道路材料振動(dòng)壓實(shí)特性分析

萬(wàn)海團(tuán)

（陜西華山國(guó)際工程集團(tuán)有限公司 陜西西安 710000）

振動(dòng)壓實(shí)之所以得到如此長(zhǎng)足的發(fā)展，是由于和振動(dòng)壓路機(jī)相比，靜力壓路機(jī)的壓實(shí)能力，具有一定的局限性，壓實(shí)厚度受到了一定的限制，這對(duì)將來(lái)的公路建設(shè)和交通發(fā)展而言，并不是理想的選擇。為此，我們需要根據(jù)現(xiàn)有的研究成果和振動(dòng)壓實(shí)的發(fā)展方向，不斷的研究道路材料在振動(dòng)壓實(shí)方面所表現(xiàn)出的特性，結(jié)合具體的特性與客觀工作的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定合理的工作方案，選擇性質(zhì)比較優(yōu)異的材料來(lái)完成相關(guān)工作。值得注意的是，我國(guó)的道路修建數(shù)量較多，各個(gè)地區(qū)的情況也具有較大的差異性，因此在研究力度方面還是要有所增加的。在此，本文主要對(duì)道路材料振動(dòng)壓實(shí)特性展開(kāi)分析。

1 壓實(shí)方法與機(jī)理

道路材料在振動(dòng)壓實(shí)的過(guò)程中，并不是隨意開(kāi)展工作的，而是要結(jié)合多項(xiàng)客觀條件來(lái)完成的。從機(jī)理上來(lái)分析，振動(dòng)壓實(shí)比較符合我國(guó)當(dāng)下的公路修建要求。壓實(shí)工作主要是通過(guò)有效的施加外部壓力，從而確保道路材料在應(yīng)用過(guò)程中，充分的提高密實(shí)度。在鋪層材料方面，壓實(shí)的過(guò)程，主要是向被壓材料進(jìn)行有效的加載處理，更好的排除固體顆粒之間的空氣、水分等等，以此來(lái)完成對(duì)顆粒的有效位移，在相互靠近方面實(shí)現(xiàn)一個(gè)比較高的水平，進(jìn)而保證鋪層材料的密實(shí)度得到有效的增加。由此可見(jiàn)，壓實(shí)機(jī)理在客觀上，是比較符合施工標(biāo)準(zhǔn)和目的的。在壓實(shí)方法上，現(xiàn)階段的機(jī)械設(shè)備性能有所提升，壓實(shí)方法也表現(xiàn)出了多元化的趨勢(shì)。從已經(jīng)掌握的方法來(lái)看，主要包括滾壓、振壓、夯實(shí)壓等等。每一種方法都具有自身的特性，可根據(jù)實(shí)際的需求來(lái)選擇應(yīng)用。

2 粉土的壓實(shí)特性分析

2.1 物理性質(zhì)分析

道路材料在選擇的過(guò)程中，必須對(duì)材料的物理特性展開(kāi)深入的分析，根據(jù)不同的物理特性，選擇比較合適的道路材料，這樣才能在振動(dòng)壓實(shí)的過(guò)程中，取得比較大的積極意義。粉土作為比較常用的道路材料，一般會(huì)選擇東土、西土兩個(gè)類別來(lái)完成。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，選擇某高速公路的路基填土為研究對(duì)象，該高速公路為東西走向。在某一標(biāo)段東西兩個(gè)點(diǎn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的取土工作，從東邊采取的土樣命名為東土；從西邊采取的土樣明明為西土。

東土在在物理特性上表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：東土是常用粉土類型，在砂粒的含量方面比較突出，經(jīng)過(guò)測(cè)試分析，2～1.074mm的砂粒含量大約為30.49%左右；在塑性指數(shù)方面，主要為15；東土在測(cè)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)液限程度達(dá)到了29%。現(xiàn)今，東土在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，將其劃分為含砂低液限粉土，具體的代號(hào)為MLS。西土是除東土外的另一種常用粉土類型，在很多方面都與東土具有比較相似的特性。西土的砂粒含量為30.31%，砂粒的直徑為2～0.074mm之間；西土在塑性指數(shù)方面與東土具有一定的不同，達(dá)到了9；西土在液限方面，同樣為29%。

2.2 壓實(shí)特性分析

道路材料的壓實(shí)特性分析，是在物理性質(zhì)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)全面的特性分析，進(jìn)而根據(jù)材料的壓實(shí)特性，選擇合理的壓實(shí)方法完成相應(yīng)的工作，提高公路修建的質(zhì)量，為交通發(fā)展做出較大的貢獻(xiàn)。經(jīng)過(guò)大量的總結(jié)分析，認(rèn)為粉土的壓實(shí)特性突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①在振動(dòng)壓實(shí)的過(guò)程中，激振力、頻率保持在某一固定值的時(shí)候，土體的振實(shí)干密度會(huì)發(fā)生一定的變化，主要是隨著靜面壓力的變化，表現(xiàn)出凸型曲線的特點(diǎn)，具有一定的最大值。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù)客觀標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成。②粉土的振動(dòng)壓實(shí)工作，在靜面壓力、頻率保持在某一固定的數(shù)值時(shí)，土地的振實(shí)干密度，同樣會(huì)發(fā)生較大的變化。一般而言，會(huì)隨著激振力的變化，呈現(xiàn)出凸型曲線變化的特點(diǎn)，對(duì)實(shí)際的公路修建工作具有較大的影響，需特別注意。③振幅方面也需要得到有效的控制。從現(xiàn)有的研究成果來(lái)看，振幅可以充分的反映靜面壓力和激振力的綜合作用，靜面壓力和激振力無(wú)論如何的改變，都會(huì)存在一個(gè)峰值，需在實(shí)際的工作中得到有效的控制。

