公路路基壓實的基本方法

公路路基壓實的基本方法【摘要】在公路路基施工中，由于各種因素，影響了路基壓實度，直接影響公路的使用壽命。為了確保路基工程質量，本文闡述了公路路基壓實的基本方法。【關鍵詞】公路路基工程壓實方法公路路基壓實就是通過專門的機構或設備給被壓材料施以作用力，強迫被壓材料內部顆粒產生移動，重新排列得更加密實的過程。不同的機構或設備，由于其工作原理的不同，會產生不同的作用力。作用力的性質不同，又會引起被壓材料變形的巨大差異。為了追求好的壓實效果和較高的壓實效率，戎們在不斷地探討新的壓實方法和壓實技術。到目前為止，常見的基本壓實方法可大致歸納為以下四種：靜力壓實、搓揉壓實、振動壓實、夯實和沖擊壓實。一、 靜力壓實將重物置于被壓材料的表面，利用重物的重力，對被壓材料施加垂直壓力作用，使被壓材料內部產生相應的法向應力和剪切應力，當剪切應力達到材料的抗剪強度時，材料的顆粒之間就會發(fā)生相對槽移，重新排列而變得更加密實。出于重物尺寸的限制，靜力的大小是非常有限的，因而有限的靜力只能引起被壓材料較小的變形，獲得較低的壓實度。二、 搓揉壓實在搓揉壓實中，搓是利用對被壓材料表層施以水平方向的反復交變的作用力，使被壓材料表層顆粒產生相對滑移，重新排列而變得致密；揉是利用壓力作用，它依靠對被壓材料局部施加很大的垂直壓力，使壓頭直接剪切材料，破壞壓頭下方局部材料與被作用材料整體之間的聯(lián)系，使之受到很大的壓縮而變得密實。這種搓揉作用力的作用深度較淺，僅在表層傳遞，但其可獲得較高的表面壓實度和表面平整度。三、 振動壓實利用專門的設備可對被壓材料施加一系列的激振作用，以激起被壓材料顆粒之問的相對運動，在垂直壓力的作用下，使它們重新進行排列而變得更為密實。振動作用能大幅度地減少被壓材料內部顆粒的摩擦，而對減小內聚力的作用則相對較小。振動能量以壓力波的形式傳向被壓材料深部，同樣可激起下部材料顆粒的振動，因而它比同樣自重的靜作用壓路機能達到更好的壓實效果和壓實深度。由于振動壓實的機理是在于激起被壓材料顆粒的相對運動，而并不是依靠振動束壓實被壓材料，因而它的振幅通常只有0.3?2mm，而頻率則接近被壓材料的振頻率，這樣可以使被壓材料的顆粒處于共振的狀態(tài)下，從而獲得最佳的壓實效果?？偟膩碚f，振動壓實不僅作用深度較大，而且能獲得較高的壓實度。四、 夯擊和沖擊壓實夯擊和沖擊在原理上都是利用動能轉化為沖擊能來壓實土壤，只是在沖程和頻率上有所不同。夯擊的沖程約為5?30m，頻率約為8?20hz，沖擊的沖程可高達數米，而頻率則極低，為單個的脈沖。沖擊壓實的特征是巨大的動能在很短時問內轉化為沖量，從而形成瞬時作用的巨大沖擊力，它可在土壤中產生很大剪切應力和法向應力，從而有效地克服黏性土壤的內聚力，壓縮土體并排除土中的空氣和水分。沖擊能量所形成的沖擊波可以傳至很深的深度，因而在壓實深度上有很大的優(yōu)勢。此外，由于沖擊作用的時問很短，往往在被壓材料還來不及發(fā)生”流動”之前，沖擊已經結束，因而可減少由土壤”流動”而導致的不穩(wěn)定，可有效地用于對較大含水量的黏土和干砂的壓實。由于沖擊壓力波較振動壓力波能傳至更深的層面，所以，沖擊壓實能獲得最大的壓實深度。五、結束語現(xiàn)代建筑工程和高等級公路的興建與迅速發(fā)展，必然促進土壤壓實技術的不斷更新，新的壓實技術改變了傳統(tǒng)的壓實工藝和方法，更新了產品的結構和性能，提高了壓實效果。從靜力壓路機發(fā)展到振動壓路機，是壓實技術的一次飛躍，振動壓路機可根據不同的壓實對象和鋪層厚度，合理選擇振動頻率和振幅，在相同條件下，振動壓實可以減少碾壓遍數并達到靜碾壓路機相同的效果。振蕩壓路機是振動壓實技術的延伸和發(fā)展，振蕩壓路機的壓實均勻度和相對壓實密實度均高于振動壓路機。振蕩壓路機是應用土力學土壤交變剪應變的原理，在碾壓滾內對稱安裝同步旋轉的激振偏心快軸。在交變扭矩的作用下，碾滾對地面產生前后方向的振蕩波，使被壓材料產生交變剪應變。在這種交變剪應變和滾輪靜載荷作用下，達到在垂直和水平面內壓實土壤的目的，其壓實效果比滾輪筒相對地面跳動產生垂直沖擊力的振動壓實效果更為理想，是一種全新的壓實機理，時間證明：在同一壓實深度上，振蕩壓路機的壓實均勻度和相對壓實密實度均高于振動壓路機。盡管振動壓路機和振蕩壓路機正在逐步走向成熟和完善，面對高速發(fā)展的工程建設和嚴格的質量要求，工程承包商仍希望得到更理想的壓實設備。沖擊壓路機就是一種高速厚鋪層的壓實設備，它突破了傳統(tǒng)的碾壓方式，為厚鋪層壓實提供了新型碾壓工具。沖擊壓路機是一種新型的拖式壓路機，其碾壓滾為多邊形凸輪（常見的有三邊形、四邊形和五邊形三種），由輪胎式拖拉機牽引作業(yè)。隨著公路建設的高速發(fā)展，公路網已四通八達，許多地區(qū)都已改變了過去運輸業(yè)主要靠鐵路的現(xiàn)狀，公路運輸的總量已占整個運輸業(yè)的相當比例，而且運輸車輛在噸位和軸荷上有不斷提高的趨勢。載重汽車從過去的4t、6t發(fā)展到十幾噸、二十幾噸，這無疑對路面的承載能力提出了更高的要求，而路面的承載能力與路基、路面的壓實度密切相關。壓實度不足的路基，在重車交通作用下，路面必然會產生變形甚至破壞。由于壓實標準的提高，引起了施工機械的變化，壓實機械已向大型化迅速發(fā)展，在路基施工中，現(xiàn)在20t以上振動壓路機及拖式振動壓路機的使用已十分普遍，大噸位壓路機的使用，又帶來了壓實工藝上的進步，大量的施工試驗數據已充分證明了：厚鋪層的壓實是路基和土石方壓實施工的發(fā)展趨勢之一。對于這種發(fā)展趨勢，振動壓路機已顯得力不從心，于是人們開始研究各種沖擊壓實技術?，F(xiàn)代路基土石方壓實施工工藝方面比較顯著的兩種趨勢就是鋪層厚度增大和壓實功能提高，從而引發(fā)了土石方壓實設備向高壓實性能的沖擊壓路機或其它復合壓實