轻型压实设备压实特性与效果的实验研究

砾石（> 4.75mm）（％）
6
砂（> 0.075mm和<4.75mm）（％）
49
泥和粘土（<0.075mm）（％）
45
液体极限（％）
30
塑性指数（％）
19
击实试验最佳含水量
13.8
1 实验准备
1.1 土壤特性 为了 研 究 土壤 的压 实 特 性， 选 用了实际 工 程中某
路 基 填 土 进行轻 型 压实设备的压实试 验。 选用路 基土
当使 用轻 压 实设备 时， 压 实 层的厚度 和土壤 含 水
表1 所选用路基土壤特性
土壤特性
实验数值
湿法筛分分析
筛孔尺寸
通过率（%）
（kN/cm3）
20
19.5
19 干 18.5 密 度 18
17.5
17
16.5 16
15.5
15 5
7
9
11 13 15
含水量/%
图1 击实试验的含水量—干密度曲线图
夯、 手 扶单钢轮振 动压 实 机 和手 扶 双钢轮振 动压 实 机
这 三类 较常用的轻 型 压实设备 进行土壤 压实。 所 选用
设备的特性如表 2 所示。
表2 所选用轻型压实设备参数
参数
振动平板夯 手扶单钢轮 振动压实机
手扶双钢轮 振动压实机
整机重量 /kN
0.9
2.7
5.9
净重
—
2.5
5.5
平板尺寸 / mm 480×585
的特性如表 1 所示，通过标准击实试验得到的含水量— 干密度曲线如图 1 所示 [4]。
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产品 ● 技术 Product & Technology
1.2 设备参数 轻 型 压 实设备 的种 类 较 多， 本 研 究 采用振 动平板
锤 击 的次 数。 在 现 场压 实 的 情况下， 能 量输入 取 决于
压 实设备 的 重 量， 压 实 次 数， 提 升高度， 以 及 压 实设
备的振幅和频率。当使用静重量为 8 ～ 10t 的重型振
动压实设备时，压实层厚度不超过 200m m[5]。考虑到
轻型压实设备能量输入较低，在本文中设计了 50m m，
使 用轻 型 压实设备在平 整的 松 铺土壤 表面上 进行 压实。当压实设备压实 2，4，6，10 遍后，在图 2 所示 的 9 处位置用灌沙法 [6] 来测量压实后土壤的密度，并 求平均值。 在完成土壤密度测量之后，将压实过的土 壤 移出， 重 新加入 土壤 重 复铺展， 喷 洒， 混 合 和压 实 的过程。
—
—
滚筒直径 / mm
—
450
356
滚筒宽度 / mm
—
560
575
激振力 / kN
14.7
8.9
11.8
振动频率 / Hz
100
74
55
发动机功率 / kW
4.0
4.1
3.7
2 实验步骤
2.1 铺土 先将土样烘干、碾碎、过筛后以所需的最大松 铺
厚度 铺展在试 验 台上。 将水 喷 洒 在 土样 表面上， 用铲 子将水和土壤充分混合，并使用土壤水分测定仪检测土 样中的 含 水 量。 重 复该 过 程， 直 到获得试 验 所 需 的 含 水量，然后用铲子将土样整平。 2.2 压实
100m m，150m m 和 200m m 的压实层厚度。现场压实
实验在一个 5m×5m 的水平试验台上进行。实验程序如
表 3 所示。
表3 试验程序
压实层厚度 压实含水量
（mm）
（％）
压实设备
压实遍数
图 试验台土壤密度测量点图
使用振动平板夯分别在 50mm，100mm 和 150mm 厚的压实层上 压实 2，4，6 和 10 遍 之后获得的土壤 干密度、使用手扶单钢轮振动压实机分别在 100m m， 150m m 和 200m m 厚的压实层上压实获得的结果，以 及使用手扶双钢轮振动压实机分别在厚度为 150m m 和 200mm 的压实层上获得的结果如表 4 所示。
产品 ● 技术 Product & Technology
轻型压实设备压实特性与效果的实验研究
Study on Compaction Characteristics and Effect of Light Compaction Equipment
武警工程大学装备工程学院 徐 冉/XU Ran
摘 要 ：为了研究轻型压实设备的压实特性，以及土壤含水量、压实遍数以及压实层厚度对压实效果的影响，本 文通过现场实验，选择振动平板夯、手扶单钢轮振动压实机和手扶双钢轮振动压实机三类轻型压实设备，对压实厚度 分别为 50、100、150 和 200m m 的路基土进行不同遍数的压实，得到上述三类设备现场压实的含水量—干密度曲线。 结果表明，当使用轻型压实设备进行现场压实时，土壤的最佳含水量要高于实验室击实试验的最佳含水量。据压实特 性曲线建立了关于土壤含水量、压实遍数以及压实层厚度的回归方程，该方程可以用于预测轻型压实设备施工现场的 压实度。
获得更大的强度。 土壤的类 型、 含水量、 压实遍数、 压路机的现场压实和击实试验相比，最佳含水量更低
压实层的厚度，以及压实过程中压实装备的振幅和频 而最大干容重更高 [3]。然而，对于轻型压实设备却没有
率是影响现场土壤密度的重要因素 [1]。
这 样 的 研 究。 因此 本文 通 过 实 验， 探 究 在不同的压 实
关键词 ：压实特性 现场压实实验 手扶振动压路机 振动平板夯 压实效果
压实是通过将被压实材料颗粒更紧密地压缩在一 量是影响压实度的重要因素。由于压实力的较大差异，
起，同时减少空气体积来增加土壤密度的过程。土壤 轻型压实设备和重型压实设备现场压实时的土壤含水
密度的增加可以减少总铺层厚度，降低建筑成本，并 量—干密度曲线并不相似。目前已有研究显示，振动
0.5m 1.0m 0.5m 1.0m 0.5m 1.0m 0.5m
1.5m 1.5m 1.5m 1m 5.0m
1.3 试验程序设计
压 实度 取 决于 每单位体 积 土壤 受 到的压 实力。 能
量输入 越高， 压 实度 越高。 在实 验 室 进 行 击实试 验 的
情况下， 能 量输入 取 决于夯 锤 的 重 量， 坠落 的高度 和
在对桥台背、涵侧、边角转折处、路肩、护坡等公 功和不同的压实层厚度下，使用轻型设备进行现场压实
路路基进行夯实时，由于这些区域太狭窄，无法使用 时土壤的含水量和干密度之间的关系。
重 型 压 实设备如 振 动压 路 机 来 进 行压 实， 因此 各种 类 型的轻型压实设备便广泛使用于这些狭窄区域 [2]。轻 型 压 实设备有 夯 锤、 手 扶 式 振 动压 路 机、 振 动平板 夯 立式冲击夯等类型。