激振系统使压轮产生的交变的振荡力。该激振系统由安装在压轮内部的2根偏心轴组成。两偏心轴又由中心轴同步带动，并且正好成匀口冷180“，且偏心质量和偏心距分别相等，保证了激振力和下合力沿滚轮圆周径向始终为零，而产生激振力偶，它使图1振动压路机与振荡压路机的压实原理俞尺M吕C内f2007年‘南 压实机械与施工技术ComPactionMachinery&C二onstruction飞chnology1幸的周期性冲击作用下，与内层压实效果相反，其表层会小.出现松弛状态，降低表层的密实度。甚至有时候会把骨一一1一一︸一一1一一料击破，这样破坏的材料结构导致路面早期破坏。振荡压实提高了路面平整度和更合适的空隙率。更巩固了振荡压路机在沥青路面上压实的可行性和优越性。(3)沥青混合料是一种具有一定级配、脆性混合料，其骨料在强压下易被击碎。沥青路面的碾压关键在于图2偏心轴典型位置及交变力矩变化高温时能迅速将混合料压实，否则当温度降低后，提高各轮轴载相同)，R为地面对滚轮的反作用力(R‘为作用压实度十分困难，特别是改性沥青混合料。提高压实度力)，尸为水平推力，Fa为某一瞬间作用在振动轮上的激主要在于前几次碾压，以后压实度提高不大。一方面是振力。温度降低后混合料粘结力增加，压实困难;另一方面随参照图1，当交变力矩沿M顺时针方向作用时，由着压实度升高，路面抗力也增大。经理论和多次试验，于振荡轮对地面的作用，R’对轮前方单元体的挤压作振荡压实的压实度增长率要比振动压实快。可以说明用没有Fa作用大，显然。’二，。’，分别比。二，。，要小，振荡轮了振荡压路机在沥青路面上压实的可行性和优越性。下方单元体还增加了应力分量从仇二户，促使单元体或3振荡与振动压实对比试验分析其他被压材料的剪切破坏以达到压实的目的。而振动3.1对比压实方案选择轮下单元体只受主应力。二，隽作用。结合图2，在中心主在石家庄市三环实验段中面层(AC一20，6cm)上动轮轴和偏心轴每旋转一周的过程中，力偶矩的大小做振荡压实与振动压实的对比实验。采用2台弗格勒随着偏心块相位的变化呈余弦规律变化，振荡轮在轴2500摊铺机双幅同时进行摊铺，双钢轮振动压路机载及交变力矩的作用下，一方面加速了滚轮下方单元(DD13o，13t)和悍马(HDgo，gt)双钢轮振荡压路机分体的剪切破坏，另一方面也使其下方的单元体受到不别同时进行压实工艺。同程度的挤压而密实，从而避免了振动压实过程中不振荡压实工艺:摊铺机一钢轮静压(1一2遍2一3k而必要的能量损耗，提高了压实度增长率。h)一钢轮振荡(2一4遍3一4.5kll“h)一胶轮碾压(2一6遍3一52振荡压实沥青混合料的理论分析kll讥1)一钢轮静压收面(1一2遍2一3kn“h)。(1)振荡压实区别于轮胎压路机靠固有重力对沥青振动压实工艺:摊铺机一钢轮静压(1一2遍2一3k耐混和料“静态”地简单揉搓的压实机理，是利用振荡压h)一钢轮振动(2一4遍3一4.skll“11)一胶轮碾压(2一6遍3一5轮内的偏心机构诱发的振荡压力波，使沥青混合料在kll扩h)一钢轮静压收面(1一2遍2一3kll扩11)。水平面内承受交变剪切力。在这种连续交变剪切力的3.2试验数据测定及处理作用下，沥青混合料将沿剪切力的方向产生急剧变形，密度测量仪器采用无核密度仪(2701一B型)，采用剪切面滑移错位，从而沥青混合料互相填充、重新排方阵测量方法，在横向7点与纵向8点分别取点测量。最列、嵌合楔紧，达到稳定的密实状态。在反复的水平剪后以方阵内横向和纵向点实测值的平均值作为该碾压切应变和振荡压路机静载荷的共同作用下，在水平和遍数后的所测值。垂直平面内同时对被压材料进行压实。不仅密实度和从表1、表2对比可以看出，相同条件下振荡压实度平整度高，还有向上“鼓油”作用，表面封闭性能好。不及振动压实度高，但振荡压实度增长率比振动压实(2)振荡压路机压实沥青混和料过程中轮体不产度增长率高。振荡2遍比1遍压实度增长1.278%，而振动生垂直冲击，避免表面产生波纹，故被压实材料表面稳只有0.962%，随后几遍振荡压实度增长都比振动高。就定、平整。由于振荡轮始终接触地面，作水平振荡，能更是说，振荡压实度的速度增长快。适用于在高温时能迅快地达到要求的压实度，并能够保护脆性骨料。碾压过速将沥青混合料压实的沥青路面上碾压。程符合车轮对地面作用的要求，从而增强路面的抗剪切经多次沥青路面现场施工试验及观测，结合理论，能力，延长道路使用寿命。