權(quán)江輝

（上海宏信設(shè)備工程有限公司，上海 201806）

高速公路的路基填土一般使用200k N級(jí)振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，對(duì)于像橋墩等建筑周?chē)靥顓^(qū)域則需使用小型壓實(shí)機(jī)械。因回填區(qū)域和其它構(gòu)造物接壤，容易產(chǎn)生段差和沉降現(xiàn)象，壓實(shí)作業(yè)時(shí)需非常注意。然而，不同壓實(shí)作業(yè)使用的小型機(jī)械其壓實(shí)特性也往往不同。高速公路構(gòu)筑物回填區(qū)域主要指橋墩或箱型的混凝土構(gòu)筑物與路基接壤的部分。無(wú)沉降的構(gòu)筑物和允許一定程度沉降的土方接壤部位，容易產(chǎn)生段差，因此該區(qū)域的回填材料需比其它區(qū)域材料高一等級(jí)，同時(shí)有必要采取更加慎重的對(duì)策?；靥钔罙指地表開(kāi)鑿建筑構(gòu)筑物后重新填充的部分，回填土B指的是除A以外的重新填充部分。考慮到開(kāi)鑿部位周?chē)牧蠌?qiáng)度較大，按材料匹配的原理回填土A的等級(jí)更高。表1為路基回填材料規(guī)定。

國(guó)內(nèi)外壓實(shí)技術(shù)與機(jī)械設(shè)備的發(fā)展迅速，振動(dòng)壓實(shí)、振蕩壓實(shí)，振動(dòng)與靜碾、振蕩相結(jié)合的復(fù)合壓實(shí)，連續(xù)沖擊壓實(shí)，智能壓實(shí)等技術(shù)與設(shè)備已在工程中廣泛使用。

表1 路基回填材料

1 壓實(shí)機(jī)械壓實(shí)特性

1.1 大型振動(dòng)壓路機(jī)的壓實(shí)特性

一般用于高速公路的200kN級(jí)振動(dòng)壓路機(jī)的壓實(shí)特性。利用JIS A 1217-2000《土壤壓實(shí)試驗(yàn)方法》中的基準(zhǔn)值為分母，得到土方工程現(xiàn)場(chǎng)的干燥密度。對(duì)于30cm的壓實(shí)厚度，隨著壓實(shí)次數(shù)的增加，干燥密度也在增加，利用200kN級(jí)振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)容易得到超過(guò)以往的密度。

1.2 小型壓實(shí)機(jī)械的壓實(shí)特性

采用大型振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)容易實(shí)現(xiàn)要求的壓實(shí)度。在建筑物周?chē)M(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，由于空間狹窄，大型壓路機(jī)無(wú)法作業(yè)，此時(shí)只能利用小型壓實(shí)機(jī)械進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)。下面用200kN振動(dòng)壓路機(jī)同幾種小型壓實(shí)機(jī)械進(jìn)行施工比較試驗(yàn)，如表2所示。試驗(yàn)所使用的材料特性如表3所示。沖擊夯和1t壓路機(jī)、4t壓路機(jī)對(duì)于不同的壓實(shí)厚度和壓實(shí)度也不同，并且?guī)追N機(jī)型作業(yè)后的壓實(shí)度均隨壓實(shí)次數(shù)增加而增大。但是，這種增加的傾向是有區(qū)別的。對(duì)于該壓實(shí)材料，1t壓路機(jī)壓實(shí)4次以后得到80%左右的壓實(shí)度。4t壓路機(jī)對(duì)30cm厚度的壓實(shí)度也能達(dá)到90%以上。此外，沖擊夯的壓實(shí)次數(shù)計(jì)算較難，一般以操作者來(lái)回作業(yè)的次數(shù)計(jì)算，因此沖擊夯一次作業(yè)可能對(duì)同一位置進(jìn)行反復(fù)壓實(shí)?？傊ㄟ^(guò)試驗(yàn)施工可以得出以下結(jié)論：（1）當(dāng)厚度為20cm時(shí)，4t壓路機(jī)的壓實(shí)效果較好，當(dāng)厚度為30cm時(shí)壓實(shí)效果很低。（2）厚度即使為20cm，1t壓路機(jī)由于壓實(shí)力不足，壓實(shí)度較低。（3）沖擊夯對(duì)于20cm、30cm。

