高速铁路路基填料振动压实机理研究
探讨振荡压实技术原理及难点
探讨振荡压实技术原理及难点现有公路建设中，沥青路面的应用较为广泛，相应的产生了诸多碾压工艺及设备。
振荡压路机以其经济实用性及较高的压实质量，被人们广泛使用。
一、振荡压实技术的基本原理及技术难点振荡压实机械的内部振荡轮中，有两部分激振偏心轴，两者以180°的相位差保持同步对称式旋转，且能够保障偏心距和偏心質量的协调。
通过旋转作用力导致的激振力偶来使振荡轮承载交变扭矩出现变化。
在以上过程中，一边给路面造成作用力，一边保持振荡波保持前后方向作用，路面在共同作用力下出现相应的交变剪应变，从而彻底消除空隙。
振荡压实技术的实际应用效果很大程度上会受到系统共振的影响，故而要保障压实质量，就应该确保系统共振及振荡压路机两者间的差距保持一致性。
此外，控制压路机频率时，也应该尽量使其与共振频率保持一致但不在范围内。
在压实作用时，如果压路机频率出现变化，地面接受的能量也会出现波动，导致压实质量下降。
沥青路面公路施工时应用振荡压实技术，能够有效避免压实材料出现过高渗透，有效解决了沥青混合料的氧化问题，其剪切强度与承载力均有效提升，能够使得路面更平整。
二、振荡压实技术在公路沥青路面工程中的实际应用（一）工程概况结合2013年6月，某市为降低交通压力而兴建的一段沥青路面公路为实际案例，该公路总长度约35Km，宽26m，采用（3m+10m+10m+3m）的模式。
公路段所在地区交通密集度较高，周边有较多居民区，气候相对湿润。
从公路承载能力、舒适度、经济因素以及噪音等多方面因素综合考虑，最终选择了沥青路面，并配合振荡压实技术进行施工。
（二）具体步骤沥青路面的整体质量与压实效果密切相关，综合考虑压实机械、碾压次数、碾压速度以及空隙率指标等多方面因素，采取科学合理的压实方法，将具体施工分为三个部分。
1、初压阶段此阶段沥青混合料铺设刚完成，路面温度还较高，通过初步压实能够提高沥青混合料的稳定性。
需要调整合适的压实温度，具体考虑到施工地现场的气温、沥青的黏度等等多方面因素，先选择小部分区域进行铺压试验，再最终确定。
振动振荡压实的技术原理及其应用
振动振荡压实的技术原理及其应用专题综述振动振荡压实的技术原理及其应用赵圣刚自60年代以来,振动技术被广泛地应用于各种材料压实作业之中,各种类型及规格的振动式压实机械,如平板振动夯实机,单轮和两轮振动压路机以及振荡式压路机等都取得了很大的发展.振动式,振荡式压实机械是依靠自身质量及机械振动的频率和激振力共同作用,使被压材料得到压实,因此它具有压实质量好,效率高,节省材料和能源等优点.1振动的技术原理振动压路机按其振动特征可分为非定向振动式和定向振动式两种,见图1.禽非定向振动式定向振动式图11.1非定向振动式非定向振动式钢轮内一般为单偏心轴(见图1),当单偏一tL,轴作圆周运动时,就会产生离tL,力,离心力通过轴作用于钢轮上,引起钢轮振动设偏一tL,轴的质量为m,偏心距为e,偏一tL,轴转速为n,则偏心轴离心力为F=m(2rrn)e.离心力的方向为:由偏tL,轴旋转中-tL,0指向偏tL,轴的质点.由于偏心轴的质点作圆周运动,那么离心力的方向在一个周期内呈放射状,如图2.图2图3为研究方便起见,把钢轮所受离tL,力分解为两个方向的分力F木和F垂(图3)."为时刻离心建辘机械200/f4)力与垂直线的夹角,则:F垂=Feos(+),其中=2rrn;F,g=Feos(oJr一/2),其中叫=2n.按上述公式可以得出分力与时间关系图(见图4).…./F垂直分力时间曲线水平分力时间曲线围4由此可得钢轮在,的作用下,其运动轨迹为上下垂直振动,其振动频率为f=n/60,最大激振力FFm(2r:n).而钢轮在F的作用下,其运动轨迹为水平振动,其振动频率为/=n/60,最大激振力F=F=m(2n)2e.由此可见,钢轮在两相互垂直,大小相等,频率相同的周期外力作用下受迫振动,且相位差为3"m/2,那么合成后的运动轨迹将是一个圆(暂不计重力和材料阻力的影响).由此可知,钢轮对铺料层不仅有上下振动压实作用,而且还有水平单方向上的揉搓作用(这种单方向的揉搓作用可能会导致被压材料的堆积)1.2定向振动式定向振动式钢轮内一般有两根大小相同的偏心轴(见图1),以相同的转速相向转动.由于其相对位置固定,并且两根偏心轴所产生的离tL,力在水平方向上的分力一直是大小相等,方向相反,故合力为零.而在垂直方向上的分力大小相等,方向一致,故合力为:F=2m(2)eel~,(+),其振动频率,=n/60钢轮在这个定向周期力的作用下,其运动轨迹2,.--8.题综述为一条上下直线.由此可知定向振动式钢轮对铺料层只有上下振动压实作用,没有非定向振动所具有水平单方向的揉搓作用.2振荡技术原理所谓振荡压实就是利用钢轮的扭振力矩施加于材料一个水平方向上的交变剪切力.这个扭振力矩实际上是一个水平方向上的周期性外力作用着钢轮,使钢轮作振荡运动(见图5).周5从图5和图1中定向振动的形式可以看出,如果把定向振动的双偏心轴偏转9ff,振动轮就变成了振荡轮.设偏心轴质量为m,转速为n,偏心距为e,则:振动频率:,=n/60,偏心力:F:2m(2)ec0s("+rr/2),其中:2,最大激振力:F:2m(2r:n)e.由图5可知,钢轮只受水平方向周期偏心力的作用,其运动轨迹是一条水平方向往复直线(即振荡运动),所以钢轮不离地面.3振动与振荡技术的应用由上可知,振动与振荡的根本区别是钢轮振动方向不同,前者为垂直方向的振动,后者则为水平方向振动(即振荡),但导致的使用效果却截然不同.垂直方向的振动越大,对地面的振动质量就越大(M+F/G),影响铺料层的深度就越深,特别适合路基及较厚的铺料层压实而对沥青混凝土面层或在压实终了时,就会造成整体强度下降.水平方向的振荡是利用钢轮自身质量与钢轮水平方向的揉搓对铺料层共同作用的,由于钢轮不离地面,可防止压碎骨料.水平揉搓有利于提高面层的平整度22和密实性,并且其消耗的功率较小,约为振动压实的50%左右,但其影响深度比振动压实小,较适于沥青混凝土面层和终了压实.既然振动压路机和振荡压路机各有其优点,那么把振动和振荡功能同时集中于一个钢轮内,并根据不同类型和厚度的铺料层而作相应转换,就可使压路机的工作一直处于最佳状态,能量消耗最少,压实效果最好这在实际工作中是完全行得通的, BONAG(宝马)"智多星"压路机就是采取科学方法,通过液力装置来控制双偏心轴偏转角度来实现的(见图6).0<d<90Ⅱ=90图6通过图6可列出两个分力的公式.双偏心轴的最大偏心力在垂直方向的分力:Fl2m(2~rt)eoo~a;水平方向的分力:F22m(2rrn)esina.其中.为双偏心轴的偏转角度.由上述公式可知:a越大,越小,越大,即钢轮的振动质量越小(即振幅越小),则钢轮的振荡激振力就越大.当a:90~时,为零,最大,即钢轮作纯振荡运动.这种调节双偏心轴偏转角度的方法,不仅可以实现振动与振荡形式之间的转变,而且可以无级调幅.更为科学的是,在压路机上安装自动压实系统后能根据材料密实度的变化自动选择正确的振幅并输出最佳的激振力.其工作原理如图7.