压实机械的系列与压路机分类

一、土壤压实方法

压实机械主要用来对道路基础、路面、建筑物基础、堤坝、机场跑道等进行压实，以提高土石方基础的强度，降低透水性，保持基础稳定，使之具有足够的承载能力，不致因载荷的作用而产生沉陷。压路机对土壤的施力方法可简化为四种压实原理。静压冲击振动揉搓压实机械是用来压实由土和各种松散材料（碎石、砾石、砂及各种混合料）所组成的任何建筑工程的基础及其承载面层，使其具有足够的强度和稳定性，能承受一定的载荷并且有抗侵蚀能力。土壤的压实是指对土壤施加作用力，使土粒移动，土壤孔隙中的空气被挤出，土体的体积缩小，密实度和干容积密度增大，使其承载能力和抗剪强度得到提高，沉陷量和透水性降低。压实机械根据压实的原理不同，可分为冲击式、碾压式和振动夯实机械三大类。图3-1为压实原理示意图。图3-1压实原理示意图压实机械概述压实机械通常分为压路机（以滚轮压实）和夯实机（以平板压实）两大类。按施力原理不同，压路机又分为静作用压路机、轮胎压路机、振动压路机和冲击式压路机四大系列，夯实机械有振动夯实机、仅以冲击作用的爆炸夯实机和蛙式夯实机。早期都是静作用式的，依靠增加压路机重量来增加压实效果。

振动压实技术和机械的出现，是压实机械发展过程的一个划时代革命。第一台出现在20世纪40年代，50年代大量投放市场。

70年代以来，迅速而普遍推广静液传动和液压控制技术。

80年代出现振荡压实，首先在瑞典。

1940年我国仿制出第一台以蒸汽机为动力的自行式压路机。

1961年公路学院与西筑联合开发的3t自行式压路机，是我国自行开发设计振动压实机械的起点。

历经近50年的创业和发展，我国形成了以徐州、洛阳等产地为主的50多家压实机械制造企业和多家科研机构。已形成4-25t静碾压路机、16～30t轮胎压路机、0.5～26t振动压路机三大系列及年产10000余台的批量生产能力。徐工集团占行业总销量的40％以上，一拖集团占27％,厦工三明占11％

