caterpillar工程機(jī)械道路cs583e paction principle and techniques-chinese

介紹范圍基本壓實原理土壤壓實原理瀝青壓實原理基本壓實原理機(jī)器重量接觸壓力&輪胎壓力

線載荷(線壓力)-壓輪上的負(fù)荷除以壓輪的寬度.

輕型壓路機(jī)的單位線壓力為:200-400N/cm;

重型壓路機(jī)的單位線壓力為:800-1200N/cm

振動理論三要素:振幅,頻率,激振力壓實力 靜壓 操作 沖擊 振動靜壓接觸地面的面積光輪寬度作用在光輪上的重量沖擊每一次振動沖擊都產(chǎn)生壓實作用.在沖擊過程中,高速搗實的底部將載荷傳遞給地面振動在滾動過程中,偏心塊的轉(zhuǎn)動驅(qū)使碾壓輪上下移動.

振動增加壓實效果.正向碾壓-活動偏心塊的旋轉(zhuǎn)方向與 機(jī)器行駛方向一致.振動壓路機(jī)特點和類型特點: -振動壓路機(jī)占壓路機(jī)總量的60%-75%. -振動壓路機(jī)的優(yōu)點:壓實效果好,生產(chǎn)效率高

自重相同的振動壓路機(jī)和靜作用壓路機(jī)相比-振動壓路機(jī)的壓實深度深得多; 如要達(dá)到相同的壓實效果,振動壓路機(jī)壓實遍數(shù)要少;

振動壓路機(jī)的適用范圍-砂性土壤顆粒性材料,瀝青混凝土等.

類型: 1.拖式振動壓路機(jī) 3.輪胎驅(qū)動鋼輪振動壓路機(jī) 2.手扶式振動壓路機(jī) 4.兩輪串聯(lián)振動壓路機(jī) 5.振蕩壓路機(jī)壓實分類按行駛方式分:拖式壓路機(jī)和自行式壓路機(jī);

按壓實原理分:靜作用壓路機(jī),振動壓路機(jī),組合式壓路機(jī);

靜作用壓路機(jī)-輪胎壓路機(jī),光輪壓路機(jī);

振動壓路機(jī)-輪胎驅(qū)動振動壓路機(jī),兩輪振動壓路機(jī)和振蕩壓路機(jī). 組合式壓路機(jī)-前光輪后輪胎振動–振幅和頻率通常以改變液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整頻率.振幅的改變-液壓操縱,手操縱振幅-振幅和頻率是影響土壤壓實效果的重要因素.-現(xiàn)代振動壓路機(jī)均采用調(diào)頻調(diào)幅機(jī)構(gòu),以滿足各種壓實材料,不同鋪層厚度的密實度要求.振動輪位移量大振幅小振幅在相同的頻率范圍內(nèi),大振幅產(chǎn)生的激振力也大,反之則小.振動–振幅和頻率-壓路機(jī)的振動質(zhì)量一般不能隨意改變;-通過改變偏心塊的偏心距,改變振動輪名義振幅-雙振幅結(jié)構(gòu)簡單,但僅能獲得兩個振幅,而且振動軸轉(zhuǎn)向不同.圖(a):

2-固定偏心塊,與振動軸1牢固

的連為一體.活動偏心塊3,可以

在振動軸上轉(zhuǎn)動180度,當(dāng)振動軸

順時針旋轉(zhuǎn)時,偏心塊1&3的偏心距變大,此時兩偏心塊質(zhì)量不變.

此時振動軸的偏心矩變大。

圖(b):

如偏心塊逆時針旋轉(zhuǎn),偏

心塊1&3的位置相重合,此時振動軸的偏心矩變小。

高副振動低副振動頻率&振動周期-通常以改變馬達(dá)的轉(zhuǎn)速來

調(diào)整轉(zhuǎn)動頻率;-在每個轉(zhuǎn)動周期內(nèi),振動輪

會離開地面;

-激振力與振幅成正比;

-振動周期長,偏心軸角加速

度大,激振力F也大;反之則

小.

振幅&頻率 國內(nèi)產(chǎn)品:35-45Hz

瀝青路面----高頻 試驗證明,在此范圍內(nèi)頻率對

壓實密度的影響不大;而振 幅對壓實密度產(chǎn)生直接影響.

國外產(chǎn)品:不超過55Hz路基材料---低頻 一般在30Hz左右 試驗證明,在此范圍內(nèi)頻率 對壓實密度影響不大;而振 幅對壓實密度產(chǎn)生直接影響.振幅&頻率的調(diào)整振幅調(diào)整:改變固定振動偏心塊與活動偏心塊間的相對位置.

