壓實(shí)機(jī)械的系列與壓路機(jī)分類(lèi)

一、土壤壓實(shí)方法

壓實(shí)機(jī)械主要用來(lái)對(duì)道路基礎(chǔ)、路面、建筑物基礎(chǔ)、堤壩、機(jī)場(chǎng)跑道等進(jìn)行壓實(shí)，以提高土石方基礎(chǔ)的強(qiáng)度，降低透水性，保持基礎(chǔ)穩(wěn)定，使之具有足夠的承載能力，不致因載荷的作用而產(chǎn)生沉陷。壓路機(jī)對(duì)土壤的施力方法可簡(jiǎn)化為四種壓實(shí)原理。靜壓沖擊振動(dòng)揉搓壓實(shí)機(jī)械是用來(lái)壓實(shí)由土和各種松散材料（碎石、礫石、砂及各種混合料）所組成的任何建筑工程的基礎(chǔ)及其承載面層，使其具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，能承受一定的載荷并且有抗侵蝕能力。土壤的壓實(shí)是指對(duì)土壤施加作用力，使土粒移動(dòng)，土壤孔隙中的空氣被擠出，土體的體積縮小，密實(shí)度和干容積密度增大，使其承載能力和抗剪強(qiáng)度得到提高，沉陷量和透水性降低。壓實(shí)機(jī)械根據(jù)壓實(shí)的原理不同，可分為沖擊式、碾壓式和振動(dòng)夯實(shí)機(jī)械三大類(lèi)。圖3-1為壓實(shí)原理示意圖。圖3-1壓實(shí)原理示意圖壓實(shí)機(jī)械概述壓實(shí)機(jī)械通常分為壓路機(jī)（以滾輪壓實(shí)）和夯實(shí)機(jī)（以平板壓實(shí)）兩大類(lèi)。按施力原理不同，壓路機(jī)又分為靜作用壓路機(jī)、輪胎壓路機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)和沖擊式壓路機(jī)四大系列，夯實(shí)機(jī)械有振動(dòng)夯實(shí)機(jī)、僅以沖擊作用的爆炸夯實(shí)機(jī)和蛙式夯實(shí)機(jī)。早期都是靜作用式的，依靠增加壓路機(jī)重量來(lái)增加壓實(shí)效果。

振動(dòng)壓實(shí)技術(shù)和機(jī)械的出現(xiàn)，是壓實(shí)機(jī)械發(fā)展過(guò)程的一個(gè)劃時(shí)代革命。第一臺(tái)出現(xiàn)在20世紀(jì)40年代，50年代大量投放市場(chǎng)。

70年代以來(lái)，迅速而普遍推廣靜液傳動(dòng)和液壓控制技術(shù)。

80年代出現(xiàn)振蕩壓實(shí)，首先在瑞典。

1940年我國(guó)仿制出第一臺(tái)以蒸汽機(jī)為動(dòng)力的自行式壓路機(jī)。

1961年公路學(xué)院與西筑聯(lián)合開(kāi)發(fā)的3t自行式壓路機(jī)，是我國(guó)自行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)振動(dòng)壓實(shí)機(jī)械的起點(diǎn)。

歷經(jīng)近50年的創(chuàng)業(yè)和發(fā)展，我國(guó)形成了以徐州、洛陽(yáng)等產(chǎn)地為主的50多家壓實(shí)機(jī)械制造企業(yè)和多家科研機(jī)構(gòu)。已形成4-25t靜碾壓路機(jī)、16～30t輪胎壓路機(jī)、0.5～26t振動(dòng)壓路機(jī)三大系列及年產(chǎn)10000余臺(tái)的批量生產(chǎn)能力。徐工集團(tuán)占行業(yè)總銷(xiāo)量的40％以上，一拖集團(tuán)占27％,廈工三明占11％

