压实机械

第三章压实机械施工第一节压实原理及方法第二节压实机械的类型第三节压实机械的运用第一节压实原理及方法路基压实的目的：减小土壤间的间隙，增加密实度，提高抗压强度和稳定性，使之具有一定的承载能力；压实方式：静压、冲击压实、振动压实第一节压实原理及方法第一节压实原理及方法静力式压实机械：利用本身重量以及附加重量，通过碾压轮使被压实土壤或路面材料产生深度为h的永久变形。加载时间长，有利于土壤的塑性变形。对粘土的压实效果较好，尤其对大面积的压实效率较高，适用于大型建筑和筑路工程。第一节压实原理及方法冲击式压实机械：利用质量为M的物体，从一定的高度作自由落体所产生的冲击能，从而使土壤被压实。主要用于狭窄工作面的土层压实，适应于粘性较低的土壤。第一节压实原理及方法振动式压实机械：利用质量为M的物体，发出一定的振动频率，并与碾压动做复合作用在被压实土上，进而使土的密实度得到提高。对于非粘性土压实效果较好。小型振动器和振动压路机等。第一节压实原理及方法影响压实效果的因素通过机械压实可使土颗粒重新排列彼此挤紧，孔隙减小，增加内聚力，从而提高土体的强度和水稳定性。影响压实效果的主要因素有：第一节压实原理及方法1含水量含水量对压实效果的影响很大，无论是沟槽回填还是路基压实均应控制含水量。严格控制含水量在最佳含水量的±2%的范围内。土在此状态下，土粒间引力较小，水膜较厚，起着润滑作用，外部压实较易使土粒相对移动，压实效果最佳。土中含水量过大时，孔隙中出现了自由水，压实功能不可能使气体排出，压实功能的一部分被自由水所抵消，减小了有效压力，压实效果反而降低。含水量较小时，土粒间引力较大，虽然干容重较大，但其强度可能比最佳含水量时还要高。可是此时因密实度较低，孔隙多，一经饱水，其强度会急剧下降。含水量是影响压实效果的决定因素，在最佳含水量时土处于硬塑状态，较易获得最佳压实效果；压实到最大密实度的土体，水稳定性最好第一节压实原理及方法2土质不同类型土的压实性能是不一样的，就填土压实而言，最适宜的是砂砾土、砂土和砂性土，这些土易压实，有足够的稳定性，沉陷小。最难压实的是粘土，在潮湿状态下这种土不稳定，最佳含水量比其它土类大，而最大干密度却较小，但经压实的粘土仍具有良好的不透水性。砂土和粉土特征：黏结性差，易受水侵蚀，不宜被压实。易使用较大功率机械或振动机械进行压实。第一节压实原理及方法黏土特征：黏结性好，含水率较大，压实需要较大力和作用时间。易选用凸块压路机和轮胎压路机进行压实。通常不选用振动压路机。碎石、砾石：选用振动压路机。沥青混合料：选用静力式光轮压路机、振动压路机和轮胎压路机进行压实。第一节压实原理及方法3压实功能同一类土，其最佳含水量随压实功能的加大而减小，而最大干容重则随压实功能的加大而增大。当土偏干时，增加压实功能对提高干容重影响较大，偏湿时则收效甚微。因此，对偏湿的土企图用加大压实功能的办法来提高土的密实度是不经济的。若土的含水量过大，此时增大压实功能就会出现“弹簧”现象。另外，当压实功能加大到一定程度后，对最佳含水量的减小和最大干容重的提高都不明显了，这就是说单纯用增大压实功能来提高土的密实度未必合算，压实功能过大还会破坏土体结构，结果适得其反。第一节压实原理及方法4压实工具及压实层厚度不同的压实工具，其压力传播的有效深度也不同。夯击式机具传播最深，振动式次之，碾压式最浅。压实工具的选择可参考下表第二节压实机械的类型一、钢轮压路机第二节压实机械的类型由于碾压单位线压力相对较小，压实深度较浅且无冲击力，因此适用于碾压力要求不高的压实施工和砾石、碎石基层碾压施工。第二节压实机械的类型二、羊脚压路机羊脚焊接在光面钢轮上，呈梅花形布置。第二节压实机械的类型有较大的单位压力（包括羊脚的挤压力），压实深度大而均匀，适用于粘性土，特别是湿度较大、粒度大小不等的黏性土，分层压实效果尤佳，不适合非粘性土和高含水率的压实第二节压实机械的类型三、轮胎式压路机轮胎式压路机是一种新型静力式压路机、国内外已广泛使用；以多个耐油、耐热、弧形光面或细花纹的特制轮胎来压实铺层材料；轮胎前后错开排列，一般前轮为转向轮，后轮为驱动轮，前、后轮胎的轨迹有交错部分，使之不致漏压。第二节压实机械的类型第二节压实机械的类型轮胎式压路机特点胶轮弹性产生的揉压作用：使被压实层的颗粒向各个方向产生位移，因此压实表面密实而均匀；胶轮变形：致使压实表面的接触面积比铁轮宽。