现代施工工程机械--张洪--第八章--压实机械

第八章压实机械学习目的通过本章的学习对压实机械的用途及分类有深入的了解；对静作用压路机，振动与冲击压实机械的构造，主要工作部件的工作原理有深入的了解；了解压实机械施工中的使用；重点掌握振动与冲击压实机械的工作原理和现代压实机械新技术。重点：①压实机械的用途及分类；②静作用压路机，振动与冲击压实机械的构造和工作原理；③现代压实机械新技术；难点：①振动与冲击压实机械的工作原理；②现代压实机械新技术和旧技术的对比。第八章压实机械第八章压实机械第八章压实机械第八章压实机械第八章压实机械压实机械是一种利用机械自重、振动或冲击的方法，对被压实材料重复加载，排除其内部的空气和水分，使之达到一定密实度和平整度的作业机械。第一节分类及用途第八章压实机械一、用途•在筑路工程中，路基土壤和路面铺砌层都需要进行压实才能使用。•路基压实的目的：减小土壤间的间隙，增加密实度，提高抗压强度和稳定性，使之具有一定的承载能力；•铺砌层压实的目的：获得最大的表面密实度，以抵抗在其表面行驶物体的动力影响以及水分的侵蚀；压实机械广泛用于公路、铁路路基、机场跑道、堤坝及建筑物基础等基本建设工程的压实作业。第八章压实机械二、分类•根据工作原理的不同：静力式，冲击式，振动式。第八章压实机械•按行走方式：手扶式、拖式和自行式；•按碾压轮的材料和表面形状：钢制光面压轮、凸块压轮、羊脚压轮、格栅压轮和充气轮胎橡胶压轮等。•按碾压轮数量：单轮、双轮和三轮压路机；•按动力传动方式：机械传动式、液力机械传动式和全液压传动式。•在选用压实机械时应充分考虑以下因素：土壤的性质和状态、压实层的厚度、施工工作面的情况、机械的特性及生产率等。第八章压实机械常用压实机械外形图第八章压实机械第二节静力式压实机械•静力作用压路机—利用机械自重产生静压力作用，滚筒沿被压实材料表面往复滚动，迫使土壤产生永久变形而达到压实的目的。•两种类型：光轮压路机；轮胎式压路机。特点：结构简单，维修方便，制造容易；但压实深度较小，压实密度较低。发展方向：静碾压路机——轮胎压路机——振动压路机——振荡压路机（混沌压路机）。采用液压传动，无级调速，起动、起振和运转平稳，换向制动无冲击，操作轻便，自动调频调幅；与电子技术结合，实现智能无人驾驶，随机检测压实密度及均匀性，实现故障自动诊断。第八章压实机械•一、静力式光轮压路机•工作装置：几个钢板卷成或用铸铁铸成的圆柱形中空滚轮（内部可装配重材料）。•特点：压实深度不大，一般用于分层压实；•应用：碾压路基、路面、广场和其他各类工程的地基，使之达到足够的承载力和表面平整度。第八章压实机械第八章压实机械第八章压实机械第八章压实机械（一）分类：按机械自重：小型(3～5t)、轻型(5～8t)、中型(8～10t)、重型(10～15t)和超重型(15t)。按碾压轮和轮轴的数目：两轮两轴式、三轮两轴式和三轮三轴式；第八章压实机械小型压路机都是两轮两轴式，宜用于压实人行道或沥青混凝土路面的修补等养路工程；轻型压路机大多也是两轮两轴式，宜用于压实沥青混凝土路面和广场等工程；中型压路机有两轮两轴式和三轮两轴式，宜用于压实路基、地基以及初压铺砌层；重型压路机三轮两轴式和三轮三轴式，宜用于压实路基和砾石、碎石及沥青混凝土路面的最终压实工作；超重型压路机都是三轮三轴式，宜用于路基的最终压实及重型石彻层和路面的压实。第八章压实机械（二）总体构造：五大部分：发动机，传动系统，行驶滚轮，操纵系统，机架和驾驶室；采用柴油机作为动力设备，安装在机架前部；机架：钢板焊接结构，支承在前后滚轮上；第八章压实机械第八章压实机械1、二轮二轴式：工作装置是前后滚轮，前轮为从动轮，即方向轮，后轮为驱动轮，它们是由钢板卷焊成的轮圈与两端轮辐焊接而成。第八章压实机械2.三轮二轴式压路机构成1)动力装置2)传动系统3)操纵系统4)行驶滚轮5)机架6)驾驶室第八章压实机械发展趋势第八章压实机械二、轮胎式压路机轮胎式压路机是一种新型静力式压路机、国内外已广泛使用；以多个耐油、耐热、弧形光面或细花纹的特制轮胎来压实铺层材料；轮胎前后错开排列，一般前轮为转向轮，后轮为驱动轮，前、后轮胎的轨迹有交错部分，使之不致漏压。