一般:雙振幅;3振幅;5振幅;8振幅

調(diào)整方式:機(jī)械-手動操作;

自動-(1)電馬達(dá)-電源來自電瓶;

(2)液壓油缸-曲柄連桿機(jī)構(gòu);

(3)液壓馬達(dá)

頻率調(diào)整:改變偏心軸轉(zhuǎn)動速度.齒輪馬達(dá)傳動效率高,可靠性和耐用性好而被用于振動系統(tǒng).

一般為雙頻.

調(diào)整方式:(1)液壓馬達(dá)-基本采用雙速齒輪馬達(dá)(2個頻率);柱塞馬達(dá)可以實現(xiàn)無級變速,但使用 壽命有限,不被采納.

(2)調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速-發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降低將影響液壓泵流量-液壓馬達(dá)驅(qū)動力矩降低

振幅vs激振力Machine1

Machine20,5mm 振幅 1,9mm

(提升高度)50Hz(3,000vpm) 頻率 25Hz(1,500vpm)

(振動次數(shù))18145kg 激振力 18145kg共振共振與物體的自有頻率有關(guān)

振幅調(diào)整至接近共振-壓實密度最佳;系統(tǒng)共振-振動壓路機(jī)振動輪與地面接觸,其振動頻率接近土壤自有頻率時將產(chǎn)生系統(tǒng)共振.激振頻率=土壤自有頻率共振&振動壓實效果差-激振頻率不能接近物體的自有頻率時,即不能產(chǎn)生系統(tǒng)共振.壓實效果好-激振頻率接近物體自有頻率,即接近系統(tǒng)共振.激振力與頻率壓路機(jī)設(shè)計頻率-接近系統(tǒng)共振頻率高頻傳遞較低的能量和較小的壓實效果

系統(tǒng)共振可能損壞機(jī)器或者地面結(jié)構(gòu),使操作手感到不舒適GeneratedForce-激振力與振動頻率曲線

激振力與頻率激振力與頻率的關(guān)系: -激振力過大,輪子脫離地面時間太長,對土壤不產(chǎn)生壓實作用.

*激振力一般不超過輪子自重的6倍;

*激振力過大,光輪容易打滑(因此土壤壓實機(jī)后輪采用輪胎)

*壓實振動理論來源于-(1)試驗;(2)理論研究

頻率選擇-與壓實對象有關(guān): *高頻-砂石材料和瀝青混凝土;

*低頻-一般土壤和半粘性土壤;

*靜壓凸塊:粘性和塑性土壤.

輪胎土壤壓實機(jī)適用范圍公路路基&橋梁基礎(chǔ)礫石

&穩(wěn)定土路基就地再生冷瀝青混凝土(CIR)垃圾&回收填埋場工程土地復(fù)墾 廢料焚燒壓實工業(yè)基礎(chǔ)住宅/工業(yè)建筑場地停車場&帶邊坡的場地溝渠,回填基礎(chǔ)筑堤,圍堰工程自然土

細(xì)顆粒土 素土 墊層&壩心 粘性土 墊層 粉煤灰 帶坡的場地粗顆粒土 砂 基礎(chǔ) 堤防 砂礫 排水渠 路面 卵石&礫石 筑堤 防腐基礎(chǔ)骨料&其它材料骨料 砂&礫石 公路,溝渠 破碎的巖石 公路,溝渠 細(xì)骨料 基礎(chǔ),筑堤 礦渣公路,基礎(chǔ) 其它 穩(wěn)定土 公路,填埋場 處理過的基礎(chǔ) 公路路基 再生瀝青 路面 廢渣&填埋廢料 垃圾填埋,堤防土壤分類–等級粉灰或粘土-粒徑小于0.075mm的土占50%以上砂或者礫石土壤等級&壓實粘土-粘性大,難處理

素土-壓實效果好,含水量非常重要

均勻的砂-不穩(wěn)定,碾壓時移動好級配的砂-壓實效果好,含水量十分重要.細(xì)礫石-壓實效果好.葡氏擊實試驗標(biāo)準(zhǔn)葡氏擊實

– 較低的壓實能量

– 1714kg-m(12,400ft-lb)

修正的葡氏擊實

– 較高的壓實能量

– 7770kg-m(56,200ft-lb)

