公路施工机电基础4单元压实机械施工

《公路工程施工机电基础》（多学时）单元四压实机械施工单元四压实机械施工单元学习目标1．认识静力式光轮压路机、轮胎压路机和振动压路机的主要类型和主要结构；2．简述振动压路机振动的基本工作原理；3．能根据机械配套情况、压实作业项目、被压实材料特性和含水量选择压路机；4．能根据施工组织形式、工程质量、技术要求和作业内容选择压路机作业参数；5．了解路基压实施工作业；6．了解道路基层的压实施工作业；7．了解沥青路面的压实施工作业。4.1压路机的认识压实机械用于对路基、路面、河堤、石坝、围堰等土壤、砂砾石、石渣基础及沥青混合料进行压实，提高构筑物的强度、不透水性和稳定性，使之具有足够的承载力和平整表面，防止因受雨、水风侵蚀而产生沉陷破坏。压实机械按照压实力的作用原理可分为静作用碾压机械、振动碾压机械、夯实机械三类。a)静作用碾压机械b)振动碾压机械c)夯实机械4.1压路机的认识静作用碾压机械称为静力式压路机，是依靠机械自重的静压力作用，利用滚轮在被压实表面往复滚动，使被压层产生一定程度的永久变形，达到压实的目的。包括各种型号的静力式光轮压路机、轮胎压路机、羊脚压路机、凸块压路机及各种拖式压滚等。振动碾压机械称振动压路机，其滚轮沿被压实表面既作往复滚动，又以一定的频率和振幅振动，使被压层同时受到滚轮的静压力和振动力，压实材料的颗粒在振动力和静压力作用下发生振动位移而重新组合使之提高密实度和稳定性，达到压实的目的。夯实机械利用重物自一定高度落下产生冲击力把材料压实。4.1压路机的认识一静力式光轮压路机静力式光轮压路机是依靠自身重量对被压材料进行压实，它可以压实路基、路面、广场和其他各类工程的地基等。1静力式光轮压路机的类型静力式光轮压路机按滚轮及轮轴数目分为二轮二轴式、三轮二轴式和三轮三轴式。a)二轮二轴式b)三轮二轴式c)三轮三轴式4.1压路机的认识二轮二轴式压路机工作装置是前后滚轮。前轮为从动转向轮，后轮为驱动轮。前后轮由轮圈和钢板轮辐焊接而成。为便于调节压路机质量，滚轮内可加入砂子或水。2静力式光轮压路机的结构静力式光轮压路机由发动机、传动系统、操纵系统、行驶系统和机架等组成。1)二轮二轴式压路机的结构4.1压路机的认识三轮二轴式压路机与二轮二轴式压路机的主要区别是，三轮二轴式压路机具有两个装在同一根后轴上较窄而直径较大的后驱动轮；在传动系统中增加了一个带差速锁的差速器。2)三轮二轴式压路机的结构三轮二轴式压路机工作质量（最小/最大）主要有6t/8t、18t/21t、21t/25t等规格。4.1压路机的认识压实力沿各个方向移动材料粒子，所以可得到最大的密实度。再加上胶轮的弹性所产生的“揉搓作用”和在同一地点作用时间长，结果产生了极好的压实效果。轮胎压路机还有可增减配重、改变轮胎充气压力的特点，这样更有利于对各种材料的压实。轮胎压路机的工作装置是光面轮胎，一般采用前后轮交错布置。二轮胎压路机轮胎压路机是一种靠机械自身的重力，通过特制的充气轮胎对铺层进行压实的机械。它除有垂直压实力外，还有水平压实力。4.1压路机的认识三振动压路机1振动压路机的类型振动压路机分为单钢轮振动压路机和双钢轮振动压路机两种。按振动轮的结构可分为：振动压路机和振荡压路机。4.1压路机的认识三振动压路机单钢轮振动压路机主要适合于基础层、次基础层及填方的砾石、碎石、砂石混合料，沙性土壤和岩石填方等非粘性材料的压实,其工作质量主要有10t、12t、14t、16t、18t、20t、22t、26t、28t等规格。单钢轮振动压路机的行走驱动采用机械驱动和液压驱动两种方式。双钢轮振动压路机主要适合于路面工程的各类稳定土、沥青混凝土，干硬性混凝土等材料的压实，也可用于路基工程作业,其工作质量主要有8t、10t、12t、14t等规格。双钢轮振动压路机的行走驱动主要采用液压驱动的方式。4.1压路机的认识2振动压路机的结构振动压路机一般由发动机、传动系统、操纵系统、行走装置(振动轮和驱动轮)以及车架(整体式和铰接式)等组成。