机械单驱单钢轮振动压路机作业性能研究

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在铺设公路过程中,单钢轮振动压路机是非常重要的压实机械之一,用于基层或者填方压实作业。压实作业时,被压实材料受到钢轮的水平推移,从而产生表面裂纹或裂缝,尤其当钢轮为非驱动轮时更为严重,从而影响压实材料的压实质量。因此,分析压实材料表面产生裂纹的机理以及压实性能,对改善或提高机械单驱振动压路机的作业性能具有非常重要的意义。首先针对某22t机械单驱单钢轮振动压路机在压实过程中材料表面容易产生裂纹和波纹的现象,基于土壤的抗剪强度理论和振动轮-土壤相互作用模型,得到了非驱动钢轮下的土壤的正应力、剪应力计算公式,理论分析影响土壤抗剪强度的主要因素。完成了级配土的抗剪强度特性试验。试验结果表明,水分、干密度是影响级配土的抗剪强度的两个主要因素。在相同含水率下,随着干密度的增加,级配土的抗剪强度参数黏聚力c、内摩擦角?值随之增加。相同干密度时,级配土抗剪强度参数c、?值随随着之减小。级配土试样的黏聚力c值与含水量w近似指数相关,内摩擦角?值与含水量w呈近似线性相关,而级配土的黏聚力c值和内摩擦角?值与干密度?_d之间均呈线性关系。拟合的函数关系可用于计算非驱动钢轮下的土壤的正应力、剪应力。完成了该单钢轮振动压路机的振动压实试验,对压实土壤的裂纹宽度、裂纹间隔以及压实度、沉降量等进行了测量。试验结果表明,压实度随着压实遍数的增加而增大。压实十二遍后,表层平均压实度高达93.25%,20cm深度处的平均压实度为94.14%,40cm深度处的平均压实度为91.33%。累计沉降量随着压实遍数的增加而增加,相对沉降量随着压实遍数的增加而减小;土壤竖向应力幅值随着土壤深度的增加而减小;同一深度处土壤竖向应力幅值随着压实遍数的增加而增大。利用正压力测试结果,对不同压实遍数时的土壤剪应力进行了计算,计算结果表明,其受到的剪应力均超过抗剪强度值。压实表面的裂缝宽度随压实遍数的增加而逐渐减小,其原因在于随着密实度的增加,土壤的抗剪强度提高,抵抗非驱动钢轮的抗剪能力增强。
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