优化振动压路机工作参数探讨

马光金 MA Guang-jin

（中铁十四局集团第三工程有限公司，兖州 272100）

（The 3rd Engineering Co.，Ltd.of China Railway 14th Bureau Group，Yanzhou 272100，China）

0 引言

压实即利用外界压力提升压实材料密实度的过程，公路施工压实即通过外力加载压实材料，克服材料中的摩擦力与粘着力，将其中水分和空气排除，减小颗粒孔隙比，提升土体重量与密度的一种方式，采取该种措施能够让材料颗粒形成密实整体，提升材料与基土之间的稳定性与不透水性，继而满足公路的承载力需求。

振动压路机是公路压实中的常用设备，该种设备一般都设置了振幅装置与调频装置，可以起到理想的压实效果，其工作情况能够根据压实需求进行调节，设置成为重型压路机、中型压路机与轻型压路机，与其他类型的压路机相比而言，该种设备的经济性理想，已经在施工中得到了广泛的使用，下面就针对振动压路机工作参数的优化进行分析。

1 振动压路机工作参数分析

在将振动压路机应用在施工过程中时，其振动作用会对路面出现往复性的冲击，在该种冲击因素的影响下，静止的材料会变成运动状态，材料与材料间的摩擦阻力也越来越小，颗粒的联系更加紧密，这样即可有效提升路面承载力。材料压实度与材料性能和振动压路机技术参数两个因素密切相关，在这两项因素中，振动压路机技术参数包括频率、碾压速度、振幅、静质量、振动轮直径、振动轮宽度、振动轮数量、静线荷载，除了这几项因素，还要考虑到碾压遍数与碾压速度。

1.1 静质量和静线荷载 在开展压实工作时，振动压路机需要应用到自身的静线荷载与静质量因素，在工作状态下，振动频率会带动颗粒振动，让颗粒实现重新排列，继而提升材料密实度。施工实践表明，振动压路机的压实能量主要由振动轮来决定，振动轮质量与压路机压实深度是一种正比关系。

1.2 振动频率 振动频率是振动压路机一分钟的转动次数，振动频率对于压实质量有着重要的影响，为了保障压实能量，需要将振动压路机频率设置为与压实材料自然共振频率一致，若频率过低，就会导致机器出现避震块共振的情况，致使零件出现损坏；若振动过高，就会影响压实结果的可靠性，并令地面受到过度碾压或者严重冲击，出现压实不平的情况。

1.3 振动轮数与驱动形式 振动压路机的工作形式复杂，在工作的过程中很容易导致路面出现推移，而使用主动轮可以有效减少路面表层位移，提升压实平整度，考虑到这一因素，为了保障压实质量，可以使用双轮驱动压路机。

1.4 碾压速度 碾压速度会影响压路机的生产率，为了提升生产率，可以采取科学的措施提升压路机的碾压速度，在提升速度时，也要控制在一定的标准内，防止影响压实平整度。

1.5 碾压次数 碾压此时与振动压路机的工作参数有着密切的关系，同时，材料状态也会影响到碾压次数，因此，需要科学地控制好碾压次数，保障施工经济性与材料密实度。

1.6 碾压材料与碾压厚度 振动压路机的对于材料的厚度有着不同的要求，压实塑性大的粘性土与粘土主要使用重型与中型振动压路机，如果碾压层的厚度过厚，那么压实度就会受到一定的影响，因此，碾压层厚度需要与压路机功能与质量相匹配。

2 振动压路机工作参数优化方式

在上式之中，D为碾轮直径；h为静压陷深度；T为激振力周期；ω为激振力频率；v代表振动压路机工作速度。

2.3 惩罚函数法 使用惩罚函数法能够很好地解决极值点问题。

2.4 激振频率的优化 不同类型的土体有着不同的固有频率，根据共振原理的理论，在激振频率等于或者接近土体固有频率时，才能够达到更好的振动效果。相关实验显示，在具体的应用过程中，需要将振动压路机激振频率设置为稍高于土体频率，应用在岩石填方路面中时，振幅需要保持在1.5到2.0mm之间，激振频率需要设置在25到30Hz之间，在压实沥青、拌合料稳定基层时，需要将振幅控制在0.4到0.8mm，激振频率设置为33到50Hz。压实经验显示，激振频率在这一范围中能够取得良好的成效。在激振力幅值的优化上，要注意到，虽然提升振幅可以取得良好的振动冲击效果，但是如果振幅太大就很容易导致驾驶员出现疲劳，也容易导致机械部件出现损坏，出现过压实的情况，这还会影响路面的压实质量。因此，需要根据不同型号的压路机来设置工作参数。

2.5 优化结果 在土体的压实之下，其刚度会越来越大，阻尼会越来越小，最佳激振频率也会发生一定的变化，这就需要对激振频率进行相应的调整，让压路机可以处在跳振临界状态，在土体变硬之后，振动压路机碾轮振幅也开始变小，这就可以看出，振动压路机工装状态在低频状态下属于高幅工作，在高频状态下属于低幅工作，在土体密实度变化因素的影响下，压路机速度会保持在2.5到4km/h之间，振压系数也会变小，并逐渐地趋于稳定。

3 振动压路机工作参数的控制

为了确保振动压路机的工作质量，需要对其工作参数进行科学合理的控制，在具体的测控系统之中，传感器的形式是多种多样的，常用的有磁电速度传感器与动磁式速度传感器，具体的加速度与位移只要根据微分与积分运算即可得出。振动压路机是包括三个泵系统的，其中，驱动泵负责带动行走马达，振动泵负责带动振动马达，只要将振动泵开度改变，即可将偏心轴旋转速度与激振频率改变，同时还能够改变振动压路机的行车速度。调幅装置中需要设置好内偏心块与外偏心内套，并将内偏心块轴改变，这样就可以实现调轴的效果。

4 结语

总而言之，在公路施工过程中，需要根据施工单位的实际情况与公路施工要求选择相关型号的振动压路机，同时，还要综合考虑到压实对象类型、材料含水量、材料类型、压实厚度、施工现场的气候环境、技术支持条件、可维修度等等，综合这些因素来配置好碾压设备，严格遵循施工标准规范开展工作，提升施工的经济性。

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