表2 壓實(shí)機(jī)械種類(lèi)及規(guī)格

表3 壓實(shí)機(jī)械試驗(yàn)1的材料特性

2 全面提升壓路機(jī)的綜合性能

提升壓路機(jī)的綜合性能主要是指壓實(shí)性能、可靠性與舒適性的提升，這是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的研究，需要將理論分析、試驗(yàn)研究與仿真分析結(jié)合起來(lái)，作大量的分析與試驗(yàn)工作。研究表明，振動(dòng)壓路機(jī)的壓實(shí)特性不僅與振動(dòng)方式、振動(dòng)頻率、振幅及振動(dòng)強(qiáng)度等振動(dòng)參數(shù)有關(guān)，而且與質(zhì)量、質(zhì)心、前后輪質(zhì)量分配、振動(dòng)輪機(jī)架與振動(dòng)體的質(zhì)量分配，以及線壓力等質(zhì)量參數(shù)有關(guān)。此外，還與牽引性能、行走速度與穩(wěn)定性等工作參數(shù)、鋼輪直徑等幾何尺寸有關(guān)。必須指出，良好的壓實(shí)性能要求振動(dòng)輪的振幅必須均勻，機(jī)架沒(méi)有偏振與擺振，這主要取決于振動(dòng)輪的質(zhì)心、幾何中心、激振力的作用中心、機(jī)架的質(zhì)心與減震器剛度中心的重合度。整機(jī)可靠性不僅與設(shè)計(jì)、制造過(guò)程、材料與工藝有關(guān)，也與試驗(yàn)體系與試驗(yàn)手段有關(guān)。在工程機(jī)械綜合性能試驗(yàn)臺(tái)上，除了可以開(kāi)展試驗(yàn)土槽內(nèi)的整機(jī)壓實(shí)性能試驗(yàn)和振動(dòng)壓實(shí)試驗(yàn)外，還可以完成振動(dòng)輪與整機(jī)的疲勞試驗(yàn)和長(zhǎng)壽命試驗(yàn)，大大縮短了試驗(yàn)周期，保證了振動(dòng)輪與整機(jī)使用。除操控外，壓路機(jī)的舒適性主要是指減振與降噪的水平。

雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)前后輪的振動(dòng)頻率很難完全一致，往往會(huì)引起“拍振”現(xiàn)象，嚴(yán)重影響路面的壓實(shí)質(zhì)量，良好的減振性能有助于減輕拍振的程度與危害。

3 壓實(shí)機(jī)械最新技術(shù)進(jìn)展

洛建GYS30機(jī)械單鋼輪壓路機(jī)（30t）“壓得實(shí)”源于超強(qiáng)的激振力；“敢碰硬”源于新型振動(dòng)輪結(jié)構(gòu)，敢于挑戰(zhàn)復(fù)雜惡略工況；技術(shù)含量高，源于多項(xiàng)技術(shù)專(zhuān)利，包括發(fā)明專(zhuān)利。配備Ⅲ階段發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力強(qiáng)勁、性能可靠；擁有自主研發(fā)專(zhuān)利的振動(dòng)輪結(jié)構(gòu)，具備超強(qiáng)激振力，壓實(shí)效果好。GYS30壓路機(jī)8大核心特點(diǎn)專(zhuān)利技術(shù)——發(fā)動(dòng)機(jī)功率自適應(yīng)系統(tǒng)，節(jié)能環(huán)保；電控油門(mén)離合器聯(lián)動(dòng)，提高了離合器摩擦片使用，大制動(dòng)扭矩重載驅(qū)動(dòng)橋，制動(dòng)性能好，安全可靠；重型壓路機(jī)專(zhuān)用變速箱，前、后擋位同速壓實(shí)，確保壓實(shí)密實(shí)度的一致性和穩(wěn)定性；同步換擋系統(tǒng)，排擋與換向更加輕松，倒順操縱桿直線操作，簡(jiǎn)單方便；加強(qiáng)型振動(dòng)輪設(shè)計(jì)能夠適應(yīng)更加惡劣工況的壓實(shí)，雙偏心室振動(dòng)機(jī)構(gòu)長(zhǎng)效節(jié)能，對(duì)稱(chēng)的激振器布局設(shè)計(jì)，壓實(shí)效果好；新型鉸接機(jī)構(gòu)，擺動(dòng)角度大，使壓路機(jī)振動(dòng)輪始終貼緊路面，牽引力大，壓實(shí)效果好；冷熱風(fēng)隔離系統(tǒng)，有效改善動(dòng)力系統(tǒng)的散熱，適應(yīng)更高的環(huán)境溫度。標(biāo)配進(jìn)口集中潤(rùn)滑系統(tǒng)和免維護(hù)電瓶。