第八章压实机械(一)轮胎压路机的分类•1）按轮胎在轴上安装的方式分可分为轮胎单轴安装、通轴安装和复合式安装三种。•2）按转向方式分可以分为偏转车轮转向、转向轮轴转向和铰接转向三种。•3）按轮胎负载情况分可分为多个轮胎整体受载、单个轮胎独立受载和复合受载三种。第八章压实机械第八章压实机械可以分为轮胎交错布置、行列布置和复合布置三种。4）按轮胎在轴上的布置分第八章压实机械第八章压实机械第八章压实机械第八章压实机械除利用充气轮胎与被压实材料接触时间长的特性来进行压实外,因“揉搓”作用及水平压实力，沿行驶方向有压实力及沿机械的横向压实力的作用。使沿各个方向移动材料粒子可得到最大的密实度。（二）轮胎式压路机压实原理第八章压实机械胶轮弹性产生的揉压作用：使被压实层的颗粒向各个方向产生位移，因此压实表面密实而均匀；胶轮变形：致使压实表面的接触面积比铁轮宽。使被压实的土壤在同一点上承受压力作用的时间长，力的影响程度大，所以压实效率高；可增减配重，改变轮胎充气：改变接地压力，对各种土壤都有良好的压实效果，特别是对于沥青路面的压实作业中，更加显示出优越性能。（三）特点第八章压实机械（四）轮胎压路机总体构造轮胎式压路机为具有多个轮胎的特种车辆，主要由发动机、驾驶室、传动系、操纵系和行走部分（包括方向轮、驱动轮、机架等）、配重、洒水装置等组成。第八章压实机械第八章压实机械（五）轮胎压路机传动系(YL9/16型)第八章压实机械（六）主要部件构造工作中换向齿轮左或右移，与内齿啮合后，主传动器将动力通过换向齿轮传出。第八章压实机械第八章压实机械第八章压实机械第八章压实机械发展趋势第八章压实机械第八章压实机械第三节振动与冲击压实机械振动式压实机械是利用偏心块或偏心轴高速旋转时所产生的离心力对材料进行压实的。产生这种高频离心力的装置称为振动装置。振动平板：将振动装置放在一平板上，仅靠振动力来振实的设备。主要适用于面积不太大的分层填土的基础工程上。振动压路机：将振动装置装在压路机上。适用于大面积的路基土壤和路面铺砌层的压实。第八章压实机械第八章压实机械第八章压实机械一、振动压路机1.用途振动压路机依靠机械自身质量及其激振装置产生的激振力共同作用，降低被压材料颗粒间的内摩擦力，将土粒楔紧，达到压实土壤的目的。振动压实具有静载和动载组合压实的特点，不压实能力强，压实效果好，生产效率高。振动压路机主要用在公路、铁路、机场、港口、建筑等工程中，用来压实各种土壤、碎石料、各种沥青混凝土等。在公路施工中，多用在路基、路面的压实。第八章压实机械2.分类按机器结构质量可分为：轻型、小型、中型、重型和超重型；按行驶方式可分为：自行式、拖式、和手扶式;按驱动轮数量可分为：单轮驱动、双轮驱动和全轮驱动；按传动系传动方式可分为：机械传动、液力机械传动、液压机械传动和全液压传动；第八章压实机械手扶式第八章压实机械双钢轮振动压路机拖式振动压路机组合式振动压路机凸块振动轮压路机第八章压实机械非定向振动按振动方式分定向振动（垂直振动）摆动式振动（振荡）第八章压实机械与静力式压路机相比：在同等结构重量的条件下，振动碾压的效果比静碾压高1～2倍，动力节省1／3，金属消耗节约1／2，且压实厚度大、适应性强。振动压路机的缺点：不宜压实粘性大的土壤，也严禁在坚硬的地面上振动；同时，由于振动频率高，驾驶员容易产生疲劳，因此需要有良好的减振装置。3.特点第八章压实机械4.振动压路机的编号•Y□□△□更新、变型代号主参数（工作质量，单位：t）T—拖式；J—铰接式；C—串联式Z—钢轮、轮胎组合式、S—手扶式Z—振动式；D—振荡式压路机对于具体的振动压路机，压实效果取决于振动频率、激振幅度、激振力大小和碾压遍数等。振动压路机的主要参数：包括工作质量、振动轮尺寸、振动频率、激振力、行走速度、额定功率等。