压实是通施加外力使被压实材料提高密实度的过程.铺筑材料的压实过程,是向被压材料加载,克服松散多相材料中固体颗粒间摩擦力、粘着力,排除固体颗粒间的空气和水分,使铺筑材料得到压实,密实度增加.铺筑材料的压实一般都采用周期性的加载,加载过程中材料的应力增大到最大值,卸载时材料的应力下降,然后经过间歇,再加载,重复循环,最终达到对摊铺材料的压实.常采用的压实方法有:滚压、振实和夯实.
(1)滚压(静压压实)是用具有一定重量的滚轮慢速滚过铺层,用静压力使铺层材料颗粒之间产生相对运动排出空气和水分,获得永久残留变形.随滚压次数的增加,材料的密实度增加,而永久残留变形减小,最后永久残留变形等于零.
(2)振实(振动压实)是铺筑材料受强迫振动后,铺筑材料颗粒产生的惯性力,克服材料颗粒间的摩擦力和粘结力,使颗粒处于一种强迫振动状态,内部摩擦力急剧减少,这时在粒料自重及振动器的重力作用下,材料颗粒发生相对位移,力图占据最低稳定位置,从而排除气体和水分,达到密实.
(3)夯实(冲击压实)是一定质量的物体从一定高度落在被压材料的表面上,使其受冲击后产生很大的应力,达到对铺筑材料的压实.夯实是将一定的机械能转化为储存于铺筑中的变形能,夯实最显着的特点是当物体接触铺筑材料时具有一定的速度(动量)才可形成起压实作用的冲击波.
振捣压实机构是靠振捣梁上下运动实现对混合料的压实,故不是滚压压实.其振动频率及振动质量较小,不能产生足够的冲击力引起铺筑材料颗粒振动,故不是振动压实.振捣压实机构是曲柄连杆机构,在运动最高点及最低点运动速度等于零,也就是当振捣梁在最高点开始压缩混合料时,对混合料不能产生起压实作用的冲击波,故也不是夯实(冲击)压实.
振捣压实机构是采用捣实压实的方法.捣实是在对混合料进行周期性压缩的同时也以相同的周期不断的填加混合料,并将这些混合料压缩至一固定的体积,经过几个压缩周期后混合料之间的空隙被新填入的料粒颗粒占据,从而排出空气和水分,使混合料的密实度增加.
在振捣压实机构压实过程(图二)中,振捣梁运行到最高点时,振捣开始第一次压缩混合料,运行到最低点时实现第一次压缩,然后振捣梁向上运动,混合料在螺旋分料器分料压力F及混合料自重作用下,混合料(质量为M)填充因振捣向上运动而形成的间隙,接着振捣进行第二次压缩,将填充的混合料压到第一次压缩的混合料中,振捣梁下面区域内的混合料密实度明显上升,实现对混合料的摊铺压实.这也解释了为什么在停机待料处,摊铺的路面密实度高的原因.在摊铺机工作时,振捣梁下混合料密实度显线性增大也是基于此压实原理.在匀速摊铺工作时,保证螺旋分料叶片匀速转动,就是保证分料器分料压力F一致,保证填充质量M相同,也就保证摊铺路面具有相同的密实度,减少离析.
由此可见,振捣压实机构对混合料的压实不是靠由振捣机构产生的振动力压实,也就是振捣压实根本不是基于冲击压实的机理.由此振捣压实机构产生的振动是有害的,也是应在进行机构设计尽可能减少的.