图7国内压路机很少同时具有振动和振荡两种功能,即便有也是通过改变振动马达的旋转方向来改(下转57页)建筑视槭0O.lf4}甲冒图4O5070作,常开触头19KI闭合,打开14S2,继电器14K10和14K11正常工作,振筛电机正常工作,所以这种改造不影响筛分状态的工作.2骨料提升机电控系统的改造骨料提升机控制电路图如图5所示.将选择旋钮22S1转到不筛分状态,即22S1断开状态,振筛闰5使用维修圈6电机不工作,即14K10断开.打开15S3,继电器15K2也无法工作,骨料提升机也就打不开.这时只要将19K2常开触头并联到14K10两端即可,改造后如图6.其原理为:将旋钮22S1转到不筛分状态,继电器19K2有电工作,19K2常开触头闭合. 打开15S3,通过闭合的19K2,继电器15K2正常工作.如果选择筛分状态,19K2断开,按原电路图线工作.3安全问题拌合设备在工作运行中,安全至关重要,尤其是电器保护系统.在此改造中,我们只是在保证两种状态都能正常工作的局部改造,并没有改动它内部的自我保护系统,所以不影响整机的工作安全. 黎德挂,陈峙福,吴金岭,玉珍.济南公路局工程处~50(Y22济南市济微路83号收稿H期:2001—0l一∞编辑雒泽华(上接22页)变活动偏心块相对固定偏心块的位置而实现的这种方式必须等振动马达停止后才能转换,所以转换不平稳,难以实现自动化.此外改变振动轮振幅的方式有好几种,大部分厂家采用的是改变振动马达的转速或改变偏心块的偏心距的方法来实现的.宝马公司通过改变定向偏心轴的方向从而改变了垂直方向上的分力大小,实现调幅目的.这种方式结构简单,调幅过渡平稳,而且可以无级调幅更为科t筑枕械2o01(4/学的是,振动一调幅一振荡是一系列连贯动作,再配上自动压实系统,构成了一台很完美的振动一振荡压路机宝马公司的科学设计,新颖构思,很值得国内厂家学习.参考文献1杨光编.筑养路机械人民交通出版社2都桐生编.理论力学.高等教育出版社赵云别,邯郸卉交通局设备管理处.056001河北邯郸陵园路19号收稿H期200o一12一掘鳊辑雒泽韭57。
高速铁路路基填料质量对压实质量的影响分析
高速铁路路基填料质量对压实质量的影响分析摘要：高速铁路路基填料质量对路基压实质量起着重要作用。
根据我国高速铁路路基压实标准要求，以及铁路行业填料分类现状，分析了高速铁路路基填料的颗粒粒径、颗粒粒径级配、填料强度、填料物理性能对压实质量的影响；提出了高速铁路路基填筑前，应对填料的粒径级配及强度指标提出要求，完善路基填料分类标准的建议。
关键词高速铁路路基填料压实质量1 概述为了保证铁路路基有较好的力学性能和长期稳定性，近十多年来，特别是从秦沈客运专线铁路建设开始，我国已把铁路路基当做土工结构物工程对待，在压实标准、填料质量及检测方法等方面，都有不少突破和提高。
就路基填料而言，原客运专线铁路路基相关标准规定基床底层填料粒径不应大于100mm，基床以下路堤填料粒径不得大于150mm；《高速铁路设计规范（试行）》（TB 10621-2009）规定，路基填料最大粒径在基床底层应小于60mm,在基床以下路堤内应小于75mm。
路基填筑的理想填料是水稳性和级配良好的粗粒土。
根据线路等级和路基填筑的部位，国内外对路基填料的选用都要有具体要求。
2 铁路行业填料分类现状普通填料按颗粒粒径分巨粒土、粗粒土和细粒土；根据颗粒组成、颗粒形状、细颗粒含量、颗粒级配、抗风化能力等，巨粒土、粗粒土填料可分A、B、C、D 组。
《铁路工程岩土分类标准》（TB10077-2001）对于填料的粒径级配的划分，是根据填料的粒径级配曲线，确定不均匀系数Cu（Cu=d60/d10）和曲率系数Cc（Cc=d230/d10 •d60）进行划分的。
当Cu不小于5 ，Cc等于1～3时，属于级配良好；当Cu小于5，Cc不在1～3之间时，填料的粒径级配范围窄或级配曲线不连续，属于级配不良。
不同国家、不同行业对于填料的粒径级配划分的标准有所不同。
高速铁路对路基填料的材质、粒径级配及水稳定性有较高的要求。
在勘察设计阶段，往往对于填料材质较为重视，而对于填料的粒径级配重视不够，因此应结合料场具体情况进行可压实性能分析及试验，提出具体填料制备工艺。
路基工程振动碾压施工(3篇)
第1篇一、振动碾压施工原理振动碾压施工是利用振动压路机产生的振动能量，使土体颗粒产生相对位移，从而实现土体密实的一种施工方法。
振动压路机通过发动机带动振动轮产生高频振动，使土体颗粒在振动力的作用下产生相互挤压、滚动和滑动，使土体孔隙减小，提高路基的密实度和强度。
二、振动碾压施工流程1. 施工准备（1）测量放样：根据设计图纸，确定路基中线、边线和标高，进行测量放样。
（2）清表整地：清除路基表面的杂草、杂物、树根等，平整场地。
（3）土方填筑：按照设计要求，分层填筑土方，确保路基厚度符合要求。
2. 振动碾压施工（1）选择合适的振动压路机：根据路基类型、厚度和土质等因素，选择合适的振动压路机。
（2）确定碾压遍数：根据土质、路基厚度和设计要求，确定碾压遍数。
（3）碾压顺序：按照先低后高、先两侧后中间、先路基边缘后中央的原则进行碾压。
（4）碾压速度：根据土质和碾压遍数，控制碾压速度，确保碾压效果。
（5）碾压质量检查：在碾压过程中，对路基表面进行平整度、高程和压实度等质量检查。
三、振动碾压施工注意事项1. 确保土料质量：选用符合设计要求的土料，避免使用含水量过高、有机质含量过高的土料。
2. 控制填筑厚度：根据土质和压实要求，合理控制填筑厚度，避免过厚导致压实效果不佳。
3. 适时调整碾压遍数：根据土质和压实要求，适时调整碾压遍数，确保路基密实度。
4. 注意碾压顺序：按照先低后高、先两侧后中间、先路基边缘后中央的原则进行碾压，确保碾压均匀。
5. 检查碾压质量：在碾压过程中，对路基表面进行平整度、高程和压实度等质量检查，确保路基质量。
四、振动碾压施工优势1. 提高路基密实度：振动碾压施工能够有效提高路基密实度，提高路基的承载能力和稳定性。
2. 短缩施工工期：振动碾压施工速度较快，能够缩短施工工期。
3. 降低施工成本：振动碾压施工设备投资较小，施工成本较低。
4. 环保：振动碾压施工过程中，振动能量能够有效排除土体中的空气和水分，降低扬尘污染。
振荡压实技术在公路施工中的应用解析
振荡压实技术在公路施工中的应用解析就目前我国公路沥青路碾压工艺施工方面，有着不同的施工工艺，所使用的机械设备也不是一样的，这些施工工艺本身也存在一定的不足。
例如振动压路机压实性能强，具有一定的经济效益，但是对于被压材料会产生或多或少的损坏，在桥梁施工中表现更为明显。
振荡压路机随着科技的发展成功的研制而出，不仅补足了振动压路机各个方面的不足之处，本身的压实性能强，压实过后的路面使用年限长，性能也十分完善。
1关于振荡压实技术1.1振荡压实技术的原理振荡压实技术的原理通过三个要素进行分析：第一、当地面与振荡压路机存共通的系统共振，当共振效果好，压实效果就佳，当共振效果不强，那么压实效果差。
第二、振荡压路机频率设计与地面之间的共振相对接近，但是本身它的设计频率并没有地面共振频率之中，主要还是因为振荡压路机频率在过度的情况下，与地面所产生的能量为减弱，共振效果不明显。
第三、共振在某一程度也会对路面的平整度，以及使用寿命，机械等都会产生的一定影响。
这样的共振效果对于操作也增加了难度。
1.2振荡压实技术的效果振荡压实技术通过以下几个方面进行体现，第一、减少附加压实，增加压实效果。
