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。
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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.。