使被压实的土壤在同一点上承受压力作用的时间长，力的影响程度大，所以压实效率高；可增减配重，改变轮胎充气：改变接地压力，对各种土壤都有良好的压实效果，特别是对于沥青路面的压实作业中，更加显示出优越性能。适用于压实粘性土及非粘性土，但不适宜碎石路面的压实第二节压实机械的类型四、凸块式压路机具有静压、夯实、揉搓等多种压实作用，因此对土质的适用范围比较大，可用于大面积土和垃圾压实第二节压实机械的类型五、振动压路机振动式压实机械是利用偏心块或偏心轴高速旋转时所产生的离心力对材料进行压实的。产生这种高频离心力的装置称为振动装置。振动压路机的最佳压实厚度200-500mm当土层深度再增加振动压实效果将明显减弱。第二节压实机械的类型与静力式压路机相比：在同等结构重量的条件下，振动碾压的效果比静碾压高1～2倍，动力节省1／3，金属消耗节约1／2，且压实厚度大、适应性强。振动压路机的缺点：不宜压实粘性大的土壤，也严禁在坚硬的地面上振动；同时，由于振动频率高，驾驶员容易产生疲劳，因此需要有良好的减振装置。第二节压实机械的类型第二节压实机械的类型六、冲击式压路机第二节压实机械的类型冲击式压实机压路机所使用的冲击压实技术是一种用非圆形、大功率、连续滚动冲击压实路面、路基的技术冲击式压路机的压实深度可随碾压变数的增加而明显递增，这是由于多边形凸块碾轮低频滚动冲击所产生的巨大集中冲击能量，具有地震波传播特性的缘故。随着土体密实度增加，其影响深度也逐渐增加。适用于压实黏性土、非黏性土和碎石路面的压实同时对土的含水率不十分敏感第二节压实机械的类型应用范围：1.公路、铁路、水坝、飞机场、楼房、工厂、住宅的地基压实。2.水泥厂废料、灰类、煤等散状物堆放场地的压实。3.含水量比较宽的土石方压实。4.岩石、粘土、膨胀土的压实。5.露天煤层的阻燃压实。第二节压实机械的类型生产效率高：1.每小时压实的基础可高达20000平方米。2.平均工作速度为每小时10~15千米。3.压实影响深度可高达5米，有效压实深度1米。4.每次填方厚度为800~1200毫米。5.工程效益是其它设备的十倍。第二节压实机械的类型七、夯实机夯实：用重物使其反复自由坠落,对地基或填筑土石料进行夯击,以提高其密实度的施工作业。把土夯实是打地基的重要一环，就是加固、巩固的意思。第二节压实机械的类型第三节压实机械的运用施工方法1．路基的压实目的：提高其强度和稳定性。路基的压实作业应遵循“先轻后重、先慢后快、先边后中”的原则。(1)先轻后重：开始时先用轻型压路机初压，随着被压实层密实度的增加渐改用中型和重型压路机进行复压。(2)先慢后快：压路机的碾压速度随着碾压遍数的增加可以加快。在初压作业时，土壤较松散，以较低速度进行碾压，可使碾压的作用时间长些，作用深度大些，土壤的变形也就更充分些，以利于发挥压路机的压实功能和避免因碾压速度过快造成推拥土壤或陷车的现象。第三节压实机械的运用(3)先边后中：碾压作业应始终坚持从路基两侧开始，逐次向路中心移动碾压的原则，以保证路基的设计拱形和防止路基两侧的坍落。另外，在碾压过程中，应始终保持压路机行驶方向的直线性。到达一碾压地段的尽头应迅速而平稳地换向，并使左右相邻两压实带有1／3的重叠量，以保证碾压质量。第三节压实机械的运用2．路面的压实目的：获得表面最大的密实度，从而使道路表面形成一层坚硬的外壳，以保护它在自然气候和运输工具的作用下，都能保持铺砌层的相对稳定。和路基的压实一样，从初压到以后各个阶段所选用的压路机也是先轻后重，速度由低到高。为了防止混合料粘附在轮面上，应在压路机的滚轮面上抹一层特制的乳化剂或洒水。第三节压实机械的运用在碾压过程中，应注意下列事项：(1)相邻两碾压带应重叠0.2~0.3m。(2)压路机的驱动轮或振动轮应超过两段铺砌层接缝0.5~1m；(3)前段横接缝处可留5~8m、纵接缝处可留0.2~0.3m不予碾压，待与下段铺砌层摊铺后，再一起进行碾压。(4)路面的两侧应多压2～3遍，以保证路边缘的稳定。(5)碾压时可向铺砌层上洒少量的水，以减少石料被压碎。(6)不允许在刚刚压实或正在碾压的路段内掉头或紧急制动。(7)压路机应尽量避免在压实段同一横断面位置换向。按轮轴数分类