第二、渗透性减弱，使压实更具有效果。
第三、有效遏制沥青混合料的氧化作用。
第四、剪切强度到位。
第五、平整度强，对于路面压实而言这十分重要。
2公路沥青路面施工中振荡压实技术的影响因素2.1沥青的厚度通常情况，沥青厚薄铺层对于压实效果有着决定性作用，达到一定的厚度可以延长保温时间，充分给予碾压时间，而薄的铺层温度散得快，能给予的碾压时间少。
同时，最大公称料之间的整合度要达到高度统一，这样对于沥青路面结构层及混合料的要求十分高，沥青混合料的铺层所产生的厚度不能小于混合料最大公称料径3倍。
如何铺层厚度不够，离析现象会时常发生，压实就显得十分困难，集料压碎不佳，从而导致路面压实效果差，工程进度缓慢，质量不佳等一系列连锁反应。
2.2施工材料的性质振荡压实技术受施工材料的影响，这些影响会极大的影响了整体工程的进度及质量。
高速铁路路基压实质量探析
高速铁路路基压实质量探析一、路基压实的意义高速铁路路基在施工过程中通过挖、运、填等工序，土料原始天然结构被破坏，呈松散状态，为使铁路路基具有足够的强度和稳定性，必须进行人工及机械压实使其呈密实状态。
利用碾压机或强夯等机械设备对路基填料进行压实时，使三相填料中土的团块和土的颗粒重新排列，互相靠近、挤紧，使小颗粒土填充于大颗粒土的空隙中，使空气逸出，从而使土的空隙率减小，单位体积的重量提高，形成密实整体，内摩擦力和粘聚力增加，使路基强度增加，稳定性提高。
通过室内试验和众多铁路路基的调查均说明，土体经过压实后，使土基的物理力学性质得到极大的改善。
压实度良好的路基强度高、抵抗变形的能力大，可以避免自然沉降或高速列车行驶作用下路基产生进一步压实和沉陷；压实密实可以明显地减少土体的透水性，减少毛细水的上升高度和饱水量，增加其水稳定性，能在一定程度上防止冬季结冻期间土体的水分积聚和春融期路基软化，从而为路基的正常工作和列车高速行驶创造有利条件。
所以路基的压实工作是路基施工过程中的一个重要工序，是保证铁路路基强度和稳定性的根本措施之一。
二、影响压实质量的因素根据试验研究结果，土的压实过程和压实质量受多种因素的影响，对于具有塑性的土，影响压实质量的因素有内因和外因两方面，内因主要是填料的含水量、性质等，外因指压实功、压实设备和压实方法等。
2.1含水量对压实的影响通过击实试验，我们知道干密度是作为表征土体密实度的指标，在同等压实功作用下，一定含水量之前土的干密度随含水量增加而提高，这主要是因为水在土颗粒之间起润滑作用，土颗粒间阻力减小，压实时土粒易于移动挤紧，空隙减小，干密度得以提高。
干密度达最大值后，含水量再继续增大，土中空隙被过多的水所占据，含水量愈大占据的体积愈多，压实时不能压缩，更不易被挤出，而水的密度较土颗粒低，因此土的干密度随含水量增加而降低。
压实时如控制土的含水量为最佳含水量时，则压实效果最好，耗费的压实功最轻。
论路面振动压实的机理及施工需注意的问题
论路面振动压实的机理及施工需注意的问题[摘要]路面施工若采用振动压实可大大提高路面的密实度，特别是对路基路面压实可收到事半功倍的效果，本文论述了震动压实的机理及其影响因素和施工中需注意的问题。
[关键词]公路路面震动压实压实机理效果压实的目的是提高混合料的的强度、稳定性及抗疲劳性。
压实工作的主要内容包括压路机的选型与组合，速度、变数、压实方式的确定，特殊路段的压实（弯道和陡坡处）。
振动压实对密实混凝土是十分有效的。
在一些以表面振动为主要密实手段的水泥混凝土路面施工中，特别是由某些仅采用振动梁作为密实装置的水泥混凝土摊铺机所铺筑的路面，在混凝土铺层内却存在着密实不足的现象，严重地影响了道路工程的质量。
从铺层的断面看，密实不足区域是从铺层的下部向上方延伸，呈下松上实的状态。
排除因施工管理、操作不当等人为因素造成的影响，表面振动的有效作用深度不能满足混凝土铺层的厚度要求，是该问题的主因。
震动压路机分为自行式单论压路机、窜连震动压路机及组合式震动压路机等三种，根据不同类型的路面来选择，碾压混凝土路面是70年代在美国和加拿大发展起来的，是使用震动压路机进行碾压和震动达到密实的一种含水率低，塌落度为0的水泥混凝土路面。
一影响震压砼密实的因素（1）震频率及振幅砼混合料的振动液化作用与振幅A、震动频率F的平方、振动加速度amax 成正比，与震动波在混凝土中的转播速度V成反比，对于一定的混凝土混合料，振幅与频率应选得一致，振幅过小则粗颗粒振不动，使振实速度慢，甚至得不到密实的混凝土；振幅过大会使震动转化为跳跃，振实效果低，混合料出现分层，并在跳跃过程中吸入空气，密实度降低。
频率过小震动衰减大，采用高频率震动可以使胶凝材料颗粒产生较大的相对运动，有利于提高振压混凝土的密实度。
（2）振动时的压重在震动压路机的频率和振幅一定的情况下，震动时的压重对混合料的密实度有影响，影响混合料液化过程的快慢。
这是因为振压混凝土是一种含有少量液相的固体散粒料体，随着震动时压重的增大，对混合料的冲击作用加强，散粒提更易于聚集在一起，便于震动波的转播。
振动压实技术在公路路面中的应用分析
振动压实技术在公路路面中的应用分析摘要在公共交通枢纽的建设中，公路作为重要的交通运输枢纽，其质量安全关系重大。
垂直振动压实技术在公路建设中的应用，在公路路基压实的质量和效率等各个方面都显示其独特的优势。
本文对振动压实技术在公路路基中具体应用参数进行分析，阐述此技术在路基压实效能上的重要作用。
关键词路基压实；激振器；圆周振动；垂直振动0引言公路建设作为我国重要的交通基础设施建设，对其施工质量有严格的要求。
而公路路基的压实在公路建设中起到关键的作用。
振动压实技术在现今公路建设中被广泛的应用。
激振器作为压实设备上安装的核心机械装置，在被作用的物体上产生激振力，使物体具有产生形态和大小的变化。
本文即对振动压实的技术原理和振动压实机械的主要技术参数在公路中的应用及效能影响进行研究分析。
1 振动压实技术原理的概述振动压实技术工作原理就是安装在压实机械设备上的激振器装置的频率达到一定程度的时候，其产生的激振力作用在铺层的土石颗粒上，引起土石颗粒产生振动；在这个过程中，颗粒之间存在的粘结力和摩擦力等作用力被减弱；在受到包括激振力和正压力以及设备和颗粒的重力等结合力在垂直方向上的作用之下，土石颗粒之间的水和空气被排除出来，缝隙消除；颗粒在互相挤压的作用之下，更加紧密均匀的排列。
2 不同工作形式的激振器压实效能分析2.1 圆周振动激振器的压实效能在压实机械中装置的圆周振动激振器多以单偏心轮进行回转振动，离心力呈圆周回转并离回转中心较远。
在进行路面压实操作的时候，圆周振动激振器的的作用力除了具有垂直方向的工作激振力外还存在水平方向的干扰力。
压实部件在这种水平方向的力的影响下发生摆动，使其在进行垂直方向的压实作用以为受到了干扰而有所减弱，同时给周围的环境带来一定的危害。
压实设备采用这种振动形式的激振器，因为受到激振器作用时的摆动的影响而使设备的运行不够平稳，其工作效率也相应的较低。
但是尽管圆周振动激振器存在上述的不足，但其仍然存在一些优点：首先，其使用技术在行业内具有认知的广泛行，可以相互借用，降低成本，减少资金的投入。
高速铁路路基连续压实控制指标与控制机理研究