徐工XS395全液壓?jiǎn)武撦喺駝?dòng)壓路機(jī)屬于超重型全液壓壓路機(jī)，全輪驅(qū)動(dòng)，定位于大深度巖石填方壓實(shí)和超厚鋪層壓實(shí)，能兼顧常規(guī)鋪層壓實(shí)。該設(shè)備能實(shí)現(xiàn)自決策無(wú)人操控，實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃、自動(dòng)變道、自動(dòng)駛?cè)胧┕^(qū)域、自動(dòng)躲避障礙物等功能。

寶馬格公司早在20世紀(jì)90年代就已經(jīng)開(kāi)始并成功推出能夠自動(dòng)調(diào)整振動(dòng)能量輸出的壓實(shí)系統(tǒng)，并成功應(yīng)用在瀝青路面壓實(shí)的雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)上。該系統(tǒng)也包括了自動(dòng)檢測(cè)功能，使得操作手可以隨時(shí)監(jiān)控壓實(shí)過(guò)程。該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)更新，使得寶馬格壓路機(jī)成為同級(jí)別產(chǎn)品中高效的壓實(shí)設(shè)備。該系統(tǒng)作為智能壓實(shí)系統(tǒng)，關(guān)鍵在于在碾壓過(guò)程中對(duì)壓實(shí)狀態(tài)進(jìn)行直接的評(píng)估。鋼輪被用來(lái)檢測(cè)壓實(shí)的狀態(tài)。工作時(shí)，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到鋼輪與瀝青層間的相互作用力以及鋼輪的振動(dòng)路徑。伴隨激振器輸出軸每次旋轉(zhuǎn)繪制加載和卸載曲線，并根據(jù)承載曲線計(jì)算出瀝青層的剛度。該測(cè)量方法與路基施工中經(jīng)常用到的平板承載試驗(yàn)類(lèi)似。該系統(tǒng)使用動(dòng)態(tài)變形模量EVIB值來(lái)衡量瀝青層的剛度，該物理量的單位為MN/m2，在工作時(shí)會(huì)不間斷的顯示。寶馬格多年使用瀝青壓實(shí)專(zhuān)家系統(tǒng)的實(shí)地經(jīng)驗(yàn)證明理論和實(shí)踐是統(tǒng)一的，當(dāng)混合料溫度在100℃～150℃范圍內(nèi)，系統(tǒng)的檢測(cè)結(jié)果具有相關(guān)性。檢測(cè)的動(dòng)態(tài)變形模量和瀝青層的密實(shí)度具有直接相關(guān)性和一致性。

寶馬格智能壓路機(jī)實(shí)現(xiàn)了不間斷實(shí)時(shí)檢測(cè)，檢測(cè)快，并且做到無(wú)損檢測(cè)。智能系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)整壓實(shí)能量輸出，在壓實(shí)已經(jīng)達(dá)到要求的地點(diǎn)將自動(dòng)調(diào)整振動(dòng)幅方向?yàn)樗?，從而避免過(guò)振對(duì)壓實(shí)場(chǎng)層松散的危險(xiǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

文章對(duì)大型和小型壓實(shí)機(jī)械性能做了闡述，并對(duì)壓路機(jī)綜合性能參數(shù)提升做了描述，結(jié)合國(guó)內(nèi)外壓路機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)展，對(duì)于行業(yè)在壓實(shí)機(jī)械領(lǐng)域的研究有一定參考意義。