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[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。
当对现浇混凝土施振时，混凝土的部分颗粒，摆脱了水泥浆网状结构的约束，解除了原相邻颗粒间的结合关系，在激振力、恢复力、阻尼力共同作用下，以各自所获得的不同振动加速度，在不稳定的位置上振动。整个受振动影响区域的混凝土由静止状态转入振动状态，并在一定程度上具备了液体的某些性质。振动的颗粒同时受重力作用做“下沉”运动，在振动的持续作用下，颗粒在“下沉”中相互填充、密集。同时，混凝土内部的空气不断地集结成气泡逸出，游离水受到下部密集颗粒的挤压上升。随着振动的持续，混凝土便逐步达到相应的密实，振动时间在一定程度上影响着混凝土的密实效果。时间过短，颗粒下沉、密集不充分，必然导致密实不足。当混凝土密实以后，继续延长振动时间，对提高混凝土的密实度是无效的。
以上振动密实机理的分析，所反映的是振动密实的一般性。表面振动作为振动密实方式的一种，就其密实方式而论还具有特殊性。表面振动是通过对混凝土上表面向下施振实现混凝土的密实。其施振方向和施振位置均有别于内部振动、附着振动和台式振动等方式。因其有效作业范围、密实效果也存在一定的差异。
二有效作用深度
对混凝土采用表面振动密实时，因振动源是通过混凝土的上表面向下施振，所以作用在颗粒上的激振力周期性地与重力同向迭加。当在颗粒上作用有激振力、恢复力、阻力和重力时，颗粒向下运动。由于颗粒获得的运动速度大，便加大了颗粒的下移速度和幅度。当激振力从颗粒上消失后，颗粒在恢复力的作用下向上运动，但其运动程度受重力影响小于下移程度。可见，颗粒是沿重力方向振动的，且位移方向是向下的。同时，因振动能量沿纵向的衰减，使处于上下不同位置的颗粒的运动速度有快慢的差异，这样势必发生上下颗粒间的相互碰撞，并形成纵向堆积而构成密实层。密实层的密度分布随颗粒的运动程度不同呈上密下松状态。当密实层的密度和厚度自上而下增长到某一程度后，振动源的大部分能量被其吸收。由于密实层在振动源的有效作用范围内，阻止了振动能量向下的传播，致使处于密实层下方的颗粒逐渐地中止了振动，而使混凝土形成密实不足的状态。此时，即使延长振动的作用时间，也无法使密实层的厚度得到有效地增加。由于密实层是自上而下地建立在相对松散的混凝土之上，在振动停止后，密实层下缘区域的颗粒将会有程度不同的松散，因而又进一步减小了密实层的厚度。通过分析可以盾出，表面振动的密实深度是小于振动源应具有的有效作业范围。自上而下所形成的密实层的厚度，就是表面振动的有效作用深度。所以，采用表面振动方式密实混凝土，存在着有效作用深度与混凝土铺层厚度是否一致的问题。当铺层厚度小于有效作用深度时，混凝土可以实现理想的密实；当铺层厚度大于有效作用深度时就会在铺层内产生由下而上的密实不足现象。
表面振动的有效作用深度是一个十分复杂的问题，不仅与振动源的频率、振幅、振动能量的传递方式和衰减程度等因素有关，还与混凝土的配比、塌落度、水灰比、骨料的粒度等因素有关。目前还没有理想的数学模式来描述有效作用深度与各有关因素的相互关系及其大小。
在修筑水泥混凝土路面时，使用表面振动器一定要慎重，国外水泥混凝土摊铺机上几乎不采用表面振动而采用内部振动。
三 施工中需注意的问题
由于表面振动具有作业面积大、生产效率高等特点，很适合水泥混凝土路面的大面积振动密实混凝土工况。在目前情况下，水泥混凝土路面的施工在一定程度上还不能摆脱表面振动的密实方式。为解决这一矛盾，在道路施工中应从以下方面入手：
（1）流动性：在改善碾压混凝土的流动性是节约水泥，保证工程质量的关键，不要采用过少的水量，保证足够的水泥用量，同时改善石子的级配，
（2） 水泥用量：在保证足够的水泥用量，改善混合料的粘结性能，必要时，可掺入适量的火山灰或粉煤灰作为部分粘结材料，但用量应控制在一定的范围。
（3） 平整度：路面平整度是评价路面质量的关键指标；
（4）表面振动器的选用：要注意其有效作用深度的大小；进行水泥混凝土摊铺机选型時，一定要充分了解其采用的振动密实形式和有效作用深度。
（5）采用表面振动与内部振动相结合的方式，为充分发挥内部振动器的效率，可将振捣棒沿道路施工方向并与水平面呈45°夹角施行施振。此做法类似水泥混凝土摊铺机所采用的振动棒工作方式。
（6）控制表面振动器的移动速度，特别是仅装有振动梁的水泥凝土摊铺机的作业行走速度，以保证振动的有效作用时间。
（7）对碾压混凝土根据国内外震动压路机的情况，线压力至少应有62.5kgf/cm。最好选用自行式双轮震动压路机，频率最好为变频，最高能达到3000次/min,振实效力较大，如为可变振幅，应采用0.8mm的振幅。
四 结束语
总之，在公路工程建设中路面采用振动压实工艺对于提高水泥混凝土路面的密实度是十分有效的，特别是用于在软土地基和含水量较高的地区路基压实会收到更加明显的效果，但要注意对粉性土的压实实践证明采用震动压实会起到相反的效果，必要时要通过试验路段来寻找合理的压实机具组合方式。