（ 抽样点检验不一定能控制好 路基整体性能 的均匀性 ， 在检验不 到的薄弱 区域 ，在 ４） 存 运营期容易引起轨道板的断裂 ，给列车的高速行驶带来安全 隐患 。 鉴于常规控制存在 的问题 ，出现 了一类利用振动压路机在碾压过程 中的动态响应信息进行
压实质量连续控制的技术 ，可 以对路基进行“ 的压 实质量控制 ，实现碾压全过程 的连续监控 ， 面” 是解决上述 问题的一种有效方式 。根据对振 动压路 机响应信息处理方式 的不 同 ，形成了不 同的
控制指标 和相 应的控制体系 。 目前 国际上 以瑞 典和德 国为代表 的连续压 实控制 系统已应用于各
种填筑工程 的压实过程控制 中。 但既有连续 压实控 制技术受控制指标 的限制 ，其适用 范围都 有一定 的局限性 。瑞典控制指 标及相 应的控制系统 比较适用 于填料 粒径 较细的情况 ；德 国控制指标及 控制系统对填料粒径 限 制较少 ，但需要装载在特定压路机上 配套 出售 ，形成价格 昂贵 的垄 断产 品 （ 载连续压实控制 装 系统 的压路机售价大约是 国产普通压路机 的 １ ０倍 ） 。基于上 述原 因 ，这类技术 目前在我 国高速 铁路 以及高速公路建设 中很少使用 。因此研究一种具有 自主知识 产权 、能够适用于多种填料 、
致控制指标 Ｃ ＭＶ失真 。日本建设省 土木研 究所曾对瑞典技术进行过较细致的研究 ， 结论是 ： 该 “
方法对含有较 多细颗粒 的材料 在某种程度上是 有效的 ，而对 于堆石 料等粗粒坚硬材料 ，用其进 行压实控制和管理 尚存在一些 问题” 。德 国的 Ｅ 是一个 捆绑在特定压 路机上 的指标 ，对普通振 动压路机不适用 ，在路基碾压终 了 （ 弹性状 态 ）时使用效 果 比较好 。
模 量 （ ） Ｅ２ 进行标定 ， 得到可信 的相关关 系后再进行连续控制 。 国的连续压实控制技术在 ２ ０ 德 ００ 年 以后 逐渐由谐 波比指标改 为力学指标 ，目前控制指标 采用的是动态模量— — ，这是一个将 Ｅ
公路沥青路面施工中振荡压实技术的运用探析石青
公路沥青路面施工中振荡压实技术的运用探析石青山东磐石公路工程有限公司山东曹县 274400摘要：随着公路沥青砼路面机械化施工的迅速发展，各个环节中的技术运用越来越成熟，在公路沥青路面施工过程中，路面的振荡压实对于公路路面的稳定性和平衡性来说，是非常关键的一步。
路面压实也是路面施工的最后一道程序，其中，常用的压实技术为振荡压实。
本文主要介绍振荡压实的原理、技术要点，分析振荡压实达到的路面效果，振荡压实过程中对于公路沥青路面的质量控制及振荡压实技术中沥青混合料接缝碾压技术的运用的探析。
关键词：公路；沥青路面；施工；振荡压实；应用1.振荡压实技术简介公路沥青路面在进行压实之前，可以看到很多的缝隙，缝隙的裂合影响了路面的平整度。
振荡压实技术目前被广泛的运用在公路沥青路面的施工过程中，主要的作用是压实路面，提高路面的平衡度和稳定性，保证施工的良好效果。
本文主要对振荡压实的原理及其技术要点进行简单的梳理，旨在为振荡压实技术进一步的完善和发展做出贡献。
1.1振荡压实技术涉及到的技术原理振荡压实不同于原来的路面压实技术，具有不同的原理。
振荡压实技术在轧路过程中是采用压路机进行的，振荡压实方法采用的压路机有卧轴式和垂直轴式两种。
卧轴式即在平行于路面的情况下给予压路机的重量，压实路面。
垂直轴式即在垂直于路面的情况下给予压路机的重量，进行压实过程。
垂直轴式振荡压实因为压实的面积小，但是作用力更大，所以，路面的压实效果就越好。
卧轴式虽然作用力相对小一些，但是压实路面的面积较大，可以提高压实路面的效率。
所以，振荡压实压路机的原理是将两者综合使用，既可以达到压实路面的良好效果，也可以提高效率。
1.2振荡压实技术的技术重点在进行公路沥青路面振荡压实过程中，振荡压实技术的要点就在于共振的产生。
共振的目的是让路面的向下运动和压路机的向下振动同步，使之作用力达到最大，压实的效果才是最好。
共振的主要影响因素是振动频率和共振频率，如果压路机的振动频率和共振频率一致，就可以体现出振动压实的优越性。
土的压实性能及振动压路机的压实机理研究
土的压实性能及振动压路机的压实机理研究工程中广泛用到填土。
如路基、堤坝、飞机跑道、平整场地修建建筑物以及开挖基坑后回填土等。
这些填土都要经过压实,以减少沉降量,降低透水性,提高抗剪强度。
影响填土压实效果的因素很多,但最重要的是含水量、压实功能、土的种类和级配。
因此,填土施工前应通过室内击实试验,选择压实性能良好的土料,并确定该土可能达到的最佳密实度(以干密度表示)范围与相应的含水量值,为填方设计合理选用填筑含水量和填筑密度提供依据。
1土的压实性能在研究车辆的牵引性能、行驶阻力及压路机的压实理论时，必须分析土的压缩变形特性。
由于土是固体颗粒的集合体，具有碎散性，因而土的压缩性比钢材、混凝土等其它材料大得多，并具有下列两个特点。
1）土的压缩变形主要是由于孔隙的减小所引起的。
土是三相体，土体受外力引起的压缩包括三部分：①土粒固体部分的压缩；②土体内孔隙中水的压缩；③水和空气从孔隙中被挤出以及封闭气体被压缩。
一般认为土的压缩是由第三项孔隙减小产生的。
2）饱和土的压缩需要一定时间才能完成。
钢、混凝土等材料受压后，其压缩在瞬时内即已完成。
饱和土的压缩就不同，由于饱和土的孔隙中全部充满着水，要使孔隙减小，就必须使土中的水部分挤出，亦即土的压缩与孔隙中水的挤出是同时发生的。
途中水的部分挤出需要一定时间。
土的颗粒越粗，孔隙越大，则透水性越大。
因而，土中水的挤出和土体的压缩有关。
粘土颗粒很细，则需要很长时间，这个过程叫做渗流固结过程，是土区别于其他材料压缩性的有一特点。
此外，土是一种弹塑性材料，这种变形随时间而持续的现象，称为蠕变。
土的击实性是指土在反复冲击荷载作用下能被压密的特性。
击实土是最简单易行的土质改良方法，常用于填土压实。
通过研究土的最优含水量和最大干密度，来提高击实效果。
最优含水量和最大干密度采用现场或室内击实试验测定。
在工程建设中，经常遇到填土压实的问题，例如修筑道路，堤坝，飞机厂，运动场，挡土墙，埋设管道，建筑物地基的回填等。
高速铁路路基填料试验
高速铁路路基填料改良的实验北京铁路建设集团有限公司李国琪摘要：在膨胀土中掺入一定数量的熟石灰，生石灰，水泥等形成的改良土，其性能有一定的改善，尤其以生石灰的改良效果最好。
加入掺合料的改良土，其塑性指数减小，粘粒含量降低，膨胀性降低，强度提高，尤其是抗水性能有极大的改善。
关键词：高速铁路路基填料改良试验1、概述众所周知，铁路路基长期经受着列车动荷载的作用和水文气候变化的影响，特别是基床土为粘性土时，土质为不良土，极易形成基床病害，后患无穷。
因此，在TBJ1—99《铁路路基设计规范》中对粘性土基床的土质规定了明确的标准，即“在年平均降水量大于500mm地区，其塑性指数不得大于12，液限不得大于32%”但是，在我国的不少地区，尤其是多雨地区，上述标准的粘性土常常并不多见，而一些高塑性，高液限的粘性土或膨胀土却分布很广。
在此地区修筑铁路路基时，就必须采取适宜的施工方法对基床进行妥善处理，以便减少路基建成后产生的基床病害。
在建中的秦沈高速铁路及拟建中的京沪高速铁路要求比现行的铁路技术更高，特别是对路基的最终沉降量的控制更高，更严。
要做到这一点，就必须保证路基填料的质量。
