压路机 - 豆丁网

　　压路机利用滚压、夯实和振实等压实方法来对路基和路面进行压实施工的作业机械，俗称压路机。在筑路工程中对路基和路面都要进行压实，以减小被压材料中固体颗粒间的间隙，排除其中的气体和液体，增加其密实度，提高其抗压强度、稳定性和承载能力。压实过程：是对被压材料（土壤）进行周期性的加载，压实方法有滚压、夯滚压是用一定重量的滚轮慢速滚过料层，用滚轮的静压力使被压层获得永久性的变形；夯实是利用一重物从一定的高度上周期性的落下时产生的冲击力来压实料层，这种压实方法特别对粘性土壤有较好的压实效果；振实是利用固定在具有一定质量的物体上的振动器，所产生的高频振动来使被压材料的颗粒产生位移、相互挤压而增加密实度。压实的影响因素：土料的性质：粘性土与非粘性土的压实有显著的差别。粘性土的粘结力较大，摩擦力较小，具有较大的压缩性，但由于它的透水性小，排水困难，压缩过程慢，所以很难达到固结压实。非粘性土料正好相反，它的粘结力小，摩擦力大，具有较小的压缩性，但由于它的透水性大，排水容易，压缩过程快，能很快达到密实。土料颗粒大小与组成：颗粒越细，空隙比就越大，就越不容易压实。所以粘性土压实干表观密度低于非粘性土压实干表观密度。颗粒不均匀的砂砾料，比颗粒均匀的砂砾料达到的干表观密度要大一些。含水量：当压实功能一定时，粘土的干表观密度随含水量增加而增大，并达到最大值，此时的含水量为最优，大于此含水量后，干表观密会减小，因此时土料逐渐饱和，外力被土料内自由水抵消。非粘性土料的透水性大，排水容易，不存在最优含水量，含水量不作专门控制。压实功能的大小：也影响着土料干表观密度的大小。压实功能增加，干表观密度也随之增大而最优含水量随之减少。说明同一种土料的最优含水量和最大干表观密度，随压实功能的改变而变化，这种特性对于含水量过低或过高的土料更为显著。土料压实方法碾压法：用于各类土，采用羊脚碾、气胎碾夯击法：用于各类土，采用夯实机械。振动法：适用于砂性土，采用振动碾。羊脚碾：它是碾的滚筒表面设有交错排列的柱体，形若羊脚。碾压时，羊脚插入土料内部，使羊脚底部土料受到正压力，羊脚四周侧面土料受到挤压力，碾筒转动时土料受到羊脚的揉搓力，从而使土料层均匀受压，压实层厚，层间结合好，压实度高，压实质量好，但仅适于粘土。非粘性土压实中，由于土颗粒产生竖向及侧向移动，效果不好。两种压实方式：逐圈压实：即先沿填土一侧开始，逐圈错距以螺旋形开行逐渐移动进行压实，机械始终前进开行，生产率高，适用宽阔的工作面，并可多台羊脚碾同时工作。但拐弯处及错距交叉处产生重压和漏压。进退错距压实：即沿直线前进后退压实，返复行驶，达到要求后错距，重复进行。压实质量好，遍数好控制，但后退操作不便。此法用于狭窄工作面。压实遍数，由经验可按土层表面被羊脚普遍压过一遍就能满足要求估算。压实遍数的计算：式中：Ｓ—碾筒表面面积，cm；Ｆ—羊脚的端面积，cm；m—羊脚的数量；Ｋ—碾压时羊脚在土料表面分布不均匀修正系数，一般取13。凸块碾压实示意图凸块碾组合压实粘土料利用充气轮胎作为碾子，由拖拉机牵引的一种碾压机械。这种碾子是一种柔性碾，碾压时碾和土料共同变形。胎面与土层表面的接触压力与碾重关系不大，增加碾重，可以增加与土层的接触面积，从而增大压实影响深度，提高生产率。它适用于粘性土的压实，也可压实砂土、砂砾石、粘土与非粘性土的结合带等。与羊脚碾联合作业效果更佳，如气胎碾压实、用羊脚碾收面，有利于上下层结合；羊脚碾碾压、气胎碾收面，有利于防雨。气胎碾压实原理振动碾是一种具有静压和振动双重功能的复合型压实机械。常见的类型是振动平碾，也有振动变形振柴油机带动碾滚内的偏心轴旋转，通过连接碾面的隔板，将振动力传至碾滚表面，然后以压力波的形式传到土体内部。非粘性土的颗粒比较粗，在这种小振幅、高频率的振动力的作用下，摩擦力大大降低，由于颗粒不均匀，惯性力大小不同而产生相对位移，细粒滑入粗粒孔隙而使空隙体积减小，从而使土料达到密实。由于振动力的作用，土中的应力可提高4-5倍，压实层达1m以上，有的高达2m，生产率很高。可以有效地压实堆石体、砂砾料和砾质压必不可少的工具，应用非常广泛。振动碾原理图是一种发展很快的强力夯实机械。它是由高架起重机和铸铁块或钢筋混凝土块做成的夯砣组成。