，其他企業(yè)占30％左右。世界壓路機(jī)制造業(yè)主要集中在歐洲、北美和東亞地區(qū)的幾家大公司，包括寶馬、戴納派克、英格索蘭、卡特彼勒和酒井重工，其中寶馬公司在世界壓實(shí)機(jī)械市場(chǎng)占有率高達(dá)24％；戴納派克約為18％；英格索蘭約10％；卡特彼勒約為10％；酒井重工約為4％。一壓實(shí)機(jī)械的系列除表1中所列類(lèi)別之外，壓路機(jī)還可以按工作質(zhì)量大小分為小型、輕型、中型、超重型；按用途不同分為基礎(chǔ)用壓路機(jī)、路用面壓路機(jī)；按結(jié)構(gòu)形式還可分為更多類(lèi)型。二壓路機(jī)分類(lèi)1．按壓實(shí)原理分類(lèi)按工作原理分類(lèi)基本上能體現(xiàn)出壓路機(jī)各自的技術(shù)特性，這為壓路機(jī)的設(shè)計(jì)與使用提供了依據(jù)。靜碾壓路機(jī)（圖1）和輪胎壓路機(jī)（圖2）都是以其自身質(zhì)量產(chǎn)生的靜電力迫使土顆粒相互靠近的，從而提高土壤的密實(shí)度。此外還有沖擊式，振動(dòng)式和復(fù)合作用式等。靜碾壓路機(jī)輪胎壓路機(jī)與靜碾壓路機(jī)相比，輪胎壓路機(jī)優(yōu)越性在于能使被壓實(shí)材料有良好的封閉性和揉搓作用。它除了適宜于壓實(shí)瀝青混凝土鋪裝層外，幾乎還能夠完成所有的壓實(shí)工作。自行式輪胎壓路機(jī)的機(jī)動(dòng)性好，便于運(yùn)輸和轉(zhuǎn)移工地。在修筑高級(jí)路面時(shí)，輪胎壓路機(jī)是不可缺少的壓實(shí)設(shè)備。振動(dòng)壓路機(jī)發(fā)出的振動(dòng)載荷使土顆粒處于高頻振動(dòng)狀態(tài)，使顆粒間的內(nèi)摩擦力喪失，同時(shí)壓路機(jī)的重力對(duì)土壤產(chǎn)生的壓應(yīng)力和剪切力迫使土壤顆粒重新排列而得到壓實(shí)。振動(dòng)壓實(shí)技術(shù)和振動(dòng)壓實(shí)機(jī)械的出現(xiàn)在壓實(shí)機(jī)械發(fā)展史上具有劃時(shí)代的意義。從此壓實(shí)效果的增長(zhǎng)不再是簡(jiǎn)單地信賴(lài)于壓路機(jī)質(zhì)量或線壓力的增大，同時(shí)對(duì)壓實(shí)過(guò)程中的振動(dòng)參數(shù)和振動(dòng)方式的研究提高到了一個(gè)新的水平。最早是在振動(dòng)平板壓實(shí)機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)明了拖式振動(dòng)壓路機(jī)（圖3）。隨著對(duì)振動(dòng)技術(shù)的深入研究，振動(dòng)軸承和減振器的性能及制造工藝不斷提高，先后研制成功了輪胎驅(qū)動(dòng)（鉸接式）振動(dòng)壓路機(jī)（圖4）和串聯(lián)式振動(dòng)壓路機(jī)（圖5）。拖式振動(dòng)壓路機(jī)輪胎驅(qū)動(dòng)振動(dòng)壓路機(jī)串聯(lián)式振動(dòng)壓路機(jī)沖擊式壓路機(jī)（圖6）使用多邊形方滾，具有靜壓、沖擊、振動(dòng)、搗實(shí)和抒搓的綜合作用適用于大型填方、塌陷性土壤和干砂填筑工程的壓實(shí)。振動(dòng)平板夯實(shí)機(jī)與振動(dòng)沖擊夯實(shí)機(jī)（圖7）同屬于振動(dòng)壓實(shí)機(jī)械。蛙式夯機(jī)是我國(guó)特有的一種小型壓實(shí)設(shè)備，目前被除廣泛使用。夯實(shí)機(jī)械通常用于小型工程的壓實(shí)或作為壓路機(jī)的補(bǔ)充。沖擊式壓路機(jī)振動(dòng)平板夯實(shí)機(jī)振動(dòng)沖擊夯實(shí)機(jī)2．按工作質(zhì)量大小分類(lèi)按工作質(zhì)量大小，壓路機(jī)分為小型、輕型、中型、重型和超重型，見(jiàn)表2、表3、表4。表2拖式輪胎壓路機(jī)按質(zhì)量分類(lèi)表3光輪壓路機(jī)按質(zhì)量劃分類(lèi)表表4振動(dòng)壓路機(jī)按質(zhì)量分類(lèi)表3．按壓路機(jī)用途分類(lèi)壓實(shí)路面用的壓路機(jī)要求有光整封層作用，不破壞鋪層材料中的粗骨科，并且不粘結(jié)瀝青混合科。