而实际上线路所经好多路段的土质都具有弱裂隙土性质，按《铁路路基设计规范》要求属于D级填料，不能直接用于填筑路基，如果沿线砂源缺乏的话，路基填料的选择将十分困难。
因此为了不打无把握之仗，为了适应铁路建设的更新改造，我们拟进行了填料改良优化试验，现仅就本次试验的室内方法和改良土的性质变化进行简要介绍。
2．室内试验方法本次试验选用了熟石灰，生石灰，325#普通硅酸盐水泥作为掺合料，采用了3种配合比，分别为3%、5%、7%，并进行了同一配合比下，不同龄期的强度试验。
试验项目为物理性，粒度分析，击实,湿化，无侧限抗压强度（不浸水，饱和），膨胀性等项目。
2. 1 制样的技术要求2．1．1为了增加拌合效果和适应以上各试验项目的制样要求，扰动样均采用风干后碾碎，过0.5mm筛，再制成各种试件。
高速公路路基压实机理及质量控制探讨
高速公路路基压实机理及质量控制探讨本文结合工程实际，对高速公路路基压实的意义、机理、影响压实的主要因素及质量控制措施进行了分析和论述。
标签：高速公路；路基；压实度；质量控制；探讨1.引言在一些高速公路上，常出现道路沉陷、变形、开裂、翻浆等病害，产生的原因有路面方面的，更有路基方面的问题。
路基是路面的基础，与路面共同承受行车作用传递的荷载，没有坚固稳定的路基，就没有稳固的路面。
保证路基的压实度和稳定性是保证路面强度和稳定性的重要先决条件。
只有对路基进行充分压实达到规定要求的压实度，才能保证路基的强度和稳定性，从而保证路面的正常使用，因此路基压实具有重要的意义和作用。
2.路基压实的机理土是三相体，土粒为骨架，颗粒之间的孔隙被水分和空气所占据，土在压实过程中，因土粒受到瞬时荷重或振动力的作用，使土粒重新调整位置重新组合，彼此挤紧，较小颗粒被挤入较大颗粒之间的孔隙中去，颗粒位置转移稳定，孔隙缩小，土的单位重量提高，形成密实的整体，从而致使强度增加，稳定性提高。
3.影响路基压实的因素3.1土的含水量路基压实过程中，当土的含水量小于最佳含水量时，水起润滑作用，土粒间摩阻力减小，施加外力作用后，孔隙减小，土粒易于被挤紧，所以随含水量的增加干密度增大。
当土的含水量大于最佳含水量时，虽然土的内摩阻力还在减小，但单位土体中的空气体积已减到最小限度，而水的体积却在不断增加，由于水是不可压缩的，且水比土粒轻，因此在同样压实功作用下，土的干密度逐渐减小。
只有在最佳含水量时，土粒排列最紧密，相对位置最稳定，最易获得最佳压实效果。
所以路基施工中，选用最佳含水量及相应的最大干密度作为控制土基压实的指标，施工中严格控制和掌握最佳含水量是能否保证土基压实的关键。
3.2土质的选择土质对压实度的影响很大，土质不同，最佳含水量和最大干密度不一样，分散性（液限、粘性）较高的土，最佳含水量较高，最大干密度较低；砂土因其颗粒较大，呈松散状，水分易于散失，所以最佳含水量的概念对其没有太大的实际意义，然而没有足够的含水量，砂土的压实又是很困难的；亚砂土和亚粘土的压实性能较好，而粘性土的压实性能较差。
填料的压实机理
填料的压实机理对于填方路堤，不论填料是土夹石、石夹土还是土石混填，要想把填料压实，就得想办法将土粒之间的孔隙减小、孔隙比减小、填料的密度增大。
其结果是，在荷载的作用下路堤沉降量减少，填料的强度得到提高，透水性降低，力学性质得到改善，这也直接影响路堤流变变形的参数确定。
所以在道路、铁道、堤防、填海造田等的填方工程及重力坝的筑造等工程中，填方的压实都是一个重要的课题。
路堤填筑时，影响填料压实度的因素有：①天气太干燥或遇到连续雨水天气都可能导致对填方土体的最优含水率控制不力；②一些暗埋式构造物处，因构造物长度限制使路基边缘不能超宽碾压，致使路基边缘压实度不够；③有些超车道与行车道拼接段不是同步施工，且拼接处理不好；④考虑到施工安全和进度，压力或压力作用时间不足；⑤当路堤施工到一定高度以后，路基边缘土体往往存在压实度不足的问题。
压实研究最初是针对黏性土的压实，黏性土的压实主要靠颗粒及其吸着水膜的弯曲、畸变及颗粒的重新排列来完成；无黏性土和碎石的压实主要靠颗粒重新排列和颗粒接触点局部破碎来完成。
土石料压实的起源虽可远溯至战国时期，据我国《管子·度地》中记载，战国时期，修筑黄河堤防的民工使用的工具中有筑（相当于现代的夯）。
但直到20世纪30年代才逐步建立了压实理论。
由于当时大型土坝的出现，促进了压实理论和技术的迅速发展，填方压实质量的控制技术也有很大的提高。
美国加州公路处最早研制了击实仪，并在1929年确定了用击实仪来求填土的最佳含水率wopi 和最大干密度ρdmax。
1933年美国加州供水局工程师Proctor发表了“土的击实基本原理”，总结了道路工程和洛杉矶市修筑土石坝的经验，提出了标准击实仪及室内试验方法，推动了填土压实质量控制技术的研究与发展。
在外力作用下土的压实机理可以用结合水膜润滑及电化学性质等理论来解释，一般认为：（1）对于黏性土，含水率较低时，由于土粒表面的结合水膜较薄，土粒间距较小，粒间电作用力就以引力占优势，土粒相对位移阻力大，在击实功能作用下，比较难以克服这种阻力，因此压实效果就差。
公路沥青路面施工中振荡压实技术的整合运用研究
公路沥青路面施工中振荡压实技术的整合运用研究公路沥青路面的施工中，振荡压实技术是一种新兴的施工技术，它具有施工速度快、压实效果好、材料利用率高等优点。
本文将围绕着公路沥青路面施工中振荡压实技术的整合运用展开研究，探究其施工中存在的问题，提出解决方案。
一、振荡压实技术的介绍振荡压实技术是指在路面铺装沥青混合料之后，使用振荡板对路面进行压实，以达到密实度和平整度的一种新型路面压实技术。
它与其他压实技术相比，不仅可以提高路面的稳定性和耐久性，而且在施工速度和性能方面都有很大的优势。
因此，在公路工程中应用振荡压实技术具有很大的意义。
振荡压实技术在实际施工中可以实现材料的高效利用，因为压实过程中振荡板的强烈震动可以让沥青混合料快速充填到最密实状态，大大缩短了压实时间，有效提高了施工效率。
但是，同时也存在着一些问题。
目前，振荡压实技术对于油石比、碾压次数等参数设置不是很成熟，需要进一步研究和探索。
此外，由于振荡压实技术具有很强的振动能力，可能会对周边环境和人体健康造成一些潜在危害，需要考虑在施工过程中的环保措施与人员安全防护。
三、解决方案探讨针对振荡压实技术应用中存在的问题，我们可以提出以下方案：1、加强技术标准制定。
相关部门可结合施工实际，制定出更为细致的技术标准，包括油石比、碾压次数等参数设置，以达到施工效果更为优良。
2、加大环保投入。
在施工时，可以采用隔音隔振设备，减少振动对人体、机械与周边环境的影响。
同时，也可以在施工现场设置防护网，降低噪音和粉尘的扩散，保护现场工作人员和周边环境。
3、培训相关技术人员。
振荡压实技术是一种新兴的路面压实技术，在目前的应用中，技术人员的水平参差不齐。
因此，我们应加大培训力度，提高技术人员水平。
只有技术人员达到一定的水平，才能更好地保证工程质量。
综上，公路沥青路面施工中振荡压实技术的整合运用，具有很大的发展空间和潜力。
在应用过程中，我们需要持续地探索和创新，发挥技术创新和人才引领的作用，不断提高施工效率和质量，为公路工程的可持续发展做出更大的贡献。
公路沥青路面施工中振荡压实技术的运用探析 焦晓磊