夯砣的重量一般为10-40t，由起重机提升10-40m高后自由下落冲击土层，影响深度达4-5m，压实效果好，生产率高，用于杂土填方，软基及水下地层。夯实机械是一种利用冲击能来击实土料的一种机械，有强夯机、挖掘机夯板等，用于夯实砂砾料，也可以用于夯实粘性土。适于在碾压机械难于施工的部位2挖掘机夯板是一种用起重机械或正铲挖掘机改装而成的夯实机械。其结构见图5-10。夯板一般做成圆型或方型，面积约１m，重量为1-2t，提升高度为3-4m。主要优点是压实功能大，生产率高，有利于雨季、冬季施工。当石块直径大于50cm时，工效大大降低，压实粘土料时，表层容易发生剪力破坏，目前看有逐渐被振动碾取代之按行走方式分，有拖式和自行式现代压路机一般为自行式的，其结构质量较小，机动灵活，压实效果也较好。按滚轮的材料性质分，有铁轮压路机和轮胎压路机前者的滚轮是钢制的金属轮，结构简单、造价便宜，应用较为普遍；后者的滚轮是特制的充气光面轮胎，由于胶轮的弹性作用，其压实表面均匀而密实，且压实的接地面积也较宽，故压实效果很好。按滚轮形状分，有钢制光轮压路机、羊脚碾滚轮压路机和凸爪式滚轮压路机。按压实的原理方法分，有静碾压式压路机和动碾压式压路机前者采用的压实方法是滚压，而后者采用的是滚压和夯实的综合。按滚轮和轮轴数分类二轮二轴式光轮压路机，一般可用于人行道的压实或沥青混凝土路面的修补、压实和广场的压实等。三轮二轴式光轮压路机，一般用于压实路基、地基或铺砌层的初压等。三轮三轴式光轮压路机，可用于路基的压实或对碎石和沥青混凝土路面的最终压实等。按发动机功率分类特轻型光轮压路机，发动机功率小于11KW，整机重量在05～2吨之间，一般用于人行道的压实或路面的修补。轻型光轮压路机，发动机功率在15～18KW之间，整机重量在3～5吨之间，用于一般道路、广场、车间和人行道的压实。中型光轮压路机，发动机功率在20～30KW之间，整机重量在6～9吨之间，一般用于碎石路面和黑色路面的压实。重型光轮压路机，发动机功率在30～44KW之间，整机重量在10～14吨之间，用于碎石路面和黑色路面的压实。超重型光轮压路机，发动机功率在44KW之上，整机重量在15～20吨之间，一般用于碎石路面和黑色路面的压实。总体构造静力式光轮压路机是由发动机、传动系统、行驶滚轮、操纵系统、机架和驾驶室等部分组成。发动机一般采用柴油机，一般装在机架的前部。机架是压路机的骨架，它是用钢板焊接而成的。机架的前端和后部分别支承在前后滚轮上。静力式光轮压路机ZY8／10A型两轮压路机传动系统图轮胎压路机是一种由多个特制的光面充气胎组成的特种车辆。由于胶轮弹性产生的揉压作用，使压实层的物料 颗粒能向各个方向移动，因此由轮胎压路机压实的料层均 匀而密实。在使用中，为了克服轮胎质量轻的缺点而提高 压实效果，可通过增减机架上的配重来调节机重，并且轮 胎的气压也可调节，因而在沥青路面的压实中，轮胎压路 机具有优越的性能。 轮胎式压路机是一种新型静力式压路机，轮胎式压路 机的动力传动系统有的采用机械传动，即采用主离合器和 定轴轮系变速箱；也有的采用液力机械传动，即采用液力 变矩器和动力换挡变速箱。YL9／16型轮胎式压路机的传 动系统。 YL9／16型轮胎式压路机的传动系统 振动压路机是利用机械高频率的振动（偏心块高速旋转所产生的离心力作用），使被压材料 的颗粒发生共振，从而使颗粒间产生相对位移， 其摩擦力回减小、间隙也会缩小，土层即被压实。 它与静力式压路机相比，可得到较大的线，且压实厚度大、适应性强，但不宜压 实粘性土壤，操作人员易产生疲劳。 振动压路机的分类 按结构质量分类 可分为轻型、中型和重型，机重分别为05～2t、2～45t和8t以上。 按传动方式分类 一是机械传动式振动压路机，是通过齿轮、链条来驱动驱动压路机行走，并使 碾压轮产生振动； 二是液压传动式振动压路机，通过油泵产生的高压油使碾压轮产生振动，通过 机械传动使压路机行走。 按行驶方式分类 一是拖式振动压路机，由牵引车来使压路机拖驶的； 二是自行式振动压路机，本身带有动力和行走装置，应用较多。 按振动特征分类 一是非定向振动式压路机，其振动轨迹为一椭圆或园，不工作时其振动偏心块 处于最低位置，起振需要较大的附加力矩； 二是定向振动式压路机，其轨迹为一直线，其它与非定向式相同； 三是摆振式压路机，其轨迹为一小圆弧，工作是有两个串联的振动轮进行，每 个振动轮上各有一个互相错开180的单轴式振动器，其起振附加力矩较小， 功率消耗小。 