因此，路面型的壓路機(jī)應(yīng)以大滾輪串聯(lián)式為好，對(duì)于振動(dòng)壓路機(jī)要求高頻率低振幅，要有灑水或噴水功能，最好是全輪驅(qū)動(dòng)。柔性壓輪更能起到封層和保存粗骨料的作用，此外還有重鋪瀝青混凝土路面專(zhuān)用的薄層振動(dòng)壓路機(jī)。壓實(shí)基礎(chǔ)用的壓路機(jī)要求壓實(shí)能力強(qiáng)，牽引力大，越野性能好?；A(chǔ)型的壓路應(yīng)取大噸們的重型或超重型，振動(dòng)壓路機(jī)要大振幅低頻率，驅(qū)動(dòng)輪胎要寬基低壓帶花紋的，壓路機(jī)橫向穩(wěn)定性要好，并且應(yīng)有帶鎖止機(jī)構(gòu)的差速器。對(duì)堤壩和河槽斜坡的壓實(shí)，可用履帶式拖拉機(jī)絞車(chē)牽動(dòng)的拖式或自行式振動(dòng)壓路機(jī)施工，還可選用專(zhuān)用的斜坡壓實(shí)機(jī)（圖8）。對(duì)于管道或電纜埋設(shè)溝槽填土，可用專(zhuān)門(mén)的溝槽壓實(shí)機(jī)（圖9）壓實(shí)?；靥顗簩?shí)機(jī)溝槽壓實(shí)機(jī)4．按結(jié)構(gòu)型式分類(lèi)由于壓實(shí)工程相關(guān)條件與使用要求各不相同，當(dāng)今壓路機(jī)派生出了許多個(gè)性化的結(jié)構(gòu)，主要結(jié)構(gòu)可按8個(gè)方面分類(lèi)，這為選購(gòu)和應(yīng)用提供了相當(dāng)大的空間。（1）按壓輪型式分類(lèi)壓路機(jī)的光面鋼輪能適應(yīng)路面的光整作業(yè)，且在轉(zhuǎn)移工地時(shí)可在公路上行駛。但這種剛性滾輪難于保證鋪層材料壓實(shí)度的均勻性，這種壓實(shí)度不均勻的道路經(jīng)行車(chē)和沉陷后就會(huì)出現(xiàn)凹凸不平。凸塊輪對(duì)土壤兼有壓實(shí)、沖擊、拌合與揉搓的綜合作用，特別適用于壓實(shí)粘土。由于凸塊對(duì)鋪層材料的壓應(yīng)力大，經(jīng)多遍壓實(shí)后可得到高強(qiáng)度的工程基礎(chǔ)。凸塊輪振動(dòng)壓路機(jī)（圖10）在工程基礎(chǔ)與堤壩的建設(shè)施工中得到了廣泛應(yīng)用。凸塊振動(dòng)壓路機(jī)輪胎壓實(shí)較之剛性壓輪，其優(yōu)越性在于其揉搓作用能使被壓實(shí)材料在輪胎接地面積范圍內(nèi)得以均勻壓實(shí)，而物料很少向側(cè)面移動(dòng)，這就使鋪層各處的壓實(shí)度相一致，且不會(huì)出現(xiàn)裂紋。由于柔性壓實(shí)，不會(huì)破壞鋪層材料的原有粘度和混合料中的骨科結(jié)構(gòu)，使瀝青混凝土路面有很好的封閉性和抗滑性能。凸塊輪振動(dòng)壓路機(jī)可拆卸薄皮凸塊輪整體凸塊輪（2）按驅(qū)動(dòng)輪數(shù)量分類(lèi)單輪驅(qū)動(dòng)壓路機(jī)在進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)時(shí)，從動(dòng)輪有較為嚴(yán)重的推土現(xiàn)象，降低了鋪層材料表面的壓實(shí)品質(zhì)。全輪驅(qū)動(dòng)壓路機(jī)的壓輪都是主動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)力將鋪層材料推向后方，能明顯地發(fā)送表面的壓實(shí)品質(zhì)。單輪驅(qū)動(dòng)壓路機(jī)往往是一個(gè)輪驅(qū)動(dòng)，另一個(gè)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向，全輪驅(qū)動(dòng)較單輪驅(qū)動(dòng)有更大的驅(qū)動(dòng)能力和制動(dòng)能力，使壓路機(jī)壓實(shí)作業(yè)時(shí)不易陷車(chē)，剎車(chē)時(shí)能縮短制動(dòng)距離。（3）按振動(dòng)輪數(shù)量分類(lèi)振動(dòng)壓路機(jī)有單輪振動(dòng)和雙輪振動(dòng)兩種結(jié)構(gòu)型式。