公路沥青路面施工中振荡压实技术的运用探析焦晓磊发表时间：2018-06-13T10:25:49.233Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第1期作者：焦晓磊[导读] 公路沥青路面施工中采用振荡压实技术，是应用振荡压路机以震荡的手段提高路面结构性能。
天津市公路处天津市 300170摘要：公路建设对于我国现代城市的建设来说是十分重要的，公路沥青路面施工过程中，路面压实工作是整个路面铺设过程中至关重要的一项环节，它影响着整个路面的质量和路面的使用寿命。
本文论述了振荡压实技术的技术原理，阐述了在振荡压实技术运用过程中注意质量的控制，并分析了振荡压实技术在公路沥青路面施工中的运用及注意事项。
关键词：公路沥青路面；振荡压实技术；运用公路沥青路面施工中采用振荡压实技术，是应用振荡压路机以震荡的手段提高路面结构性能，使路面的各项性能有所提升，包括路面的平整度、强度和密实度等，都对路面使用寿命起到一定的决定作用。
施工单位在进行公路沥青路面施工时，要合理应用振荡压实技术以控制好施工质量，使公路沥青路面的整体质量有所提升。
一、振荡压实技术的技术原理振荡压实技术的技术原理是通过振荡压路机在使用过程中的振动频率进行调整，保证震荡压路机的振荡频率可以有效的达到压路机行驶运转过程中，振荡压路机与沥青路面之间的系统共振频率的要求，从而使地面在振荡压路机的振荡频率下，实现共振。
并在这一过程中，充分调整路面土壤中的相关组成结构和嵌挤性质，通过车辆压实最终有效的达到提高沥青路面结构强度及耐久性的目的。
需注意的是，振荡压路机在使用的过程中，需要调整的压路机频率应保持在接近系统共振的范围内，但不在共振的频率范围内，避免因过高的共振频率导致传递的振动能量较少，从而出现震动效果降低的现象。
具体来讲，振荡压实技术在公路沥青路面施工过程中的应用，能够有效的为沥青路面提供足够的剪切强度，同时有效的避免沥青路面施工过程中，出现沥青混合料过度氧化的情况，对沥青路面的整体平整度和耐久性都有着十分重要的意义。
高速铁路级配碎石填料振动压实劣化机制研究
高速铁路级配碎石填料振动压实劣化机制研究肖宪普;谢康;李新志;郝哲睿;李泰灃;邓志兴【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2024(21)5【摘要】揭示振动荷载下高速铁路路基级配碎石填料压实劣化的影响机制对提高路基服役性能具有重要意义。
首先,采用智能振动压实仪开展级配碎石填料振动压实试验,探究级配碎石填料物理指标干密度ρd、力学指标动刚度K与振动压实劣化的相关性;其次,对不同振动压实阶段的级配碎石填料进行X-CT(X-ray Computed Tomography)扫描试验,揭示级配碎石填料振动压实劣化的主控因素;最后,基于劣化主控因素建立不同劣化程度的高精度三维振动压实离散元模型,探究级配碎石填料压实劣化与主控因素的内在联系,进而深入揭示级配碎石填料振动压实劣化的细观机制。
研究结果表明:振动压实过程中,可通过动刚度K曲线的“拐点”表征级配碎石填料振动压实劣化状态;通过X-CT试验明确级配碎石填料振动压实劣化的主控因素为粗颗粒研磨破碎,进一步提出研磨度DF指标量化级配碎石填料的压实劣化程度;振动压实离散元模型中级配碎石填料的细观结构演化特征表明,随着DF的增加,填料各向异性、力学配位数、粗颗粒接触力均逐渐减小,从而使级配碎石填料的内部结构稳定性和动刚度K减小,且当DF≥0.68时,各向异性、力学配位数、粗颗粒接触力链与动刚度K减小速率均降低。
研究结果对高速铁路路基级配碎石填料的振动压实质量控制具有重要指导意义。
【总页数】13页(P1701-1713)【作者】肖宪普;谢康;李新志;郝哲睿;李泰灃;邓志兴【作者单位】石家庄铁道大学土木工程学院;中南大学土木工程学院;中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所【正文语种】中文【中图分类】U215.4【相关文献】1.基于振动压实法的级配碎石性能试验研究2.基于振动压实的倒装结构级配碎石抗裂基层的研究与应用3.东北寒冷地区高速铁路路基基床表层水泥级配碎石填料技术研究与应用4.高铁级配碎石振动压实下力学机制演化与颗粒破碎研究5.开级配碎石透水基层集料颗粒微观接触劣化机制因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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路基作为铁路重要的组成部分，其不仅承受着行车荷载，也承受着道路结构层自身的重量，若路基施工中存在质量问题，势必会造成铁路整体结构承载力差，经过长期车辆荷载的作用后，使得路基产生不均匀沉降问题，严重的还会造成路基局部的坍塌，从而引发安全事故。
因此，为有效保证铁路工程的整体施工质量，应加强对路基填筑压实施工工艺的研究。
关键词：高速铁路；路基振动压实理论；智能压实技术综述引言铁路主要的支撑层是铁路路基，而且铁路路基还起到了过渡和连接铁路相关构造的主要作用，铁路路基其施工方式有多种形式，主要的施工形式是路堤、半路堤半路堑和路堑。
路基对于施工的干燥程度、承载稳定性和水稳定性等方面，有着较高的标准和要求，而且要求路基能够抵御自然灾害和环境等不良的破坏，如此才能够让施工得以顺利的开展。
目前铁路路基施工主要有三个步骤：路基的排水施工、路基基体构建施工以及路基的维护。
对于路基的排水施工来说，对路基周围的地面水和地下水进行排除，防止路基因发生严重水侵蚀而产生整体崩溃；对于路基基体构建来说用石土等具有高强度的材料进行路基基体构建，给予路基一定的强度和抗冲击性，提高路基的承载能力；对于路基的维护来说，其主要是通过对已构成的路基进行管理维护，减少自然灾害对路基的破坏，提高路基的耐久度和整体使用质量。
1概述高速铁路因其运力大、能耗低、污染小等特点，已成为世界轨道交通发展的潮流。
截至２０２１年底，我国铁路营业里程达到了１５万ｋｍ以上，其中高铁４万ｋｍ，已成为世界上高速铁路运营速度最高、运营里程最长的国家。
高速铁路的高运行速度、高平顺性和高安全性，对路基的稳定性和耐久性提出了严格要求。
运营高速铁路的个别路基工点出现冻胀、翻浆冒泥、湿陷下沉、膨胀上拱等病害，其发生和发展均与路基含水率的变化有关。
路堤填石材料的振动压实特性研究