按滚轮数分类 可分为手扶单滚轮式、二轮而二轴式和三轮二轴式。 按滚轮型式分类 可分为全钢轮式和组合轮式两种，前者的前后轮均为钢轮，且前轮为振动轮 （驱动轮）、后轮为转向轮；后者的前轮为钢轮、后轮为胶轮。 总体构造 振动压路机由机架、工作行走装置、传动系统和操纵 机构等组成。一般还设有无级调频装置，根据工作要求， 其振动轮可调成不振、弱振或强振等不同状态，可兼作轻、 中、重三种类型的压路机用。 振动轮通过减振器与机架相连，以减少对车架及机 架上机件的振动。振动轮的钢轮由耐磨且焊接性好的钢板 焊成。 如YZJ10B型振动压路机振动轮的结构：振动轮为从动 轮，若在振动轮上装有走行驱动装置和减速器，则振动轮 为驱动轮。目前，振动压路机的振动机构还设有自动停止 振动的装置。 Z4．5型振动压路机 YZJ10B型振动压路机振动轮 振动频率的选用 压实大体积土壤和岩石填方的厚铺层时，适宜的振动频率为25～30HZ，如再采用较大振幅，将能达到很高的压实密度； 压实表层时可采用高频振动而小振幅，压实基层时可采用低频振动大振幅。运行速度和碾压次数的选用 自行式振动压路机的运行速度宜在1～6kmh之间，也可根据振动频率f，按 公式v 02f12来确定。 在碾压土壤和岩石的大面积填方时，振动压路机的最佳运行速度为3～6kmh。 在大型工程中，对于难于压实的土壤和厚铺层，推荐的碾压速度为3～4kmh。 冲击式压实机械广泛应用于建筑、给排水工 程、道路工程施工中。 常用的冲击式压实机械有电动蛙式打夯机和 内燃打夯机两种类型。 电动蛙式打夯机由偏心块、夯头、夯头架、 传动系统包括电动机等组成。 工作时，电动机经两级减速三角皮带传动 使夯头上的偏心轴旋转。偏心块在旋转时产生离 动夯头做上下运动，并对土层进行夯击，如此周期性地工作，从而夯实土，同时实现夯实机的自 由前进。 电动蛙式打夯机外形构造图 压实路基时应着眼于提高其强度和稳定性，作业的特点是“先轻后 所谓先轻后重是指初压时用轻型压路机，随着碾压次数的增加，可改用中型或重型压路机进行复压； 所谓先慢后快是指初压时考虑到土壤较松散应使用低速，以使作用时 间长些、作用深度大些，随着碾压次数的增加，应采用较高的工作速度， 以提高作业效率； 所谓先边后中是指压实应从路基两侧开始，逐渐向路面中心移动，以 保持路基的拱形。 在压实过程中还应保持压路机行驶的直线的重 叠量，并根据土壤性质和压实层厚度来增减配重，以调节单位线压力，获 得最佳的碾压质量。 压实路面时应着眼于获得表面最大的密实度，以保证砌铺层在承载 后的相对稳定，其作业特点与压实路基基本一样，也是先轻后重和先慢后 快，在碾压中还应注意：相邻压实带应重叠02～03m，驱动轮应超过两段 铺筑层接缝05～10m，路面两侧应多碾压2～3遍等。总之，压路机的选 用与使用应根据土壤性质、工程量大小等严格按有关规范进行。 为了提高压路机的生产率，在开始碾压时工作速度应低一些，以后随着碾压次数的增加可逐渐提高工作速度。 实际使用中，压路机的作业速度应根据碾压工艺规范来选定，一般取为13～4kmh，其中第一遍的碾压速度为2～25kmh。压 路机的运输速度与碾压工艺规范无关，一般取为6～8kmh，最高速 度达12kmh。 此外，压路机在正常的使用条件下，各个档位的工作时间也应合理分配。 为了使压实层得到最佳密实度而所需的压路机碾压次数，不仅与压路机的参数有关，而且还与土壤的类型和状态有关，一般压实低 粘性土时，平均碾压次数为4～6次，压实粘性土时，平均碾压次数 为10～12次。 档位 二档变速器 三档变速器 四档变速器 II档III档 IV档 80 20 60 30 10 25 55 15 各个档位的工作时间压路机的生产率按单位时间内所压实的面积来计算： 式中，Q为生产率m2h； B为一次碾压的宽度m； L为碾压带的长度m； b为相邻碾压带的重叠宽度m，一般取B3； v为工作速度ms； t为终点换向时间s；（转弯15-20s，换挡2-5s） n为所需碾压的次数； K为时间利用系数，一般取085～090。 3600尼尔基土坝粘土料压实

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