第八章压实机械第八章压实机械第八章压实机械第八章压实机械第八章压实机械(三)振动机构与振动轮振动轮由前机架推动，由振动轮体、偏心轴、中间轴、橡胶减振器、连接块等组成。对于双轮驱动的压路机还包括滚筒驱动行走马达，减速机构及行车常闭制动；对于变频变幅压路机还包括变频装置。第八章压实机械第八章压实机械偏心轴中间轴传动套振动轮体橡胶减振器蝶形板式振动轮第八章压实机械筒式振动轮第八章压实机械质量可调式偏心块振动马达偏心壳体内偏心块振动轴硅油第八章压实机械两个分体式偏心块的偏心壳体内装有一定质量的硅油，偏心块的旋转方向不同，硅油在偏心壳体内的位置不同，偏心块的偏心距及偏心质量也不同。硅油第八章压实机械正反转振幅调整机构：振动马达的旋转方向改变，则固定偏心块的档销按不同的方向推动活动偏心块转动，使两块偏心块的偏心力叠加或抵消，从而改变振幅。第八章压实机械（四）液压系统振动液压工作回路振动压路机液压工作回路转向液压工作回路特点：阀控定量开式系统元件互换性好，成本低，可靠性好；泵控变量闭式系统结构简单、容积效率高。阀控开式液压系统→采用定量泵、定量马达振动液压系统的型式泵控闭式液压系统→采用变量泵、定量马达第八章压实机械二、夯实机械•夯实机械——用于沟渠、边角等狭窄地带施工的小型压实机械。振动夯实机械→用于非粘性土、砾石、碎石夯实机械冲击夯实机械→用于粘性土、灰土第八章压实机械（一）振动平板夯实机——利用激振器产生的振动能量进行压实作业。应用于工程量不大的狭窄场地。激振器汽油机V形皮带弹簧悬挂第八章压实机械汽油机激振器V形皮带第八章压实机械第八章压实机械第八章压实机械汽油机激振装置钢筒扶手夯板内燃式按动力装置分电动式第八章压实机械振动冲击夯实机——由发动机带动曲柄连杆机构，产生上下作用力使夯实机跳离地面。电动机电气开关减速机曲柄连杆机构活塞组弹簧组夯板第八章压实机械第八章压实机械（三）蛙式打夯机——利用偏心块旋转产生离心力，冲击作用于路面进行夯实作业。第八章压实机械第八章压实机械（四）冲击碾压机械冲击碾压1995年由南非蓝派公司在香港赤腊角新机场施工中引入我国，1996年，河北工业大学和中铁二十局集团西安工程机械有限公司联合研制出国产第一台冲击碾压产品，并于1998年全面推向市场，它是对传统压实的一种全新变革，工作原理类似于强夯，兼具有强夯和传统振动压实的双重特点，能高效、快速、高质量的完成土石方基础的碾压，可广泛应用于公路、铁路、机场、大坝、港口等工程施工领域，是压实作业的一种最新技术。第八章压实机械第八章压实机械工作原理冲击碾压是一种具有新型压实机理的压实方法，在非圆形压实轮沿地面压实作业时，压实轮质心上下交替变化，利用势能和动能的联合作用，对土石材料进行静压、搓揉、周期性连续冲击，产生强大的夯实冲击波，向下具有地震波的传播特性，冲击力向土体深层扩散分布。产生的冲击功能达到超重型击实功，可使地下深层土体的密实度不断增加。兼具强夯和振动压路机的双重优点，既具有振动压路机快速移动、高效的优点，又能象强夯那样铿锵有力，影响深度大的特点。第八章压实机械冲击碾压工作特点a、减小路基工后沉降量，缩短路基自由下沉时间。ｂ、提高路基压实均匀性；加大路基整体强度。。ｃ、提高路基承载力。d、加快旧路改造施工第八章压实机械冲击碾压应用工程范围1、湿陷性黄土基底的浅层碾压及高填层碾压。2、浅层软弱地基（3m以内）的处理。3、原地基的碾压。4、设计高度1.5m以上路基的分层碾压。5、半填半挖类型路基的分层碾压。6、高填方填石路堤的分层碾压。7、高速铁路的路基施工。高速铁路路基沉降要求极高，冲击压实是防止路基及基础工后沉降最为有效的方法之一。第八章压实机械8、机场跑道的压实、旧跑道的破碎与加固。9、垃圾场的填埋与压实，楼房、工厂地基的压实及粉煤灰等废弃物的压实等。10、填海工程的补强压实。可防止工后沉降，增强填土、石方的均匀性和整体强度。11、旧路改建与路基加宽的冲击碾压等。12、水利工程大堤的压实和加固、农田的压实防渗、盐场的