碾壓混凝土(RollerCompactedConcrete,簡稱RCC)是中、日、加、澳及歐美各國正在推廣的新技術(shù)，它可節(jié)省水泥約33%，降低建造成本15%～30%，縮短建設(shè)周期20%～33%，并可簡化施工模式。
自1980年日本建成世界上第一座RCC重力壩以來短短20年，RCC筑壩技術(shù)在23個國家和地區(qū)得到飛速發(fā)展，已建和在建RCC水壩共200多座，其中高于100m的24座(其中我國5座、日本14座)。
RCC筑路技術(shù)用得最多的國家是加拿大，美國用RCC直接作路面的第一條公路是波特蘭國際機場路面工程。在瑞典RCC用于一般公路、貨場、車站，澳大利亞用于高速公路路基。在RCC筑壩技術(shù)方面我國能源部和水利部成立了RCC筑壩推廣領(lǐng)導(dǎo)小組，1986年在福建省建成第一座高56.8m的坑口RCC重力壩。目前中國已建RCC壩22座、在建15座，其中在建的沙牌RCC拱壩高132m，是世界上的；正在設(shè)計的12座，其中擬建的龍灘RCC重力壩高217m，將成為世界上的。我國江蘇、安徽等省的公路交通部門也先后發(fā)展過RCC路面技術(shù)。
振動碾壓技術(shù)的現(xiàn)代成果是混沌振動碾壓。關(guān)于混沌振動，作者在相關(guān)國家自然科學(xué)基金(59275173)項目支持下出版了《混沌振動研究：方法與實踐》。關(guān)于混沌振動碾壓，作者主持了教育部博士點基金(980112)項目“混沌振動碾壓力學(xué)”，先后與上海工程機械廠、徐州工程機械集團(tuán)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作，開發(fā)了上海產(chǎn)及徐州產(chǎn)混沌振動碾壓機，經(jīng)土槽實驗證明混沌振動碾壓比傳統(tǒng)振動碾壓提高功效12.2%，碾壓密實的均勻度也有所提高。
本文從混沌振動的寬頻帶與寬幅域出發(fā)論述混沌振動的碾壓機理，提出混沌振動RCC新技術(shù)(ChaoticVibratoryRollerCompactedConcrete,簡稱CVRCC)。
1混沌振動碾壓機理
1.1振動碾壓作用
法國公路局認(rèn)為，RCC的密度降低5%和含水量變化1%很容易導(dǎo)致其強度降低20%～30%，所以RCC技術(shù)的重要環(huán)節(jié)是振動碾壓。振動碾壓是通過振動作用使混合料中的顆粒重排，從氣、液、固三相混合料中排出氣相、液相，盡量成為單一固相的過程，其振動作用有共振、減摩、沖擊三種。
1)共振作用當(dāng)振動頻率與混合料的固有頻率相同而共振時加速混合料中顆粒重排，碾壓密實最為有效。
2)減摩作用小幅振動導(dǎo)致混合料內(nèi)滑動摩擦力由大的靜滑動摩擦力減為小得多的動滑動摩擦力而利于混合物中小顆粒重排，利于密實碾壓。
3)沖擊作用大幅振動引起振動輪對混合料的周期性沖擊，可克服混合料中大骨料間的咬合摩擦而利于混合料中大顆粒重排，有利于密實。
1.2碾壓機理
由于混合料結(jié)構(gòu)成分復(fù)雜，其多種成分的固有頻率構(gòu)成一個頻域，傳統(tǒng)的單一頻率激振在任何時刻即使用人工智能自動控制(包括自動變幅)也無法使全頻域共振，只有用上海產(chǎn)及徐州產(chǎn)混沌振動壓路機所具有的寬頻帶混沌激振才能接近全頻域共振，而且，混沌激振的寬幅域以沖擊作用及減摩作用將大小不同顆粒間的滑動摩擦與咬合摩擦進(jìn)一步減小，呈現(xiàn)動態(tài)而充填混合料的孔隙，從而使混沌振動壓路機比傳統(tǒng)單頻振動壓路機的總體碾壓效應(yīng)更接近于最密實碾壓。
