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通過路基壓實法解讀壓路機(jī)、液壓夯實機(jī)、沖擊壓路機(jī)等壓實機(jī)械！

來源：鄭州中航設(shè)備 2020-03-19

路基壓實就是通過壓路機(jī)等壓實設(shè)備給被壓材料施以作用力，強(qiáng)迫被壓材料內(nèi)部顆粒產(chǎn)生移動，重新排列得更加密實的過程。不同的壓路機(jī)機(jī)型，由于其工作原理的不同，會產(chǎn)生不同的作用力，作用力的性質(zhì)不同，又會引起被壓材料變形的巨大差異。
到目前為止，常見的基本壓實方法可大致歸納為以下五種：靜力壓實法、搓揉壓實法、振動壓實法、沖擊壓實法、沖擊夯實法。

一、靜碾壓實法：利用壓路機(jī)自身的重力，對被壓材料施加垂直壓力作用，使被壓材料內(nèi)部產(chǎn)生相應(yīng)的法向應(yīng)力和剪切應(yīng)力，當(dāng)剪切應(yīng)力達(dá)到材料的抗剪強(qiáng)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。由于壓路機(jī)外形尺寸及動力等限制，靜碾壓實只能引起被壓材料較小的變形，獲得較低的壓實度。
靜碾壓實法對應(yīng)的壓實機(jī)械就是靜碾壓路機(jī)，也叫三輪壓路機(jī)、光輪壓路機(jī)，由于振動壓路機(jī)在不開啟振動的情況下可達(dá)到同樣效果，靜碾壓實法還存在應(yīng)用，靜碾壓路機(jī)已趨于淘汰。
靜碾壓實法對應(yīng)的壓實機(jī)械就是靜碾壓路機(jī)，也叫三輪壓路機(jī)、光輪壓路機(jī)，由于振動壓路機(jī)在不開啟振動的情況下可達(dá)到同樣效果，靜碾壓實法還存在應(yīng)用，靜碾壓路機(jī)已趨于淘汰。

二、振動壓實法：振動壓路機(jī)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(jìn)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(nèi)部顆粒的摩擦，而對減小內(nèi)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(jī)能達(dá)到更好的壓實效果和壓實深度。

由于振動壓實的機(jī)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*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。
振動壓實法對應(yīng)的壓實機(jī)械就是振動壓路機(jī)，振動壓路機(jī)可根據(jù)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(shù)并達(dá)到靜碾壓路機(jī)相同的效果。振動壓路機(jī)是壓實機(jī)械目前應(yīng)用*為廣泛的機(jī)械設(shè)備，針對不同的應(yīng)用有各種機(jī)型設(shè)計，具體請參閱相關(guān)篇章。

三、搓揉壓實法：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(fù)交變的作用力，使被壓材料表層顆粒產(chǎn)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。

振蕩壓路機(jī)是路基搓揉壓實法的代表機(jī)械，是振動壓實技術(shù)的延伸和發(fā)展，振蕩壓路機(jī)的壓實均勻度和相對壓實密實度均高于振動壓路機(jī)。振蕩壓路機(jī)是應(yīng)用土力學(xué)土壤交變剪應(yīng)變的原理，在碾壓滾內(nèi)對稱安裝同步旋轉(zhuǎn)的激振偏心快軸。
在交變扭矩的作用下，碾滾對地面產(chǎn)生前后方向的振蕩波，使被壓材料產(chǎn)生交變剪應(yīng)變。在這種交變剪應(yīng)變和滾輪靜載荷作用下，達(dá)到在垂直和水平面內(nèi)壓實土壤的目的，其壓實效果比滾輪筒相對地面跳動產(chǎn)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(jī)理，實踐證明:在同一壓實深度上，振蕩壓路機(jī)的壓實均勻度和相對壓實密實度均高于振動壓路機(jī)。

四、沖擊壓實法：沖擊壓實技術(shù)主要是通過使用沖擊壓路機(jī)取代傳統(tǒng)的壓路機(jī)，對公路工程的路基進(jìn)行壓實，一般壓實效能可以達(dá)到傳統(tǒng)壓路機(jī)的10倍以上，可以有效地減少路基的沉降，提高工程的質(zhì)量，使路基的強(qiáng)度得到提高，降低施工成本、縮短工程工期、提高工程質(zhì)量。
沖擊壓實的特征是巨大的動能在很短時問內(nèi)轉(zhuǎn)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(chǎn)生很大剪切應(yīng)力和法向應(yīng)力，從而有效地克服黏性土壤的內(nèi)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。
同時，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(jīng)結(jié)束，因而可減少由土壤"流動"而導(dǎo)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。

五、夯擊壓實法：夯擊和沖擊在原理上都是利用動能轉(zhuǎn)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(dá)數(shù)米，而頻率則極低，為單個的脈沖。
夯擊壓實法包含的夯實機(jī)械很多，有蛙式，有震動式，有躍步式，有打夯式，還有吊重錘擊式，根據(jù)工程需要，運用不同類型，這里主要介紹下高速液壓夯實機(jī)和重錘強(qiáng)夯機(jī)。

高速液壓夯實機(jī)是一種利用機(jī)器重力和變力的合力壓縮土體的壓實機(jī)械，對土體的壓實方法可稱為“動力加固法”或“動力壓密法”。
重錘強(qiáng)夯機(jī)是利用機(jī)械將十幾噸至上百噸的重錘，從幾米至幾十米的高處自由落下，對土體進(jìn)行動力夯擊,使土產(chǎn)生強(qiáng)制壓密而減少其壓縮性、提高強(qiáng)度。這種加固方法也叫“強(qiáng)夯法”，主要適用于顆粒粒徑大于0.05mm的粗顆粒土,如砂土、碎石土、山皮土、粉煤灰、雜填土、回填土、低飽和度的粉土、粘性土、微膨脹土和濕陷性黃土，對飽和的粉土和粘性土無明顯加固效果。
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(jìn)土壤壓實技術(shù)的不斷更新，新的壓實技術(shù)改變了傳統(tǒng)的壓實工藝和方法，更新了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能，提高了壓實效果。為了追求好的壓實效果和較高的壓實效率，我們需要不斷地探討新的壓實方法和壓實技術(shù)，同時還要了解壓實機(jī)理、各種壓實法以及各種壓實機(jī)械的適用范圍。

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