而振动压路机的振动轮在被振荡压实使材料受力合理而且连续，因此压实过程中压材料表层上垂直往复跳动，会导致表层材料随压轮一轮体不产生垂直冲击，避免表面产生波纹，保证了路面起振动，由于振动轮与被压表层非紧密接触，在激振力的平整度。在这种连续交变剪切力的作用下，被压材料金RM名CMZI扣7年‘翻 压实机械与施工技术ComPactionMachinery&Construction飞chnology任资净，油理趁窗守匆诊疙裂始矗《孰瑞琴拿，1否5考错魂绍忿杀卜鱿欢产净稗百专怡堪节夸纽称钾~银一屯返霓雳夕瓷中书居肺民弘李饭居‘飞冻李神‘，、、气字礴泳她，乡农3r，灰两，动卜冬轰毛涂护丫容如食名一卜、父，鸦、一从识~~币节好积表1振荡压实试验数据分析实，达到了加速压实的效果。并且振荡压实提高了沥青钢轮静压2遍后振荡}现场密度/(9·cm乃压实度/%压实度增长/%路面的平整度和路面耐久性，因此振荡压实用于沥青随-满2385.4339541733路面是可行而且优越的。-珑2417.37896.695111.278(2)振荡压路机的碾压方式振动干扰较小，可以有一满2中车1.27597.651(洲)0.956效地防止混合料的骨料被击碎。同时振荡压路机消除2455石0(]98.224《刃0.573了振动压路机因垂直振动和冲击给操作者和机械本身表2振动压实试验数据分析带来的危害，改善了工作条件，降低了能源消耗。建议钢轮静压2遍后振动}现场密度l(g’cm乃压实度1%压实度增长2努随1满2403.76796.15067在道路施工，尤其在沥青路面施工中推广使用振荡压1珑2427.93397.117330.962实技术。并且要根据路面的等级标准合理制定压实工一崛2月49.72597.989(刃0.872艺(碾压遍数、碾压速度、机械本身的振幅及频率等)，2462一52598.5011洲〕0.512会达到更好的效果。进一步把振荡压实技术用于桥面将沿剪切力的方向产生急剧变形，剪切面滑移错位，铺沥青面层铺装压实上，不会损坏桥梁结构，快速达到了筑层被压材料的颗粒将互相填充、重新排列、表面封闭压实度，并保证了桥面平整度。性能好。从而保证合理及高标准的空隙率，使路面不易参考文献:出现常见的水损坏现象，使路面使用更耐久。LI]贾小民.振动与振荡压实技术简析LJ].市政技术，203，21(1):23一25.〔2」叶向东，段志善一种自行式振荡压路机模型及ADAMs运动学仿真4结语分析「J].筑路机械与施工机械化，205，2(’):5卜53.(1)由于振荡轮产生交替变化的剪切力作用于地收稿日期:206一07一26面，对于必须在高温时压实成型的沥青混合料路面压〔责任编辑:林荣安〕(上接第43页)浆中的气泡;对弯束、u形束、竖向束的孔道灌浆更具要求，并且在浇筑混凝土的施工中要千万注意不要损优越性;在实际中，预应力锚具部位的防腐能力与端头伤环氧涂层膜。封堵的材料及施工质量密切相关，施工中尤应引起特4.2严密孔道灌浆别注意。调查表明:在后张预应力混凝土结构中，预应力筋4.3严防预应力钢筋的应力腐蚀的腐蚀与孔道灌浆不密实引起的关系密切。孔道灌浆为防止预应力筋发生应力腐蚀破坏，主要应从减不密实的一个重要原因是施工和混合料配制不好。合少腐蚀方面采取措施。首先，要选用质量好的材料，尽理的配合比是保证灰浆强度和灌浆密实度达到设计要量避免含有对应力腐蚀敏感的金属材料。其次，在结构求的关键。传统的灌浆手段是压力灌浆，压入的浆体设计时要力求合理，尽量减少应力集中和避免积存腐中常含有气泡，当混合料硬化后，气泡处会变为孔隙，蚀介质，减少介质的腐蚀性，添加缓蚀剂，采用保护层成为渗透雨水的积聚地，这些水如含有有害成份，易造和阴极保护也可防止或抑制金属的应力腐蚀;在预应成构件腐蚀;另外，水泥浆容易离析，干硬后收缩，粘结力钢筋的加工制作和张拉施工中，注意采取可行的措不好，给工程留下隐患。采用压力灌浆的英国Ynys-施控制和减少预应力筋的应力损伤腐蚀。Gwa大桥就是因为灌浆不密实而引起预应力筋被腐参考文献:蚀而倒塌的。为提高结构的安全度和耐久性、建议采〔1〕吴中伟，廉慧珍.高性能混凝土〔M〕.北京:铁道出版社，199.用真空灌浆工艺。同时，要求采用的浆体要能消除离【2」周新刚一混凝土结构的耐久性与损伤防治「M」.北京:中国建筑工业出版社，1999.析现象，降低硬化水泥浆的孔隙率以堵塞渗水通道，减【3」肖纪美.应力作用下的金属腐蚀〔M」.北京:化学工业出版社，1990少和补偿水泥浆在凝结硬化过程中的收缩变形，防止收稿日期:206一07一14裂缝的产生。真空灌浆可消除孔道中90%的空气及稀〔责任编辑:林通]含尺M吕CMZI幻7牟‘匆'