標(biāo)準(zhǔn)葡氏擊實 修正的葡氏擊實2,5kg(5.5lb)4,5kg(10lb)葡氏擊實試驗&壓實能量修正的葡氏擊實

– 結(jié)果是較低的含水量和較高的密實度

–通常對飛機(jī)場,越來越多地普及到公路建設(shè).標(biāo)準(zhǔn)葡氏擊實

– 結(jié)果是較高的含水量和較低的密實度

– 大多數(shù)工程采用.含水量&壓實適當(dāng)?shù)暮恳子趬簩嵏赏翂簩嵄容^困難含水量過高使得土壤不穩(wěn)定土壤滲透性適當(dāng)?shù)膲簩嵔档蜐B透性低滲透性-土壤穩(wěn)定,侵蝕阻力大&土壤表面流失少對垃圾填埋場&大壩基礎(chǔ),滲透性是第一位重要因素(與壓實密度相比)

土壤強度-摩擦力&聚合力砂有摩擦力,沒有聚合力

–顆粒間的接觸土有聚合力和很大的的摩擦力

–粘結(jié)在一起骨料通常有摩擦力和聚合力Sand

Clay

理解土壤壓實土壤等級&分類最大干密實度&最佳含水量必須達(dá)到的壓實百分比,標(biāo)準(zhǔn)和修正的葡氏擊實標(biāo)準(zhǔn)振動參數(shù)設(shè)置&行使速度碾壓厚度應(yīng)達(dá)到的含水量光輪振動壓實機(jī)主要適用于砂&礫石材料用于半粘性土(含砂和砂礫)用來密封覆蓋層,改善雨水排放凸塊式壓實機(jī)特別適用碾壓粘性土用于廢棄材料的碾壓:工業(yè)/生活廢渣,軟泥.凸塊式壓實機(jī)輪胎壓路機(jī)主要用于砂&礫石用于含有砂和礫石的粘性土用于基礎(chǔ)骨料&處理過的基礎(chǔ).夯擊足壓實機(jī)用于粘性材料用于廢棄材料:工業(yè)/生活廢渣,軟泥等碾壓輪端部結(jié)構(gòu)凸塊輪轉(zhuǎn)換裝置400CSeries500DSeries無論是當(dāng)前的還是過去型號,都可以得到您所需要的光輪或凸塊輪轉(zhuǎn)換殼密實度測量核子密度儀被普遍用于測定壓實百分比.測量包括:含水量,

密度,&壓實百分比測量深度通常在0.3米以內(nèi)壓實–粘土&粉灰通常粘土比砂土需要

更多的壓實粉灰通常是不穩(wěn)定的,且不能被壓實凸塊滾輪和輪胎壓路機(jī)可提供較大的地面壓力光輪和輪胎壓路機(jī)被用于壓平及密封粘土的面層ClaySilt壓實–砂&礫石通常礫石需要較大的壓實能力含水量對細(xì)顆粒砂土是及其重要的過分的碾壓可能會壓碎礫石SandGravel壓實–集料基本的集料變化差異很大含水量是及其重要的,但通常控制不好通常需要光輪振動及輪胎壓路機(jī)較多的壓實

在特定的壓實下經(jīng)常產(chǎn)生集料互鎖Crushedlimestone

Riverrunaggregate壓實問題含水量對細(xì)土和良好分級的土是非常重要的

單一的土通常是不穩(wěn)定的,且難以壓實連續(xù)滾動可能導(dǎo)致壓實過度,并降低密實度

較高的行使速度通常產(chǎn)生較低的壓實工效瀝青壓實機(jī)應(yīng)用–高速公路&機(jī)場高速公路&省級公路城市&鄉(xiāng)間公路工業(yè)道路&機(jī)場應(yīng)用–市政工程城市街道鄉(xiāng)間道路住宅道路停車場&車道應(yīng)用–再生就地冷再生(CIR)就地?zé)嵩偕?HIR)瀝青混合成分粗級配細(xì)級配瀝青混凝土礦粉添加劑改性材料25mm(1")級配等級–最大密實度級配等級–瀝青碎石設(shè)計SuperpaveDesign瀝青粘結(jié)劑(Binder)非常堅硬的粘結(jié)劑,用于氣候炎熱和交通流量大的道路低硬度的粘結(jié)劑用于較冷的氣候和交通流量較低的道路改性瀝青有時可增加變化硬度瀝青粘結(jié)劑性能-等級瀝青改良劑,添加劑及填充料-等級改性材料種類

可達(dá)到的結(jié)果添加劑&混合劑 減少瀝青含量,

布袋收塵器的粉灰,石灰 減少孔隙水泥,分煤灰 增加聯(lián)結(jié)橡膠&塑料 增加硬度

乳化瀝青,橡膠碎削,PVC 減少裂紋纖維 改善硬度

礦物纖維,玻璃纖維 壓實困難其它 改善硬度

氧化劑,抗氧化劑 改善聯(lián)結(jié)

