旋转压实仪是一种通过旋转压实原理模拟材料在实际工程中受压密实过程的试验设备，广泛应用于土壤、沥青、混凝土、公路基层材料等研究领域。其核心功能是通过旋转压实动作模拟振动碾、压路机等施工机械的压实效果，为材料设计提供压实特性参数。以下从设备组成、操作流程、参数控制、数据处理及维护要点等方面展开详细说明。
一、设备组成与工作原理
1. 核心部件
- 压实筒：圆柱形金属容器，用于装载待压实材料，内壁光滑以减少摩擦。
- 旋转压实机构：由电机驱动的旋转轴，通过偏心装置产生垂直压力，同时带动压实筒或压头旋转。
- 压力调节系统：通过液压或气压装置控制压实压力，可设定恒定压力或动态变化压力。
- 数据采集模块：记录压实过程中的压力、位移、旋转速度等参数，并生成压实曲线。
2. 工作原理
材料在旋转压实筒内受到垂直压力和旋转剪切力的双重作用，模拟实际施工中的碾压过程。通过调整旋转速度、压力大小和压实次数，可研究材料的密实度、抗变形能力及优含水率等特性。
二、操作前准备工作
1. 设备检查
- 确认旋转轴、压实筒、传感器等部件无松动或磨损，尤其是旋转轴的同心度需定期校准。
- 检查压力调节系统是否漏气或漏油，液压油位是否正常。
- 开机空载运行5分钟，观察电机、传动装置是否有异常噪声。
2. 样品制备
- 土壤/沥青材料：按标准方法测定含水率，均匀喷洒水分至目标含水率，密封静置至少2小时。
- 颗粒材料(如砂石)：筛分去除超粒径颗粒，烘干至恒重后测定初始含水率。
- 分层装样：每层厚度不超过5cm，用刮刀整平表面，避免材料离析。
3. 参数预设
- 旋转速度：通常为30-60转/分钟，沥青材料可设为30转/分钟，土体材料可提高至60转/分钟。
- 压力值：根据材料类型选择，如沥青马歇尔试件采用600kPa，土体可能低至200kPa。
- 压实次数：一般设定为50-200次，观察密实度趋于稳定后停止。
三、操作流程与关键步骤
1. 装样与定位
- 将压实筒固定于底座，倒入制备好的材料，表面刮平。
- 调整旋转轴至压实筒中心，确保压力均匀分布，避免偏心加载导致试样开裂。
2. 启动压实程序
- 启动电机，缓慢施加压力至设定值，避免冲击载荷损坏试样。
- 开启旋转功能，观察材料在压力与旋转双重作用下的密实过程，记录实时数据。
3. 过程控制要点
- 压力稳定性：液压系统需保持恒压，波动范围应小于±5kPa。
- 温度控制：沥青等热塑性材料需在规定温度(如150℃)下压实，防止冷却硬化。
- 停机判断：当连续10次压实后密实度变化<0.5%时，可提前终止试验。
4. 卸样与清理
- 关闭电源，缓慢卸载压力，取出试样后测量其高度、直径及密度。
- 清理压实筒内残留材料，避免交叉污染，尤其是沥青试样需用加热方式清除。
四、数据记录与结果分析
1. 数据采集内容
- 记录每次压实后的密实度(干密度)、沉降量、旋转扭矩等参数。
- 绘制“压实次数-密实度”曲线，分析材料的压实特性(如是否出现“过压”现象)。
2. 结果评价
- 含水率：通过多组不同含水率试验，确定达到最大密实度的含水率。
- 压实标准：对比设计要求的密实度，评估材料是否满足工程需求。
- 各向异性分析：对圆柱试样进行垂直与水平方向强度测试，判断压实均匀性。
五、设备维护与安全事项
1. 日常维护
- 每次试验后清洁旋转轴、压实筒，涂抹防锈油。
- 每月检查传感器精度，用标准砝码校准压力系统。
- 每年拆解旋转机构，更换磨损的轴承和密封圈。
2. 安全操作规范
- 严禁在设备运行时调整参数或触碰旋转部件。
- 高温试验(如沥青)需佩戴隔热手套，防止烫伤。
- 紧急停机采用红色按钮，切断电源后手动卸压。
六、常见问题与解决方案
1. 试样密实度不达标
- 原因：含水率过高或压力不足。
- 解决：降低含水率或提高压力设定值，延长压实时间。
2. 试样表面开裂
- 原因：压力不均匀或旋转速度过快。
- 解决：重新校准旋转轴同心度，降低转速至合适范围。
3. 数据波动大
- 原因：传感器受潮或接触不良。
- 解决：干燥处理传感器接口，紧固数据线连接。
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