振动压路机参数选择与风积沙特性

4.1.4.1　振动频率、振幅、激振力的选择

根据振动压实理论，每一种材料都有各自不同的自振频率，激振频率与自振频率一致时可以达到较好的振实效果。振动压路机的设计频率一般要比被压实材料的自振频率的变化范围稍高些。现在市场上用于压实路基的常用的大中型振动压路机的振动频率取值范围是：压实路基25～30Hz；压实底基层25～40Hz。对压实粒状料和结合料的稳定基层在33～55Hz的频率范围内能取得良好的效果。而且从常用振动压路机的参数来看，常用的振动频率也就是30Hz、35Hz、40Hz等，最大的采用了48Hz。此次试验发现天然状态下的风积沙要压实到90%时，自振频率达到55Hz，频率较高。可以引进国外高频压路机对风积沙进行压实。例如海帕克公司改进的C766C的压路机，设定为高振幅时，频率为63.33Hz（3800r／min），激振力99.75kN；设定为低振幅时，振动频率为56.67Hz（3400r／min），激振力为132.45kN。

振幅直接影响到振动压实的影响深度，同样振动质量和振动频率时，提高振幅就增加了影响深度，提高了压实效果。但振幅过高会对减振带来困难。振动压路机振幅的取值范围如下：压实路基1.4～2.0mm；压实基层0.8～2.0mm。对于沙最佳振幅0.8～1.6mm。以上振幅是指振动压路机的名义振幅，在设备研制中采用公式（4-1）来计算名义振幅，以下简称振幅：

式中　Me——偏心块的静偏心矩（N·mm）；

　　　md——下车质量。

激振力是影响压实效果的主要参数之一。根据以上所确定的静面压力和振幅范围，以及频率大小就可以根据公式（4-2）计算激振力大小，确定激振力范围：

式中：m——下车系统质量；

　　　w——角频率；

　　　A——振幅。(www.xing528.com)

4.1.4.2　振动压实时间范围

在振动压实过程中，被压材料的颗粒由静止的初始状态变化为运动状态要有一个过渡过程，过渡过程持续的时间长短与被压材料颗粒之间的黏聚力、内摩擦阻力和吸附力有关，也与振动压路机的振动轮的线荷载有关，线荷载越大所需时间越短。而且如果振动压实的时间过长对与风积沙有剪胀效应，体积会增大，而又变得不密实，因此存在一个最佳振动时间。

振动所需的时间由式（4-3）可得：

式中：c——压实到所需密实度的加荷循环次数（对非黏性土c=5000～6000）；

　　　n——振动器每秒的振动频率（Hz）。

由此可以算得振动压实合适的时间范围为2～3min。

这次试验在制备沙样做回弹模量过程以及MTS测试都发现，风积沙的激振最佳时间在2min左右。