振动压路机的振动轮按结构不同，可分为偏心块式和偏心轴式两种。调整偏心块、偏心轴的偏心质量大小或偏心质量分布，可以改变振动轮激振力及振幅的大小，以压实不同类型的材料。而振动轮的振动频率调节是通过改变振动轴的转速来实现的。4.1压路机的认识振动压路机振动轮中的振动轴在液压马达的驱动下高速旋转时，带动两个激振室中的偏心块旋转，使偏心块的偏心质量产生离心力（即激振力）来振动，从而使振动轮以一定的频率和振幅振动。振动轮和振动轴各自独立转动，可不干涉。振动压路机振动轮结构示意图1-振动轴承2-振动轴3、4-激振室4.1压路机的认识振荡压路机在一般振动的基础上加上轴心方向的振动，产生水平振荡。两根偏心轴同步旋转产生相互平行的偏心力，形成交变扭矩使滚筒产生振荡，在前后方向呈现细长的椭圆形的轨迹的振荡运动。特点是减少对路面（骨材）的击打，对周围的环境可以减低振动时发出的噪音，减少对周围建筑物的影响，并有效地防止路面（骨材）的开裂。4.2压路机的作业方式一路基压实施工作业对于土质路基，各种类型压路机均有较好的适应性。对于石质路基，以选用重型振动压路机进行振动压实为宜，而静力式压路机对石质路基的压实效果不理想。压路机碾压路基，一般都是采用在整个路基宽度上按规定的碾压带顺序进行碾压的方式，即从路基边缘逐渐向中间重叠碾压，两条碾压带应相互重叠20～30mm。压路机选型后，确定适宜的压实厚度，还要测定土壤的含水量，含水量应控制在最佳含水量的±2%范围之内。4.2压路机的作业方式二道路基层的压实施工作业1水泥稳定土基层的压实水泥稳定土的碾压应在混合料拌和均匀并用平地机初平和整形之后进行。当混合料在路段上粗略铺平后，应先用轮胎压路机或拖拉机、平地机快速碾压一遍，在暴露出铺筑层潜在的不平整度后，应快速进行整平。基层经过整形后，用12t以上的三轮光面压路机、重型轮胎压路机或振动压路机，在路基全宽范围内进行碾压。采用静线压力为250N/m的振动压路机碾压水泥稳定土基层，通常只需碾压3～4遍就能达到密实度的要求。选用振动压路机应优先选用双轮振动压路机，其频率可在30～50Hz之间，振幅可在0.4～1.0mm之间调整。4.2压路机的作业方式2石灰稳定土基层的压实石灰稳定土密实度越高，强度增长越明显，其抗冻性与水稳性也越好，因此对石灰稳定土基层必须充分压实。碾压前需检查混合料的含水量。含水量为1%～2%时的碾压效果最好，含水量不足时应补充洒水，含水量过大时应翻晒。摊铺和整形之后，先用拖拉机、6～8t串联式压路机或轮胎压路机碾压1～2遍；然后再用12t以上的静力式光轮压路机进行碾压，直到混合料密实度达到95％～98％时为止。4.2压路机的作业方式3石灰稳定工业废渣基层的压实石灰稳定工业废渣的密实度大小对强度影响很大，故在压实时宜采用较重的压路机进行碾压。通常先用中型压路机初压3～4遍后，再用重型压路机继续碾压6～8遍，直至达到要求的密实度为止。4级配型集料基层的压实压实级配型集料，应按“先边后中，先慢后快”的原则，碾压6～8遍。采用振动压路机压实效果最佳。采用振动压路机碾压，一般先以静力碾压l～2遍，再以30～50Hz的频率和0.6～0.8mm的振幅进行振动压实。振动压实时，应严格控制碾压遍数，达到压实度标准后立即停止振动压实，一般碾压遍数为3～5遍，然后再以静力碾压1～2遍，消除表层松散。振动压实的碾压速度约为3～6km/h。4.2压路机的作业方式三沥青路面的压实施工作业振动钢轮压路机的压实效果最好，但钢轮压路机容易压碎沥青混合料中的大骨料并将裹覆在骨料顶面的沥青膜磨掉；而轮胎压路机则不存在这些问题。因此，轮胎压路机是压实沥青面层不可缺少的机械．宜用20～30t的重型轮胎压路机。沥青混合料的碾压通常分为初压、复压、终压。初压阶段。初压在混合料摊铺后较高温度下进行，通常宜采用钢轮压路机静压1～2遍。复压阶段。复压紧接在初压后进行．采用重型的轮胎压路机，也可采用振动压路机，碾压遍数不宜少于4～6遍终压阶段。