與單輪振動(dòng)串聯(lián)壓路機(jī)相比，雙輪振動(dòng)串聯(lián)壓路機(jī)雖然結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但壓實(shí)能力強(qiáng)，生產(chǎn)效率高。單輪振動(dòng)串聯(lián)壓路機(jī)在結(jié)構(gòu)上比較簡(jiǎn)單在一些小型壓實(shí)工程及路面維修作業(yè)中被廣泛采用。輪胎驅(qū)動(dòng)單輪振動(dòng)壓路機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力大，橫向穩(wěn)定性好，幾乎占領(lǐng)了巖石填土和工程基礎(chǔ)的所有壓實(shí)工作。（4）按壓輪布置分類(lèi)壓輪串聯(lián)布置使作業(yè)面平整度好，三輪布置的壓路機(jī)橫向穩(wěn)定性好，輪胎壓路機(jī)的前后輪應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)安裝。前后輪應(yīng)有必要的重疊量，不致于在作業(yè)面留下空白處。組合振動(dòng)壓路機(jī)（圖11）的壓輪布置獨(dú)具匠心，前輪振動(dòng)，后輪為四個(gè)光面輪胎。它集振動(dòng)壓路機(jī)與輪胎壓路機(jī)的優(yōu)點(diǎn)于一身，在路面鋪層的壓實(shí)工作中獲得了很好的壓實(shí)效果。組合振動(dòng)壓路機(jī)（5）按傳動(dòng)型式分類(lèi)壓路機(jī)的傳動(dòng)型式可以是機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、液力機(jī)械傳動(dòng)。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)有級(jí)變速，且不能實(shí)現(xiàn)全輪驅(qū)動(dòng)。液壓傳動(dòng)能很容易地實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速和全輪驅(qū)動(dòng)、全輪振動(dòng)，能在相當(dāng)大的調(diào)速范圍內(nèi)保持高效率，操縱也很方便。液力機(jī)械傳動(dòng)能在一定的范圍內(nèi)根據(jù)行駛阻力的變化自動(dòng)無(wú)級(jí)調(diào)速，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用率?，F(xiàn)在幾乎所有的振動(dòng)壓路機(jī)上都采用了液壓傳動(dòng)，液力機(jī)械傳動(dòng)只在超重型的輪胎壓路機(jī)上應(yīng)用。（6）按轉(zhuǎn)向方式分類(lèi)壓路機(jī)的轉(zhuǎn)向方式分為偏轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)向和鉸接轉(zhuǎn)向兩大類(lèi)。偏轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)向的壓壓路機(jī)用整體式車(chē)架，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。偏轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)向有前輪轉(zhuǎn)向、后輪轉(zhuǎn)向和前后輪同時(shí)轉(zhuǎn)向，其中前輪轉(zhuǎn)向較有得司機(jī)掌握行車(chē)方向。前后輪同時(shí)轉(zhuǎn)向也稱(chēng)“全輪轉(zhuǎn)向”，全輪轉(zhuǎn)向壓路機(jī)的轉(zhuǎn)彎半徑小，且能保證彎道壓實(shí)時(shí)不出現(xiàn)漏壓現(xiàn)象，但需采用液壓傳動(dòng)技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。鉸接轉(zhuǎn)向壓路機(jī)是通過(guò)車(chē)架“折腰”轉(zhuǎn)向的。當(dāng)鉸接銷(xiāo)布置在軸距中間時(shí)能使彎道壓實(shí)前后輪跡重合。鉸接轉(zhuǎn)向壓路機(jī)的機(jī)動(dòng)性好，無(wú)論是液壓傳動(dòng)還是機(jī)械傳動(dòng)都可以用。但鉸接轉(zhuǎn)向壓路機(jī)的車(chē)架結(jié)構(gòu)較復(fù)