壓路機(jī)作為道路施工中的主要機(jī)械工具,被廣泛的應(yīng)用在各種道路施工中。壓實(shí)效果是衡量施工效果的一個(gè)非常重要的因素。今天主要介紹影響壓路機(jī)壓實(shí)效果的幾個(gè)主要因素,如土的含水量、碾壓層的厚度、壓實(shí)機(jī)械的類型和功能、碾壓遍數(shù)和地基強(qiáng)度等。
1,土的含水量對(duì)壓實(shí)過程的影響
在壓實(shí)過程中,土或材料的含水量對(duì)所能達(dá)到的密實(shí)度起著非常大的作用。錘擊或碾壓的功需要克服土顆粒問的內(nèi)摩擦阻力和粘結(jié)力,才能使土顆粒產(chǎn)生位移并互相靠近。土的內(nèi)摩擦阻力和粘結(jié)力是隨密實(shí)度而增加的。土的含水量小時(shí),土顆粒間的內(nèi)摩擦阻力大,壓實(shí)到一定程度后,某一壓實(shí)功已不再能克服土的阻抗力,壓實(shí)所得的干密度小。當(dāng)土的含水量逐漸增加時(shí),水在土顆粒問起著潤滑作用,使土的內(nèi)摩擦阻力減小。因此同樣的壓實(shí)功可以得到較大的干密度。在這個(gè)過程中,單位土體中空氣的體積逐漸減小,而固體體積和水的體積則逐漸增加。當(dāng)土的含水量繼續(xù)增加到超過某一限度后。雖然土的內(nèi)摩擦阻力還在減小,但單位土體中的空氣體積已減到最小限度,而水的體積卻在不斷增加。由于水是不可壓縮的.因此在同樣的壓實(shí)功下,土的干密度反而逐漸減小。土的干密度與含水量的這樣一種緊密關(guān)系,就形成了駝峰形擊實(shí)曲線。因此。細(xì)顆粒七以及天然砂礫土、紅土砂礫、級(jí)配碎石、級(jí)配礫石、石灰穩(wěn)定土和水泥穩(wěn)定土等多種路面材料,都只有在一定的含水量條件下才能壓實(shí)到最大干密度。
在施下現(xiàn)場,用某種壓路機(jī)碾壓含水量過小的土或級(jí)配集料,要達(dá)到高的壓實(shí)度是困難的;如土的含水量超過最佳值時(shí),要達(dá)到較大的壓實(shí)度同樣是困難的。因此,在特殊干旱和特殊潮濕地區(qū),在無法或不能采取適宜措施的情況下,實(shí)際施工中往往不得小降低對(duì)壓實(shí)度的要求。
2,擊實(shí)功對(duì)最佳含水量和最大干密度的影響
某一種土或路面材料的最佳含水量和最大干密度是隨壓實(shí)功變化而變化的。
對(duì)同一種土或同一種級(jí)配集料而言,擊實(shí)功增加時(shí),其最佳含水量減小,而最大干密度增大。
在工地用壓路機(jī)碾壓時(shí),同樣是這種規(guī)律。如果我們保持壓路機(jī)的質(zhì)量不變,而增加碾壓遍數(shù);或增加壓路機(jī)的質(zhì)量,不改變碾壓遍數(shù),都可以得出與室內(nèi)試驗(yàn)相同性質(zhì)的含水量密實(shí)度關(guān)系曲線。因此,隨著壓路機(jī)質(zhì)量的增加,土或路面材料的最佳含水量要降低,而最大干密度要增加。但是,這種現(xiàn)象是有一定限度的。超過這個(gè)限度。即使繼續(xù)增加碾壓遍數(shù)或使用很重的壓路機(jī)也不會(huì)明顯降低最佳含水量和明顯增加最大干密度。材料的含水量接近壓路機(jī)壓實(shí)時(shí)的最佳含水量時(shí),需要的壓實(shí)功最小。
3,壓實(shí)機(jī)械對(duì)壓實(shí)的影響
所用的壓實(shí)機(jī)械對(duì)一定含水量下的路基土和路面材料的壓實(shí)狀態(tài)有很大的影響。使用輕型壓路機(jī)只能得到較小的密實(shí)度。使用重型壓路機(jī)可以得到較大的密實(shí)度。振動(dòng)壓路機(jī)比相同質(zhì)量的普通光面鋼輪壓路機(jī)的壓實(shí)效果好得多。不但密實(shí)度大,而且有效的壓實(shí)深度也大(含水量大的粘土除外)。
靜力光面鋼輪壓路機(jī)在土(或路面材料)層上碾壓時(shí),在滾輪作用下產(chǎn)生的壓應(yīng)力主要集中在表層。采用光面鋼輪壓路機(jī)碾壓時(shí),由于碾壓輪與土或路面結(jié)構(gòu)層材料的接觸面積大,單位壓力較小,且壓實(shí)工作系由壓實(shí)層的表面向下,上層密實(shí)度大于下層,因此,光面鋼輪壓路機(jī)的壓實(shí)厚度較小。用光面鋼輪壓路機(jī)碾壓一定厚度的填土及路面結(jié)構(gòu)層,既可以獲得密實(shí)的結(jié)果,又可以得到平整的表面。
輪胎壓路機(jī)是利用充氣輪胎及其懸掛裝置的可變性,使輪胎與土層間保持一定的接觸面。由于它具有可借附加荷載增減調(diào)節(jié)自身總質(zhì)量、與被壓土層或材料層的接觸面大以及有效壓實(shí)深度大等優(yōu)點(diǎn),因而日益廣泛地被用來壓實(shí)各種土方材料和路面結(jié)構(gòu)層。但輪胎壓路機(jī)更適用于壓實(shí)粘性土。由于用輪胎壓路機(jī)碾壓時(shí),對(duì)被壓材料有一定的搓揉作用和不易壓碎集料,常用白行式輪胎壓路機(jī)碾壓各種瀝青面層,特別是噴灑型的瀝青表面處治和瀝青貫入式面層,均可以得到良好的壓實(shí)效果。
振動(dòng)壓路機(jī)的壓實(shí)功能很強(qiáng),振動(dòng)壓路機(jī)—般都設(shè)有調(diào)頻、調(diào)幅裝置,可以根據(jù)需要調(diào)成不振、弱振或強(qiáng)振的不同狀況。因而,它可兼作輕型、中型和重型壓路機(jī)使用。它兼有質(zhì)量小、體積小、速度快、效率高、操縱靈活等優(yōu)點(diǎn)。振動(dòng)壓路機(jī)特別適宜于壓實(shí)粘性小的土、砂礫料、碎石混合料及各種結(jié)合料處治級(jí)配集料。填隙碎石基層更需要使用振動(dòng)壓路機(jī)。手扶式的小型振動(dòng)壓路機(jī)特別適宜于碾壓路肩及臺(tái)背填土。
4,碾壓速度對(duì)壓實(shí)的影響
碾壓速度影響振動(dòng)輪對(duì)單位面積內(nèi)材料的壓實(shí)時(shí)間。碾壓速度低時(shí),單位面積內(nèi)的振動(dòng)次數(shù)比碾壓速度高時(shí)要多,因而作用在被壓材料上的能量,前者多于后者。實(shí)際上,傳遞到被壓材料層內(nèi)的能量與碾壓速度成反比。假定使碾壓材料層達(dá)到規(guī)定密實(shí)度所需的壓實(shí)能量不變,則碾壓速度加倍時(shí),碾壓次的數(shù)大致也要加倍。