路堤填石材料的振动压实特性研究黄宗远;彭良涛;孙原超;李高磊;袁红庆;彭刚【摘要】填石材料组成差异决定填石路堤物理力学性质差别较大,其压实受到材料自身和振动压路机参数等多种因素的影响,而振动碾压又使颗粒发生破碎,使得填石路堤的碾压变得更加复杂.因此,必须研究路堤填石材料的振动压实特性,以充分利用填石材料和振动压路机的性能,提高填石路堤的压实质量.将填石材料看成散体介质,通过分析其强度形成原理和建立2自由度振动压路机-填石系统模型,研究了压路机和填石材料之间力的相互作用关系,及其对填石材料压实的影响,并根据振动理论从不同角度给予解释.结果认为振动压路机的振动强度、颗粒惯性力是影响填石材料压实的主要因素,选择低频高幅振动压路机有利于填石材料的压实.【期刊名称】《华东交通大学学报》【年(卷),期】2007(024)005【总页数】3页(P28-30)【关键词】填石路堤;散体介质;数学模型;振动碾压;压实特性【作者】黄宗远;彭良涛;孙原超;李高磊;袁红庆;彭刚【作者单位】湖北省路桥有限责任公司,湖北,武汉,430056;湖北省路桥有限责任公司,湖北,武汉,430056;湖北省路桥有限责任公司,湖北,武汉,430056;湖北省路桥有限责任公司,湖北,武汉,430056;湖北省路桥有限责任公司,湖北,武汉,430056;中铁十一局集团第五工程公司,重庆,400037【正文语种】中文【中图分类】TU45湖北沪蓉西高速公路是国家公路主骨架"五纵七横"的重要组成部分，沿线崇山峻岭，地形地质条件十分复杂，路基工程中有大量的填石路堤.按照业主质量管理规定:填石路堤必须采用低频高幅振动压路机进行碾压.而我国针对填石材料的压实机理研究较少.为此，本文将对此进行研究，以充分利用振动压路机和填石材料的振动压实特性指导施工，提高工程质量.填石路堤是指利用爆破开采石料、隧道弃渣等石料填筑的路基，具有粒径较粗、压缩性低、强度高、孔隙率大、透水性强、力学性质稳定等特点，是一种特殊结构型式的新型路基.填石材料是由2～3个数量级几何尺寸的单粒结构的颗粒所构成的散体介质.大颗粒形成骨架，小颗粒填充于大颗粒之间的空隙.填石材料颗粒组成不同决定路堤填石材料可能处于［1］骨架、骨架密实和悬浮三种物理状态，如图1.不同物理状态对路堤的密度、强度和稳定性产生重要影响.填石材料属于单粒结构松散介质，粘聚力很小，抗剪强度主要来源于颗粒间的摩阻力.摩擦力是由颗粒的滑动摩擦、咬合摩擦、颗粒破碎效应和重新排列效应所组成，可由内摩擦角φ来体现.滑动摩擦是由于颗粒表面粗糙不平、在细微处形成咬合而产生的，基本沿接触面的平面产生，剪切作用时不产生体积胀缩，相应摩擦角可用φu表示.当填石材料颗粒较大时，颗粒之间存在相互嵌挤咬合.受剪破坏过程中，这种咬合作用阻碍了颗粒之间的相对移动，移动时会产生体积胀缩即剪胀现象，相应摩擦角可用φl表示.因此，填石材料的内摩擦角可表示为［2］:填石材料强度规律用摩尔-库仑定律表示为:式中:τf为抗剪强度;c为颗粒间粘聚力;σ为剪切面上法向应力.抗剪强度τf除受材料颗粒大小、形态、级配、密度等因素影响外，还和围压水平等有关.3.1 模型的建立从理论上讲，振动压路机-填石路堤是一个具有无限自由度的分布参数系统.然而，在一定的频率范围内，它的阻抗特性与一个多自由度系统的阻抗特性完全相似.这样，就可以建立一个简单的数学模型来描述复杂的振动压路机-路堤系统的动力学特性［3］.采用质量-刚度-阻尼来描述填石材料参数，采用刚度和阻尼来描述减振器特性，并假定［4］:1)系统简化成平面振动模型;2)填石材料是具有一定刚度的弹性体;3)忽略发动机工作所引起的振动;4)振动压路机在工作过程中分成不起跳和起跳两个阶段.采用2自由度模型［4］来描述振动压路机-填石路堤系统的数学模型如图2.m1、m2分别为上车、下车振动质量，K1、K2分别为减振器、填石材料的刚度，C1、C2分别为减振器、填石材料的阻尼，x1、x2分别为上车、下车的瞬时振幅，F0为激振力，ω为工作频率.不起跳阶段是振动压路主要工作状态［3］.当填石材料经过几遍碾压后，其刚度增大.当作用在振动轮上的垂直激振力足够大或填石材料刚度较大时，振动轮会发生起跳现象．3.2 填石路堤的振动碾压振动压路机在作业过程中，振动轴带动偏心块以角速度ω旋转产生的激振力为F0: 式中:ω为振动角频率;Me为偏心块的静偏心力矩，Me =mfr;mf为偏心力;r为偏心块的偏心矩.振动压路机在进行碾压时，对填石材料施加的是一个动态作用力，其大小不仅与振动轮的振幅、频率、静重、激振力等机械参数有关，而且与填石材料的刚度、阻尼等物理特性有关.振动轮对填石材料作用力用Fs表示［5］:式中:符号意义同前.有些振动压路机的激振力很大，但并没有完全作用在填石材料层上.只有对填石材料作用力较大的振动压路机，才能获得较好的压实效果.用RT表示激振力对填石材料作用力的有效率，则:从式(5)看出，压路机机的压实效果不仅与机械本身参数有关，还与被压实土的物理特性有关.另一方面，振动碾压过程中，振动轮下面填石材料颗粒也随着振动，其振动惯性力I［2］:式中:ω为激振频率;mk为颗粒质量;t为振动时间;β为相位角;α为振幅.e为振动强度.并且振动强度:当振动强度e较小，或颗粒质量mk较小时，颗粒的惯性力I也较小，颗粒将在自己原来的位置振动.当振动强度较大，或颗粒质量mk较大时，颗粒的惯性力I足够大，可以克服周围其它颗粒摩阻力的作用，使颗粒偏离自己原来的位置.对于相邻颗粒粒径不同，质量mk也就不同，当振动强度e相同时，惯性力I却不同.这种差别会使颗粒质点间的距离发生微小的变化，对颗粒间的微细咬合作用产生很大的衰减，即内摩擦力σtanφ减小.只有当填石体中产生的剪切力τ大于填石材料的抗剪强度τf时，才能使填石颗粒重新排列，压实变密，即:3.3 振动压实理论［4］内摩擦学说认为机械装置振动时，在被压材料层中有内力和外力作用.内力包括颗粒间粘结力、摩擦力以及材料自身重力.外力包括由于振动作用使材料颗粒产生的惯性力、上层材料重力.材料受强迫振动后，由于各颗粒的质量及所处的位置不同，因而所产生的惯性力也截然不同.此时，颗粒之间的粘结膜发生张紧的现象.若惯性力不大，不足以克服粒料间的粘结力和摩擦力，则各颗粒仍然处于原始位置;如果惯性力很大，足以克服上述个阻力，则颗粒在自重和其上层料重的作用下相互离开发生少位移，并尽量占据最低稳定位置，排除气相和液相，互相吃紧或挤紧达到密实.共振学说认为当激振频率与被压材料的固有频率一致时，振动压实最有效.然而，材料的固有频率是变化的，要求激振器的频率做相应的变化是困难的.反复荷载学说认为振动所产生的周期性压缩运动作用可达到振动压实的效果.在低频范围内，它具有一定的现实性，而在高频范围内，并无充分理论依据.但在高频范围内振动作用的效果远远超过反复荷载效果.无论是从那一种学说来研究，都能从物理学原理上说明一定的问题，但又都远未达到无懈可击的程度.这就导致了许多振动压实技术上的关键问题，不得不以实验为基础去寻求答案，同时也说明振动压实理论的研究还有很大的发展空间.3.4 现场测试填石路堤的压实过程实际上是填石材料颗粒在压实功能的作用下，克服颗粒间的阻力，大小颗粒重新排列，相互靠近，使空隙体积减小，密度增加的过程.在碾压过程中伴有颗粒破碎、级配不断变化.压实的根本目的在于使碎石填料之间由松散状态变为接触状态再变为坚实咬合状态，从而形成稳定的结构状态.从式(4)、(5)、(6)、(7)看出，填石材料的压实受到填石材料本身和振动作用两个方面因素的影响.填石材料本身包括填石规格与质量、母岩性质、集料的级配、含水量、密度等，振动作用包括激振力、振幅、频率等．为了研究振动压路机对填石材料的压实特性，在沪蓉西高速公路宜(昌)恩(施)段第5合同段ZK51+650～ZK51+780(YK51+660～YK51+775)路段和恩(施)利(川)段X1合同段K218+320～K218+520路段进行了振动压实试验，两路段填料分别为隧道弃渣和坡体开挖石料，材料物理力学性质试验满足路基填筑材料的有关规定，对于尺寸大于规范规定的填石料采用剔除或二次解小的办法处理．试验中均采用单机型试验方案，其中在X1标在振动碾压的基础上还采用了静压辅助收光压实工艺．