终压应紧接在复压后进行，可选用振动压路机碾压，不宜少于2遍。4.3压路机的生产率生产率计算有两种方法：一种是单位时间的压实土方量，即体积生产率；另一种是单位时间的压实面积，即面积生产率。体积生产率通常适合对路堤、基层和底基层的压实生产率的计算。沥青路面的压实生产率通常按面积生产率进行计算。4.3压路机的生产率压路机沥青混合料压实能力计算：QA=1000vCWHρ/nQA——压路机的压实能力，t/hv——碾压速度，km/hC——压实效率（即实际压实能力与理论压实能力的比值)，在实际施工中，沥青混合料取0.5～0.6，土方取0.75W——轮宽，mH——压实厚度，mρ——沥青混合料的密度，一般取2.3，t/m3n——压实遍数4.4压路机的选用一压路机的选用1根据机械配套情况选择压路机在选择压路机时应考虑压路机与其他配套施工机械生产率之间的协调。2根据压实作业项目选择压路机路基和底基层压实多选用压实功率大的重型和超重型静力式压路机、振动压路机和凸块式压路机。进行路面压实作业时，多选用中型静力式压路机、振动压路机、轮胎压路机，获得表层的高密实度和路面平整度的要求。3根据被压实材料特性选择压路机4根据被压材料的含水量选择压路机4.4压路机的选用二压路机作业参数的选择1单位线压力在选定具体机型时，其单位线压力不应超过碾压材料的强度极限，否则将引起土基破坏或石料的破碎。2碾压速度压路机进行初压作业时，静力式光轮压路机适宜的碾压速度为1.5～2km/h，轮胎压路机碾压速度为2.5～3km/h，振动压路机的碾压速度则为3～4km/h。随着碾压遍数增加，压路机进行复压和终压作业时，静力式光轮压路机碾压速度可增加到2～4km/h，轮胎压路机的碾压速度可增加到3～5km/h，振动压路机的碾压速度可增加到3～6km/h。4.4压路机的选用3碾压遍数碾压遍数的确定以达到规定的压实度为准。碾压遍数和土质、含水晕、铺层厚度、机械种类及质量等有关。压实路基和路面基层，碾压遍数为6～8遍；压实石料铺筑层为6～10遍；压实沥青混合料路面为8～12遍。如采用振动压路机进行碾压，碾压遍数则可相应减少。4压实厚度压实厚度是指铺筑层压实后的实际厚度。压实厚度靠铺筑层松铺厚度来保证，其厚度关系为：松铺厚度=压实厚度×松铺系数。4.4压路机的选用5频率和振幅频率和振幅是振动压路机压实作业的重要性能参数。频率指振动轮单位时间内振动的次数，单位为Hz。振幅指激振时振动轮跳离地面的高度，单位为mm。频率高，被压层的表面平整度较好；振幅大，激振力就越大，压力波传播的深度也越大。沥青混合料的振动频率在40～50Hz之间有较好的压实效果，而土壤和基层材料的压实频率最好在30Hz以下。振幅过小，压实深度小，压实效率低，振幅过大又会把石料压碎。单元小结1.静力式光轮压路机、轮胎压路机和振动压路机的主要类型和主要结构。2.振动压路机振动的基本工作原理。3.压路机的正确选择：①根据机械配套情况正确选择压路机；②根据压实作业项目正确选择压路机；③根据被压实材料特性正确选择压路机；④根据被压材料的含水量正确选择压路机。4.压实机械机种的选用。5.压路机作业参数的选择。①单位线压力；②碾压速度；③碾压遍数；④压实厚度；⑤频率和振幅。6.压实施工作业。①路基压实施工作业；②道路基层的压实施工作业；③沥青路面的压实施工作业。自我检测一一、填空题1.静力式光轮压路机是依靠自身对被压材料进行。2.振动压路机滚轮既作往复滚动，又以一定的和振动，使被压层同时受到滚轮的静压力和振动力。3.为便于调节光轮压路机质量，滚轮内可灌或。4.轮胎压路机除有压实力外，还有压实力。5.轮胎气压调整装置的作用是根据工作的需要，及时调整轮胎，以获得不同的接地压力。6.振动压路机的振动轮按结构不同，可分为式和式两种。7.轮胎压路机轮胎是由耐、耐橡胶制成的无花纹(或细花纹)光面轮胎。8.振动压路机按振动轮的结构可分为压路机和压路机。9.路基碾压前应确定压路机作业参数，并按压、压和压三个步骤进