碳?xì)浠衔锟箘兟? 對瀝青敏感

對聚合材料敏感聚合物的角狀性

圓形骨料 角狀骨料內(nèi)摩擦力低 內(nèi)摩擦力高–較低的強度 –高強度–容易壓實 –不易壓實混合料類型瀝青碎石級配瀝青碎石混合料-細(xì)礦料和礦粉較少,壓實后表面較粗糙.較多的碎石含大量破碎的碎石及少量的天然碎石結(jié)合料含量適當(dāng)時,有較高的密實度典型的公路建筑-新路瀝青碎石基層集料基礎(chǔ)填方路基(自然土)路肩 車行道墊層磨耗層(聯(lián)接層)典型舊路重鋪壓實三過程較大的力壓實粘結(jié)運動穩(wěn)定壓實集合料運動較小的力壓實平整表面推薦的壓實設(shè)備穩(wěn)定壓實: 雙光輪振動壓路機(jī)(DD)

輪胎壓路機(jī)(PTR)強力壓實: 雙光輪振動壓路機(jī)

–振動或靜碾輪胎壓路機(jī)最終壓實: 雙光輪振動壓路機(jī)

–靜碾 瀝青壓實瀝青混合料設(shè)計級配混合類型&等級瀝青混凝土類型

&構(gòu)成成分改性劑/添加劑拌和溫度與送料溫度攤鋪厚度基礎(chǔ)條件大氣溫度,風(fēng),雨振動&輪胎壓實設(shè)定碾壓的方式碾壓速度,攤鋪速度振動壓實設(shè)備偏心塊裝置1 可視油面測量計2 偏心軸軸承3可變位置的活動偏心塊-三振幅4 振幅定位板5 固定偏心塊6. 豆夾型偏心殼體1253426自動反轉(zhuǎn)的偏心塊壓路機(jī)行駛反向壓實力-向量壓實力EccentricRotation

細(xì)小裂紋EccentricRotation振幅

*對非常薄的鋪層,特別是在剛性基礎(chǔ),不推薦使用振動輪胎壓實PS-200B輪胎窄而圓的輪胎較高的輪胎氣壓和對地面的壓力較大的接地壓力PS-360BTires較寬的平輪胎較高的輪胎載荷較大的地面穿透力可得到的壓實溫度拌和料溫度滾動方式–縱向接縫第二遍第一遍雙光輪振動碾壓熱冷熱冷152mm(6")邊緣碾壓(1stPass)

無邊界邊緣有邊界邊緣重疊152mm(6")回動方向橫坡滾動橫向接縫攤鋪機(jī)NewOld150mm(6")輪胎的碾壓每遍最小重疊為76毫米在整個壓實期間,始終保持輪胎在熱的瀝青拌和料上滾動薄鋪層壓實51mm(2")orless使用:

–低振幅

–一個光輪振動

–靜壓模式51mm(2")及以上的厚鋪層壓實使用:

–中或大振幅核子密實度測量儀通過放射性同位素(伽馬射線)來測定密實度.它能夠直接計算出土的濕密度,干密度壓實度和含水量.當(dāng)拌和料或者場地條件改變時,測量結(jié)果可以被用來調(diào)整壓實方法取芯法為了控制壓實質(zhì)量,芯子通常用來確定壓實密實度(HMA)芯子密度通常與核子密度測定儀測定的密度有差別,但兩者間有一定的關(guān)聯(lián)25mm(1")對粗瀝青碎石級配起影響作用的因素低的聚合與厚度之間的關(guān)系低的基礎(chǔ)溫度/不穩(wěn)定的基礎(chǔ)低的大氣溫度低的拌和溫度不規(guī)則的碎石聚合低的空氣調(diào)節(jié)&空氣上升改性劑&添加劑LowCompaction

Energy粗碎石級配壓實設(shè)備1-2DD

orwide-tiredPTRDD(static)面層HeavyPTR

or1-2DDDD(static)

orwide-tiredPTR基層/聯(lián)結(jié)層

DDorPTRHeavyPTR

orDD影響因素-穩(wěn)定性較差的拌和料大氣溫度過高拌和料溫度過高集料中的水分鋪層過厚瀝青和礦粉的比例過高瀝青混凝土的硬度過低ExcessiveCompactionEnergyTenderMixCompactionTenderZoneTenderThroughout1-2DD

orheavyPTR1-2DD

(halfvibeorstatic)Wide-tiredPTR

ornorollerDDorlightPTRDD(static)

PTRorDD

(lowvibeorstatic)易碎的集料混合軟集料(石灰石,