3 水泥穩(wěn)定碎石的振動(dòng)壓實(shí)特性

3.1 特性分析

水泥穩(wěn)定碎石作為目前道路材料的主要選擇之一，與粉土具有很大的不同。在水泥穩(wěn)定隨時(shí)的振動(dòng)壓實(shí)特性方面，部分研究成果已經(jīng)得到肯定，并且與客觀工作具有高度的貼合性，合理對(duì)水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)，可更好的完成道路修建工作。振動(dòng)成型壓實(shí)機(jī)，主要用于采用振動(dòng)壓實(shí)方法成型無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料的各種試件，其中包括用于測(cè)試無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、間接抗拉強(qiáng)度和抗壓回彈模量的圓柱體試件和用于溫縮系數(shù)、干縮系數(shù)、抗折強(qiáng)度以及抗折回彈模量測(cè)試的梁式試件。

本文認(rèn)為，在水泥穩(wěn)定碎石的壓實(shí)特性方面，突出表現(xiàn)為以下幾個(gè)特點(diǎn)：①由于振動(dòng)成型壓實(shí)機(jī)的壓頭與振動(dòng)器連結(jié)在一起，更換比較麻煩，建議在用振動(dòng)壓實(shí)方法確定最佳含水量和最大干密度時(shí)采用單一的擊實(shí)試驗(yàn)中使用的中型試模（內(nèi)徑152mm、高170mm）。壓頭按照比試模直徑少2mm設(shè)計(jì)。②對(duì)水泥穩(wěn)定碎石可選用上車配重為3塊下車配重為6塊，偏心塊夾角為90°，振動(dòng)頻率為35Hz的振實(shí)條件。對(duì)路基粉土可選用上車配重為5塊下車配重為9塊，偏心塊夾角為30°，振動(dòng)頻率為30Hz的振實(shí)條件。振動(dòng)時(shí)間可以按照標(biāo)準(zhǔn)振實(shí)狀態(tài)控制，也可以在室內(nèi)確定好標(biāo)準(zhǔn)振實(shí)的狀態(tài)時(shí)間，水泥穩(wěn)定碎石可以定為振動(dòng)2min。

3.2 水泥穩(wěn)定碎石的振動(dòng)壓實(shí)討論

道路材料的振動(dòng)壓實(shí)工作，在實(shí)際工作中，會(huì)受到很多因素的影響，不同的因素將會(huì)對(duì)實(shí)際工作造成相對(duì)應(yīng)的作用。我國(guó)在現(xiàn)階段的道路施工中，材料的振動(dòng)壓實(shí)必須結(jié)合多項(xiàng)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成，水泥穩(wěn)定碎石的振動(dòng)壓實(shí)，在很多方面雖然已經(jīng)健全了體系和方法，但未來(lái)的拓展空間還是比較大的。隨著靜面壓力的增大干密度略有增加。以振動(dòng)器回彈跳起為時(shí)間控制方式時(shí)，靜面壓力對(duì)達(dá)到振動(dòng)器回彈跳起所需的振動(dòng)時(shí)間的影響很大。在相同的靜面壓力條件下，當(dāng)振幅在2.47～1.7mm范圍內(nèi)時(shí)，隨著靜面壓力增大達(dá)到振動(dòng)器回彈跳起所需的時(shí)間在減短，其中，在靜面壓力達(dá)到117kPa后，靜面壓力對(duì)振動(dòng)時(shí)間的影響減小。振幅在1.6～1.2mm范圍內(nèi)時(shí)，靜面壓力增大，達(dá)到振動(dòng)器回彈跳起所需的時(shí)間在增加，其中，在靜面壓力達(dá)到117kPa時(shí)，振動(dòng)時(shí)間較合適。因此，靜面壓力不宜超過(guò)117kPa。

4 總結(jié)

本文對(duì)道路材料振動(dòng)壓實(shí)特性展開(kāi)分析，從目前的工作來(lái)看，針對(duì)不同的道路材料，基本上可以選擇相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)壓實(shí)方法，在數(shù)值的控制上、方法的選擇上、施工方案的制定上，均獲得了比較理想的成績(jī)。在今后的研究中，應(yīng)對(duì)道路材料振動(dòng)壓實(shí)特性展開(kāi)進(jìn)一步的討論，通過(guò)結(jié)合各方面的標(biāo)準(zhǔn)和施工條件的限制，完成施工水平的提升。利用道路材料振動(dòng)壓實(shí)的研究成果，促使我國(guó)的道路修建更加高端。

[1]王龍，解曉光.振動(dòng)壓實(shí)能力與道路基層材料可壓實(shí)性評(píng)價(jià)[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，02：203～207.

[2]陶永宏，張勇，劉洪海.振動(dòng)與振蕩壓實(shí)機(jī)理與特性研究[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2015，05：130+133.

[3]李明杰，蔣應(yīng)軍，張俊杰，王順，戴經(jīng)梁.半剛性基層材料振動(dòng)試驗(yàn)方法[J].交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)，2010，01：6～12.

[4]劉洪海，馬登成，王宇峰.攤鋪機(jī)振動(dòng)夯與混合料聯(lián)合工作特性研究[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2010，09：73～76.

[5]楊人鳳，曾家勇，林冬.風(fēng)積沙壓實(shí)機(jī)理及壓實(shí)特性[J].長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，04：22～26+33.