，其他企业占30％左右。世界压路机制造业主要集中在欧洲、北美和东亚地区的几家大公司，包括宝马、戴纳派克、英格索兰、卡特彼勒和酒井重工，其中宝马公司在世界压实机械市场占有率高达24％；戴纳派克约为18％；英格索兰约10％；卡特彼勒约为10％；酒井重工约为4％。一压实机械的系列除表1中所列类别之外，压路机还可以按工作质量大小分为小型、轻型、中型、超重型；按用途不同分为基础用压路机、路用面压路机；按结构形式还可分为更多类型。二压路机分类1．按压实原理分类按工作原理分类基本上能体现出压路机各自的技术特性，这为压路机的设计与使用提供了依据。静碾压路机（图1）和轮胎压路机（图2）都是以其自身质量产生的静电力迫使土颗粒相互靠近的，从而提高土壤的密实度。此外还有冲击式，振动式和复合作用式等。静碾压路机轮胎压路机与静碾压路机相比，轮胎压路机优越性在于能使被压实材料有良好的封闭性和揉搓作用。它除了适宜于压实沥青混凝土铺装层外，几乎还能够完成所有的压实工作。自行式轮胎压路机的机动性好，便于运输和转移工地。在修筑高级路面时，轮胎压路机是不可缺少的压实设备。振动压路机发出的振动载荷使土颗粒处于高频振动状态，使颗粒间的内摩擦力丧失，同时压路机的重力对土壤产生的压应力和剪切力迫使土壤颗粒重新排列而得到压实。振动压实技术和振动压实机械的出现在压实机械发展史上具有划时代的意义。从此压实效果的增长不再是简单地信赖于压路机质量或线压力的增大，同时对压实过程中的振动参数和振动方式的研究提高到了一个新的水平。最早是在振动平板压实机的基础上发明了拖式振动压路机（图3）。随着对振动技术的深入研究，振动轴承和减振器的性能及制造工艺不断提高，先后研制成功了轮胎驱动（铰接式）振动压路机（图4）和串联式振动压路机（图5）。拖式振动压路机轮胎驱动振动压路机串联式振动压路机冲击式压路机（图6）使用多边形方滚，具有静压、冲击、振动、捣实和抒搓的综合作用适用于大型填方、塌陷性土壤和干砂填筑工程的压实。振动平板夯实机与振动冲击夯实机（图7）同属于振动压实机械。蛙式夯机是我国特有的一种小型压实设备，目前被除广泛使用。夯实机械通常用于小型工程的压实或作为压路机的补充。冲击式压路机振动平板夯实机振动冲击夯实机2．按工作质量大小分类按工作质量大小，压路机分为小型、轻型、中型、重型和超重型，见表2、表3、表4。表2拖式轮胎压路机按质量分类表3光轮压路机按质量划分类表表4振动压路机按质量分类表3．按压路机用途分类压实路面用的压路机要求有光整封层作用，不破坏铺层材料中的粗骨科，并且不粘结沥青混合科。因此，路面型的压路机应以大滚轮串联式为好，对于振动压路机要求高频率低振幅，要有洒水或喷水功能，最好是全轮驱动。柔性压轮更能起到封层和保存粗骨料的作用，此外还有重铺沥青混凝土路面专用的薄层振动压路机。压实基础用的压路机要求压实能力强，牵引力大，越野性能好。基础型的压路应取大吨们的重型或超重型，振动压路机要大振幅低频率，驱动轮胎要宽基低压带花纹的，压路机横向稳定性要好，并且应有带锁止机构的差速器。对堤坝和河槽斜坡的压实，可用履带式拖拉机绞车牵动的拖式或自行式振动压路机施工，还可选用专用的斜坡压实机（图8）。对于管道或电缆埋设沟槽填土，可用专门的沟槽压实机（图9）压实。回填压实机沟槽压实机4．按结构型式分类由于压实工程相关条件与使用要求各不相同，当今压路机派生出了许多个性化的结构，主要结构可按8个方面分类，这为选购和应用提供了相当大的空间。（1）按压轮型式分类压路机的光面钢轮能适应路面的光整作业，且在转移工地时可在公路上行驶。但这种刚性滚轮难于保证铺层材料压实度的均匀性，这种压实度不均匀的道路经行车和沉陷后就会出现凹凸不平。凸块轮对土壤兼有压实、冲击、拌合与揉搓的综合作用，特别适用于压实粘土。由于凸块对铺层材料的压应力大，经多遍压实后可得到高强度的工程基础。凸块轮振动压路机（图10）在工程基础与堤坝的建设施工中得到了广泛应用。凸块振动压路机轮胎压实较之刚性压轮，其优越性在于其揉搓作用能使被压实材料在轮胎接地面积范围内得以均匀压实，而物料很少向侧面移动，这就使铺层各处的压实度相一致，且不会出现裂纹。由于柔性压实，不会破坏铺层材料的原有粘度和混合料中的骨科结构，使沥青混凝土路面有很好的封闭性和抗滑性能。凸块轮振动压路机可拆卸薄皮凸块轮整体凸块轮（2）按驱动轮数量分类单轮驱动压路机在进行压实作业时，从动轮有较为严重的推土现象，降低了铺层材料表面的压实品质。全轮驱动压路机的压轮都是主动轮，驱动力将铺层材料推向后方，能明显地发送表面的压实品质。单轮驱动压路机往往是一个轮驱动，另一个从动轮转向，全轮驱动较单轮驱动有更大的驱动能力和制动能力，使压路机压实作业时不易陷车，刹车时能缩短制动距离。（3）按振动轮数量分类振动压路机有单轮振动和双轮振动两种结构型式。与单轮振动串联压路机相比，双轮振动串联压路机虽然结构较复杂，但压实能力强，生产效率高。单轮振动串联压路机在结构上比较简单在一些小型压实工程及路面维修作业中被广泛采用。轮胎驱动单轮振动压路机的驱动能力大，横向稳定性好，几乎占领了岩石填土和工程基础的所有压实工作。（4）按压轮布置分类压轮串联布置使作业面平整度好，三轮布置的压路机横向稳定性好，轮胎压路机的前后轮应相互错开安装。前后轮应有必要的重叠量，不致于在作业面留下空白处。组合振动压路机（图11）的压轮布置独具匠心，前轮振动，后轮为四个光面轮胎。它集振动压路机与轮胎压路机的优点于一身，在路面铺层的压实工作中获得了很好的压实效果。组合振动压路机（5）按传动型式分类压路机的传动型式可以是机械传动、液压传动、液力机械传动。机械传动系统只能实现有级变速，且不能实现全轮驱动。液压传动能很容易地实现无级变速和全轮驱动、全轮振动，能在相当大的调速范围内保持高效率，操纵也很方便。液力机械传动能在一定的范围内根据行驶阻力的变化自动无级调速，提高了发动机的功率利用率。现在几乎所有的振动压路机上都采用了液压传动，液力机械传动只在超重型的轮胎压路机上应用。（6）按转向方式分类压路机的转向方式分为偏转轮转向和铰接转向两大类。偏转轮转向的压压路机用整体式车架，结构比较简单。偏转轮转向有前轮转向、后轮转向和前后轮同时转向，其中前轮转向较有得司机掌握行车方向。前后轮同时转向也称“全轮转向”，全轮转向压路机的转弯半径小，且能保证弯道压实时不出现漏压现象，但需采用液压传动技术才能实现。铰接转向压路机是通过车架“折腰”转向的。当铰接销布置在轴距中间时能使弯道压实前后轮迹重合。铰接转向压路机的机动性好，无论是液压传动还是机械传动都可以用。但铰接转向压路机的车架结构较复