2混沌振動碾壓效果
2.1總體效果
由于混沌激振碾壓比單頻激振碾壓更接近于最密實碾壓，所以對一定密實度而言混沌振動碾壓比單頻振動碾壓效率高，經(jīng)土槽對比實驗證實混沌振動壓路機比傳統(tǒng)壓路機提高工效12.2%。
2.2碾壓均勻性
混沌激振具有可分為高、中、低三部分的寬頻域。高頻部分因集膚效應(yīng)其振動能量集中于混合料的淺層，低頻部分因傳遞損耗低其振動能量可傳到混合料的底層，中(主)頻部分的主要振動能量則作用在混合料中的中層(密實度)；而且混沌振動碾壓的振動能量分布比單頻振動碾壓的能量分布均勻，從而使混合料的碾壓密實度較為均勻。
3論CVRCC
因RCC中含有較大的骨料，壓實過程中骨料之間移動除要克服滑動摩擦外還要克服咬合摩擦，混沌振動寬幅域中的小振幅可減少滑動摩擦，而其大振幅引起振動輪對RCC的沖擊可有效克服咬合摩擦，所以CVRCC比RCC有更明顯的壓實效果。
因RCC中有較大質(zhì)量的大顆粒，振動時得到較大的慣性力而率先下移，經(jīng)過長時間的振動混合料則可出現(xiàn)不容許出現(xiàn)的上小下大的分層現(xiàn)象，所以振動應(yīng)在分層還未發(fā)生前結(jié)束。CVRCC有較高的壓實效果，可以保證在分層出現(xiàn)以前混合料達(dá)到密實。
CVRCC在沿深度方向有較好的碾壓均勻性，一般RCC由于單頻振動碾壓使淺層及底層的密實度比中層小，使RCC水壩的層面成為主要的滲水通道，而用CVRCC建水壩對減少層面滲水有利。
混沌振動RCC用10t級左右壓路機為宜，如徐工YZH10混沌振動壓路機太重則增大混合料內(nèi)摩擦，壓路機下陷，不利于碾壓；太輕則混合料過于松散，不利于振動傳遞，也不利于碾壓。CVRCC比RCC有較高的工效、均勻性與質(zhì)量，對水壩施工趕枯水季節(jié)、減少其縫隙滲漏有利，對道路、地基等軍用民用各種土建工程均有廣闊應(yīng)用前景。
自1980年日本建成世界上第一座RCC重力壩以來短短20年，RCC筑壩技術(shù)在23個國家和地區(qū)得到飛速發(fā)展，已建和在建RCC水壩共200多座，其中高于100m的24座(其中我國5座、日本14座)。
RCC筑路技術(shù)用得最多的國家是加拿大，美國用RCC直接作路面的第一條公路是波特蘭國際機場路面工程。在瑞典RCC用于一般公路、貨場、車站，澳大利亞用于高速公路路基。在RCC筑壩技術(shù)方面我國能源部和水利部成立了RCC筑壩推廣領(lǐng)導(dǎo)小組，1986年在福建省建成第一座高56.8m的坑口RCC重力壩。目前中國已建RCC壩22座、在建15座，其中在建的沙牌RCC拱壩高132m，是世界上的；正在設(shè)計的12座，其中擬建的龍灘RCC重力壩高217m，將成為世界上的。我國江蘇、安徽等省的公路交通部門也先后發(fā)展過RCC路面技術(shù)。
振動碾壓技術(shù)的現(xiàn)代成果是混沌振動碾壓。關(guān)于混沌振動，作者在相關(guān)國家自然科學(xué)基金(59275173)項目支持下出版了《混沌振動研究：方法與實踐》。關(guān)于混沌振動碾壓，作者主持了教育部博士點基金(980112)項目“混沌振動碾壓力學(xué)”，先后與上海工程機械廠、徐州工程機械集團(tuán)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作，開發(fā)了上海產(chǎn)及徐州產(chǎn)混沌振動碾壓機，經(jīng)土槽實驗證明混沌振動碾壓比傳統(tǒng)振動碾壓提高功效12.2%，碾壓密實的均勻度也有所提高。
