【维特根学院】压实道理:振动压实与振荡压实

道路建设中,压实是非常重要的一环。压实使路基及路面各结构层的材料具有足够的密实度,这对于公路的路基、路面具有极其重要的意义。经过压实后,可以减少土壤或沥青的颗粒间隙,增强路面承载力,使得地面横向和纵向的高度平整,提高防滑阻力。

三种压实的不同作用原理以及比较优势

按照工作原理,压实可以分为静态压实和动态压实两大类。作为土壤和沥青压实专家,悍马提供满足不同工地需要、基于不同压实方式的全系列压路机产品。

悍马压路机

悍马压路机

了解不同压实方式的工作原理,将有助于您根据工作需要选择正确的压路机种类和型号。下面小维将带您一起了解压实原理和应用范围。

静态压实

压路机进行压实作业,主要通过静态压实和动态压实两种方式来实现。静态压实是通过钢轮的重量将剪应力作用在需要压实的摊铺层上。静态压实过程中,只有当剪应力接近混合材料的弹性极限时才可以实现压实,因而压实效率相对较低,应用范围较窄。

压实类型

压实类型

动态压实

相比之下,动态压实应用范围更广。动态压实是压路机钢轮通过运动快速、连续地将力传递到沥青层。动态压实过程中,沥青层的颗粒通过振动移动起来,减少了颗粒之间的摩擦,使其更容易移动到一个更为理想的状态,变得更为紧实。

最初,动态压实只有振动压实一种方式。20世纪八十年代,悍马公司首创了振荡压实技术,并长期成为市场上唯一的供应商。

这项技术所带来的优异成果深受客户赞誉,成功地在市场上占有一席之地。因此,大部分的压路机制造商近年来也开始提供振荡型压路机。那么振动压实和振荡压实原理有什么不同呢?

动态压实之振动压实

传统的振动压路机钢轮内部装有一个做圆周运动的振动器。振动器通过高速旋转使钢轮产生振动,向土壤传递垂直向下的力,以达到压实的效果。通过振动达到压实效果的方式可以应用于几乎所有土方和沥青施工。

动态压实之振动压实

动态压实之振动压实

具体来说,振动压路机压实过程中,在振动力的作用下,产生的一系列压力波会传递到被压材料中。在振动压力波的作用下,降低被压材料颗粒间的内摩擦力,铺层中的骨料产生移动,这样有利于骨料的重新定位,而且在振动力的作用下更容易减少骨料之间的空气,达到压实的目的。在进行振动压路机的设计时,必须做到振幅、频率、机器速度和钢轮质量的相互匹配,以便振动压路机在压实过程中能平稳作业,压实能量更好地传递到被压材料中。振动压实具有静载和动载组合压实的特点,压实能力强,压实效果好,生产效率高,对日常施工起着不可或缺的作用。

动态压实之振荡压实

振荡压实主要是通过振荡钢轮来实现的。振动钢轮工作时,钢轮中的偏心块使得钢轮会产生上下运动。与振动钢轮不同,振荡钢轮的两个偏心块由齿形带带动同时旋转,而且是以
180°补偿位旋转,从而使钢轮产生快速的前后旋转运动。钢轮前后运动时,能够将压实力以剪切力的形式直接作用于钢轮前部和后部的路面底层。

振动钢轮(左一)和振荡钢轮(右一)不同的内部结构

振动钢轮(左一)和振荡钢轮(右一)不同的内部结构

与振动钢轮相比,振荡钢轮与地面保持恒定接触,能始终对地面产生压实力。因此,振荡压路机能够依靠自身重量,既可以进行动态压实又可以进行静态压实。

悍马的振荡系统仅依据物理学定律,不依据复杂的机械式调节。机器根据下层土壤材料的硬度自动调节振幅。随着压实材料硬度的提升,机器振幅持续降低。而随着机器振幅的降低,压实力更加迅速有效地传递到被压实的材料中。

动态压实之振荡压实

动态压实之振荡压实

振荡压实的优势

与双钢轮振动压路机相比,配备一个振荡钢轮和一个振动钢轮的悍马振荡压路机有着诸多明显的优势。


高压实力、效率高:振荡压路机压实速度非常快。因为压路机动态剪切力与自身重量产生的静态荷载叠加到了一起。即使进行大面积压实,也仅需几遍碾压就能实现优异的压实效果。

振荡压路机压实速度非常快

振荡压路机压实速度非常快


理想的平整度和抗滑性能:钢轮与地面保持恒定接触,并在振荡过程中会不断地挤压、揉搓沥青,使得经振荡压实后的路面具有优异的纵向平整度,显著提高路面的抗滑性能。同时,即使压路机高速行驶,路面也不会出现褶皱变形的情况。


对环境的振动影响小:振荡压实对地面产生的共振更小,只有振动钢轮的百分之十。靠近敏感建筑物或设施时,振荡压路机进行动态压实毫无问题。此外,低共振使压路机施工减少噪音,更加安静,十分环保。同时,它减少了机器部件的磨损度,显著提高了机手的舒适性。

对环境的振动影响小

对环境的振动影响小


毫无损坏的压实骨料:超过一定刚度,振动压实可能会压碎材料结构或损坏骨料,而振荡压实就不存在这种问题。它能够毫无损坏地重新分布骨料,从而避免压碎骨料或过度压实。振荡压实还能够确保接缝处具有良好的紧密性和持久性,不会对冷却的沥青造成任何损坏。

 毫无损坏的压实骨料

毫无损坏的压实骨料


适用温度范围更大:即使压实摊铺结束时温度较低的沥青材料,振荡压实也能确保压实度的增加,不会压碎骨料。因此,振荡压实非常适用于压实薄铺层或诸如桥面等快速冷却的路面。另外,这一特性大大增加了施工的灵活性。

适用温度范围更大

适用温度范围更大

振荡技术专为实现快速、高效、高质量的动态压实而设计。与双钢轮振动压路机相比,配备一个振荡钢轮和一个振动钢轮的悍马双钢轮压路机通过更少的压实次数就能实现至少同等的压实度。同时,在桥梁、薄铺层或振动敏感区域,也能动态压实,因此振荡压实技术拥有广泛的应用范围。例如,港珠澳大桥、海南海文大桥桥面铺装、成都东二环高架快速路面层、山区山体疏松道路建设路段、老城区历史建筑路段修复等振动敏感区域,振荡压实近年来都已有诸多成功应用先例。

悍马压路机

悍马压路机

悍马公司拥有超过 35 种装备振荡技术的机型:包括工作重量为 2.5 t – 15 t
的机型以及同时适用于沥青和土方施工的机型,可以满足所有压实施工作业的需要。关于如何选择适合的压路机种类,如何根据压实方式配置不同类型的钢轮以及适合的吨位型号,您可以根据工况需求,进一步咨询所在区域的维特根中国授权代理商,获得更多更有针对性的应用建议。

小维还将在之后的小维学院栏目中,为您介绍关于悍马钢轮及其组件的更多知识,敬请继续关注。

责任编辑:Keyi

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