[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。
当对现浇混凝土施振时，混凝土的部分颗粒，摆脱了水泥浆网状结构的约束，解除了原相邻颗粒间的结合关系，在激振力、恢复力、阻尼力共同作用下，以各自所获得的不同振动加速度，在不稳定的位置上振动。整个受振动影响区域的混凝土由静止状态转入振动状态，并在一定程度上具备了液体的某些性质。振动的颗粒同时受重力作用做“下沉”运动，在振动的持续作用下，颗粒在“下沉”中相互填充、密集。同时，混凝土内部的空气不断地集结成气泡逸出，游离水受到下部密集颗粒的挤压上升。随着振动的持续，混凝土便逐步达到相应的密实，振动时间在一定程度上影响着混凝土的密实效果。时间过短，颗粒下沉、密集不充分，必然导致密实不足。当混凝土密实以后，继续延长振动时间，对提高混凝土的密实度是无效的。
以上振动密实机理的分析，所反映的是振动密实的一般性。表面振动作为振动密实方式的一种，就其密实方式而论还具有特殊性。表面振动是通过对混凝土上表面向下施振实现混凝土的密实。其施振方向和施振位置均有别于内部振动、附着振动和台式振动等方式。因其有效作业范围、密实效果也存在一定的差异。
二有效作用深度
对混凝土采用表面振动密实时，因振动源是通过混凝土的上表面向下施振，所以作用在颗粒上的激振力周期性地与重力同向迭加。当在颗粒上作用有激振力、恢复力、阻力和重力时，颗粒向下运动。由于颗粒获得的运动速度大，便加大了颗粒的下移速度和幅度。当激振力从颗粒上消失后，颗粒在恢复力的作用下向上运动，但其运动程度受重力影响小于下移程度。可见，颗粒是沿重力方向振动的，且位移方向是向下的。同时，因振动能量沿纵向的衰减，使处于上下不同位置的颗粒的运动速度有快慢的差异，这样势必发生上下颗粒间的相互碰撞，并形成纵向堆积而构成密实层。密实层的密度分布随颗粒的运动程度不同呈上密下松状态。当密实层的密度和厚度自上而下增长到某一程度后，振动源的大部分能量被其吸收。由于密实层在振动源的有效作用范围内，阻止了振动能量向下的传播，致使处于密实层下方的颗粒逐渐地中止了振动，而使混凝土形成密实不足的状态。此时，即使延长振动的作用时间，也无法使密实层的厚度得到有效地增加。由于密实层是自上而下地建立在相对松散的混凝土之上，在振动停止后，密实层下缘区域的颗粒将会有程度不同的松散，因而又进一步减小了密实层的厚度。通过分析可以盾出，表面振动的密实深度是小于振动源应具有的有效作业范围。自上而下所形成的密实层的厚度，就是表面振动的有效作用深度。所以，采用表面振动方式密实混凝土，存在着有效作用深度与混凝土铺层厚度是否一致的问题。当铺层厚度小于有效作用深度时，混凝土可以实现理想的密实；当铺层厚度大于有效作用深度时就会在铺层内产生由下而上的密实不足现象。
表面振动的有效作用深度是一个十分复杂的问题，不仅与振动源的频率、振幅、振动能量的传递方式和衰减程度等因素有关，还与混凝土的配比、塌落度、水灰比、骨料的粒度等因素有关。目前还没有理想的数学模式来描述有效作用深度与各有关因素的相互关系及其大小。
在修筑水泥混凝土路面时，使用表面振动器一定要慎重，国外水泥混凝土摊铺机上几乎不采用表面振动而采用内部振动。
三 施工中需注意的问题
由于表面振动具有作业面积大、生产效率高等特点，很适合水泥混凝土路面的大面积振动密实混凝土工况。在目前情况下，水泥混凝土路面的施工在一定程度上还不能摆脱表面振动的密实方式。为解决这一矛盾，在道路施工中应从以下方面入手：
（1）流动性：在改善碾压混凝土的流动性是节约水泥，保证工程质量的关键，不要采用过少的水量，保证足够的水泥用量，同时改善石子的级配，
（2） 水泥用量：在保证足够的水泥用量，改善混合料的粘结性能，必要时，可掺入适量的火山灰或粉煤灰作为部分粘结材料，但用量应控制在一定的范围。
（3） 平整度：路面平整度是评价路面质量的关键指标；
（4）表面振动器的选用：要注意其有效作用深度的大小；进行水泥混凝土摊铺机选型時，一定要充分了解其采用的振动密实形式和有效作用深度。
（5）采用表面振动与内部振动相结合的方式，为充分发挥内部振动器的效率，可将振捣棒沿道路施工方向并与水平面呈45°夹角施行施振。此做法类似水泥混凝土摊铺机所采用的振动棒工作方式。
（6）控制表面振动器的移动速度，特别是仅装有振动梁的水泥凝土摊铺机的作业行走速度，以保证振动的有效作用时间。
（7）对碾压混凝土根据国内外震动压路机的情况，线压力至少应有62.5kgf/cm。最好选用自行式双轮震动压路机，频率最好为变频，最高能达到3000次/min,振实效力较大，如为可变振幅，应采用0.8mm的振幅。
四 结束语
总之，在公路工程建设中路面采用振动压实工艺对于提高水泥混凝土路面的密实度是十分有效的，特别是用于在软土地基和含水量较高的地区路基压实会收到更加明显的效果，但要注意对粉性土的压实实践证明采用震动压实会起到相反的效果，必要时要通过试验路段来寻找合理的压实机具组合方式。