本文從混沌振動的寬頻帶與寬幅域出發(fā)論述混沌振動的碾壓機理，提出混沌振動RCC新技術(shù)(ChaoticVibratoryRollerCompactedConcrete,簡稱CVRCC)。
1混沌振動碾壓機理
1.1振動碾壓作用
法國公路局認(rèn)為，RCC的密度降低5%和含水量變化1%很容易導(dǎo)致其強度降低20%～30%，所以RCC技術(shù)的重要環(huán)節(jié)是振動碾壓。振動碾壓是通過振動作用使混合料中的顆粒重排，從氣、液、固三相混合料中排出氣相、液相，盡量成為單一固相的過程，其振動作用有共振、減摩、沖擊三種。
1)共振作用當(dāng)振動頻率與混合料的固有頻率相同而共振時加速混合料中顆粒重排，碾壓密實最為有效。
2)減摩作用小幅振動導(dǎo)致混合料內(nèi)滑動摩擦力由大的靜滑動摩擦力減為小得多的動滑動摩擦力而利于混合物中小顆粒重排，利于密實碾壓。
3)沖擊作用大幅振動引起振動輪對混合料的周期性沖擊，可克服混合料中大骨料間的咬合摩擦而利于混合料中大顆粒重排，有利于密實。
1.2碾壓機理
由于混合料結(jié)構(gòu)成分復(fù)雜，其多種成分的固有頻率構(gòu)成一個頻域，傳統(tǒng)的單一頻率激振在任何時刻即使用人工智能自動控制(包括自動變幅)也無法使全頻域共振，只有用上海產(chǎn)及徐州產(chǎn)混沌振動壓路機所具有的寬頻帶混沌激振才能接近全頻域共振，而且，混沌激振的寬幅域以沖擊作用及減摩作用將大小不同顆粒間的滑動摩擦與咬合摩擦進(jìn)一步減小，呈現(xiàn)動態(tài)而充填混合料的孔隙，從而使混沌振動壓路機比傳統(tǒng)單頻振動壓路機的總體碾壓效應(yīng)更接近于最密實碾壓。
2混沌振動碾壓效果
2.1總體效果
由于混沌激振碾壓比單頻激振碾壓更接近于最密實碾壓，所以對一定密實度而言混沌振動碾壓比單頻振動碾壓效率高，經(jīng)土槽對比實驗證實混沌振動壓路機比傳統(tǒng)壓路機提高工效12.2%。
2.2碾壓均勻性
混沌激振具有可分為高、中、低三部分的寬頻域。高頻部分因集膚效應(yīng)其振動能量集中于混合料的淺層，低頻部分因傳遞損耗低其振動能量可傳到混合料的底層，中(主)頻部分的主要振動能量則作用在混合料中的中層(密實度)；而且混沌振動碾壓的振動能量分布比單頻振動碾壓的能量分布均勻，從而使混合料的碾壓密實度較為均勻。
3論CVRCC
因RCC中含有較大的骨料，壓實過程中骨料之間移動除要克服滑動摩擦外還要克服咬合摩擦，混沌振動寬幅域中的小振幅可減少滑動摩擦，而其大振幅引起振動輪對RCC的沖擊可有效克服咬合摩擦，所以CVRCC比RCC有更明顯的壓實效果。
因RCC中有較大質(zhì)量的大顆粒，振動時得到較大的慣性力而率先下移，經(jīng)過長時間的振動混合料則可出現(xiàn)不容許出現(xiàn)的上小下大的分層現(xiàn)象，所以振動應(yīng)在分層還未發(fā)生前結(jié)束。CVRCC有較高的壓實效果，可以保證在分層出現(xiàn)以前混合料達(dá)到密實。
CVRCC在沿深度方向有較好的碾壓均勻性，一般RCC由于單頻振動碾壓使淺層及底層的密實度比中層小，使RCC水壩的層面成為主要的滲水通道，而用CVRCC建水壩對減少層面滲水有利。
混沌振動RCC用10t級左右壓路機為宜，如徐工YZH10混沌振動壓路機太重則增大混合料內(nèi)摩擦，壓路機下陷，不利于碾壓；太輕則混合料過于松散，不利于振動傳遞，也不利于碾壓。CVRCC比RCC有較高的工效、均勻性與質(zhì)量，對水壩施工趕枯水季節(jié)、減少其縫隙滲漏有利，對道路、地基等軍用民用各種土建工程均有廣闊應(yīng)用前景。