为了评定碾压效果，两试验段均采用灌水法测定密实度，同时测定弯沉、CBR、沉降差、沉降率指标，在X1标增加PFWD测试路堤弯沉和动弹性模量．图3、图4为两路段填石料松铺厚度为50 cm时实际所用压路机在特定的工艺条件下不同频率和振幅时的沉降量检测结果.从图3、图4反映出:(2)同一种压实材料在不同F0、α、ω机械参数条件下，其沉降不仅取决于F0，而且和α、ω有关．观测沉降随频率的提高而降低、随振幅的增大而增大，即选择低频高幅有利于填石材料的压实;(3)对于不同压实材料(LT322S为纯填石材料、YZK18为含有少量粘土填石材料)，机械参数采用低频高幅时对纯填石材料压实影响更明显，即采用低频高幅压路机进行填石路堤压实更合适.(1)填石材料属于松散介质，其压实受多种因素的影响，但振动强度和颗粒的振动惯性力是最主要的;(2)采用激振力的有效率评价振动压路机的碾压效果更加科学合理，选定合适的工作频率和振幅可以提高激振力的效率.对于填石材料选用低频高幅的机械参数压实更加有效.【相关文献】［1］兰超.粗粒土路基压实度的评定［J］.重庆交通学院学报，2001，20(3):65～68.［2］张泓，闻邦椿.振动压路机压实机理的研究［J］.建筑机械，2000，3:25～27.［3］张润利，金萍.振动压路机加载阶段机械阻抗分析［J］.河北工业大学学报，2001，30(4):102～104.［4］闫从军.填石路基压实试验与作业质量控制研究［D］.西安:长安大学，2004.［5］张世英，陈元基.筑路机械工程［M］.北京:机械工业出版社，1998.。
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高速铁路路基填料振动压实机理研究
摘要：路基填料的压实是直接关系到铁路路基工程好坏的关键因素之一，本文
以郑阜铁路河南段ZFZQ-3标段为工程依托，通过对工程中所需要用到的A组和C 组水泥改良土填料进行振动压实试验，分析这两种填料的压实特性，得到了一些
有用的结论。
关键词：路基工程，填料，电镜试验，振动压实，压实特性
0.引言
路基的压实质量直接关系到高速铁路的运行安全，对后续降低维护和运营成
本起到至关重要的作用。
充分认识填料的压实机理对保证路基压实质量具有重要
的意义。
目前，国内外的专家学者在路基填料的压实机理方面开展了大量的研究
工作，取得了一定的研究成果[1-5]，如闫从军[[]]等通过选择压实设备来提高填石
路基施工质量，探讨了施工过程中压实机具、铺层厚度、碾压遍数及沉降量等因
素的相互关系以及影响填石路基施工质量的主要因素；李志勇[[]]对风积沙的压实机理进行研究，提出了砂粒的三种接触模型，得出颗粒级配是影响填料压实度的
重要因素；纪林章[[]]分析了路基填料的冲击振动压实机理，认为降低土的抗剪强度和增加振动压路机的剪应力是填料被压实的机理。
尽管目前关于路基压实质量
理论研究已经取得了一定的研究成果，但是，总体来讲，还是滞后于实际工程的
发展和需求。
基于此，本文以郑阜铁路河南段ZFZQ-3标段为工程依托，利用振动压实仪进行室内试验来研究施工现场所用的A组填料和C组改良土填料的振动压实机理。
在研究中，由含水率、颗粒级配以及振动的三个参数对振动压实后填料干密度的
影响来反映这两种填料的振动压实机理。
1.工程概况
郑阜铁路ZFZQ-3标段三分部位于河南省周口市境内，周口东站起止里程为
DK138+589.89至DK141+086.73，正线路长度2.497km；ZDK00+400至
ZDK1+557.98段维修工区长度1.158km；总长3.655km。
红线征地501亩，涵洞4座，框构桥5座，旅客地道1座。
本文研究的A组和C组改良土填料就是来自于
周口东站站场路基施工的两种填料。
2.试验内容和目的
采用控制变量法，通过振动台试验分别研究两种填料含水率、颗粒级配、振
动时间、振动频率以及振动幅值对填料压实特性的影响。
研究的目的在于深入了
解填料压实过程中所呈现出来的结构及状态变化规律，以期能够通过室内试验深
入了解填料压实机理从而能对现场施工有所帮助，主要试验设备见图1-图2。
图7 A组填料试验结果图8 B组填料试验结果
对于A组填料，振动频率小于35Hz时，填料的干密度随振动频率的增加而迅速增大，
当振动频率达到35Hz时，干密度值达到最大，以后又随振动频率的增大而略微变小。
对于C 组改良料，在30Hz时候达到最大，之后减少，最后略有增加，可能与颗粒级配有关。
因此，对于该路段A组填料的最佳振动频率为35Hz，C组填料为30-35Hz。
4.结论
通过振动压实试验后，经过分析整理，得到了关于A组填料和C组水泥改良土填料的一
些压实特性，分别如下：
（1）、随着颗粒组成的变化，试验得到的干密度从2.21变化到2.34，呈现出较大的浮动变化，说明颗粒组成是影响干密度和压实特性的主要因素。
（2）、对于A组填料，由于其具有一定的细粒含量，级配较好，细颗粒较快的填充在粗颗粒的空隙之间，进而振动初期，干密度逐渐增大，在随着振动的持续，振动力不足以破坏填料已经达成的平衡，所以颗粒之间稳定，干密度则不发生变化。
对于级配较差的C组改良填料来讲，则是会出现减小的问题。
因此，A组填料的最佳振动时间为6min，C组则是
8min。
（3）、对于A组填料，振动频率小于35Hz时，填料的干密度随振动频率的增加而迅速增大，当振动频率达到35Hz时，干密度值达到最大，以后又随振动频率的增大而略微变小。
对于C组改良料，在30Hz时候达到最大，之后减少，最后略有增加，可能与颗粒级配有关。
因此，对于该路段A组填料的最佳振动频率为35Hz，C组填料为30-35Hz。
5.基金支持
[1] 高速铁路轨道技术国家重点实验室开放基金，高速铁路智能化路基压实技术研究，2016YJ005；
[2] 中国铁路总公司科研计划，路基智能压实控制技术深化研究，2016G006-C；
6.参考文献
[1] 闫丛军. 杨士敏. 填石路基振动压实试验[J]. 筑路机械与施工机械化, 2003, 20(5):8-9.
[2] 李志勇. 风积砂的压实机理及路用承载力研究[D]. 重庆交通学院, 2003.[3] 纪林章. 风积沙压实机理研究[D]. 长安大学, 2007.
[4] Yang Changwei, Su Tianbao, Zhang Jianjing, Du Lin. New Developments in Geotechnical Earthquake Engineering[J], Advances in Materials Science and Engineering, 2014, Article ID902690, pp:1-7.
[5] Yang Changwei, Sun Hailing, Zhang Jianjing, Zhu Chuan bin, Yan Liping. Dynamic Responses of Bridge-approach embankment transition section of high-speed Railway [J], Journal OF Central South University OF Technology, 2013, (20): 2830-2839.。