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浅论公路建设中压实机械的合理使用

陆铁军
内容提要：压实机械是公路建设中起关键作用的机械设备，合理选用压实机械能够以最经济的机械成本取得最大的压实效果。本文拟从压实机械的发展历史来阐述压实机械在公路建设中的作用，通过对压实机械的压实工作原理的叙述提出根据工程施工的具体情况合理选用压实机械，按功能配套，功率配套，数量配套，以期达到最优的效果。
关键词：设备合理使用
Abstract: compaction machine is highway construction that plays a key role in mechanical equipment, reasonable choice of compaction machine can in the most economic machinery cost made the most of compaction effect. This article, from the compaction machine to illustrate the development history of the compaction machine in the role of the highway construction, through to the compaction machine, the compaction work principle based on the narrative of project construction of the specific conditions of the reasonable choice of compaction machine, according to their function, form a complete set, power supporting, supporting the number, so as to achieve the best effect.
Keywords: equipment reasonable use
中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：
在历史上，人们曾用驱赶成群的牛羊踏实土壤，这种原始的方法来修筑简单的道路。大约在18世纪初，制造出了马拉和牛拉的压路机。随着上世纪40年代初第一台自行式钢轮震动压路机的诞生，道路施工压实机械进入飞速发展阶段。
压实机械的压实机理
目前，常用的压路机按其作用力的不同可分为：静力式滚碾光钢轮压路机，轮胎式压路机，震动压路机，振荡压路机动以及特殊用途的异型轮压路机。
静压式光轮压路机灵活性好，压实颗粒较大的土培效果最好，能充分发挥静压力的压碎作用。但鋼轮对于颗粒状塑性土壤的压实效果差，同时由于钢轮在压碎上层土块后，对下层土的压实作用减小。因而静压式光轮压路机在钢轮前面会产生塑性波，而钢轮后面的土向上弹起。
为了解决压实逆性土问题，人们又开发出轮胎式压路机，由于轮胎对地面有揉搓作用，而使逆性土得到有效压实。轮胎与钢轮不同，工作状况比较复杂，因为轮胎是柔性的，并且当轮胎气压降低时，与地面接触的椭圆形的压力减小，因而也降低压实效果。
在压实某些粘性土需要用静压作用凸块碾或羊足碾。典型的凸块式压路机有自行式和拖式，凸块轮对土有揉搓作用。由于凸块切入土层，能在各方面对土施加作用力。钢轮外园面不接触土表面，全部负荷通过凸块较小的面积以很高的压力传给土壤。
震动压路机是通过连续高速冲击对路面加以动力达到压实土壤。震动压路机的成功之处在于能压实多种类型的土，而且比传统压实方法压实厚度更大，压实更快、更经济。
震荡压路机是通过震荡轮在被压材料上施加一水平方向交变激振力，同时又依靠轮体的静压作用，使轮体不脱离地面以便使作用力更有效地传递给被压实材料，使被压材料达到更好的压实效果。
现代压实机械的技术特征
马力强劲：现代压路机的动力绝大部分是以柴油机为动力，由于柴油机具备较强的外特性曲线，适应外界载荷变化能力强而得到广泛应用。
操作机动性强：由于压路机工作条件比较复杂，为了降低机驾人员的劳动强度而广泛采用液压及液力传动系统，尤其是重型压路机。
自动化程度逐步提高：为了及时了解压实过程中密实度情况，在压路机上安装密实度仪进行密实度动态监测，保证压实终了的密实度符合规定。
压路机的压实工艺
土壤的压实程度对路基的强度和稳定性影响极大。未经压实的土质路基，在自然因素和行车荷载作用下，必然要产生较大的变形或破坏。与此相反，压实紧密的路基强度提高，变形显著地减小，可避免大规模的破坏，稳定性得到明显改善。因此，土基的压实是路基施工中极其重要环节，应当把土基压实作为是保证路基质量的关键。
从路面铺砌层的碾压施工方法的要求出发，初压到以后各阶段所用压路机应先轻后重，速度应由低到高。这是由于初压阶段，材料各个颗粒尚呈松散现象，低速碾压则可使材料各个颗粒得到较好嵌入，压路机本身行驶亦较稳定。至于压实以后各阶段，铺砌层上颗粒已不滑动，表面亦逐渐平滑，因此压路机本身重量也可重一些，压路机碾压的工作速度一般在1.5—4KM/H范围内。
碾压时，都是以道路中心为标准。从左到右两边开始依次向内排列碾压，直至主轮压到中心线为止。最后在路中加压那些主轮尚未按要求碾压到地方。使用两轮压路机时，先后两次主轮重叠的宽度不少于1/3轮宽。初压时压路机的行驶速度不宜过高（在1.5—2km/h以下），压路机和后果量宜用7—8吨，碾压次数要通过3—5次，碾压标准要达到撒布料完全压实为止。复压次数为6—8遍，复压结束后，还应用轮胎压路机进行碾压，以实现道路平整度要求。
压实机械在使用时选型的依据
现代压路机的结构型式、规格参数及其辅助功能，都有很大的选择余地。在使用中如何选好合适的压路机应考虑下列因素。
工程材料的类别与含水量。
工程材料因其孔隙率大小与力学特性的不同而影响了压实效果。对于岩石填方要用大吨位的震动压路机，以便有足够的能量使那些大石块产生位移。使用震动或非震动的凸块轮对土壤兼有碾压、冲击、拌和、及揉合的作用。对于含有沙石、碎石和砾石的土壤及稳定土混合料，用重型震动压路机方能使其大小颗粒互相掺和得好，并获得高的密实度。压实均匀的砂质土壤，选用轮胎压路机较好。
另外考虑铺筑层土壤的含水量，只有在最佳含水量时才能很好地被压实。若实际含水量比最佳含水量低3%-5%而又无条件补充水分时，则需用重型震动压路机或超重型静碾压路机进行碾压。若实际含水量比要最佳含水量高2%-3%，则不宜用震动压路机作震动压实。若实际含水量比要最佳含水量高出3%以上，则必须采取措施降低含水量，如使用羊足碾压路机进行翻晾。
工程压实的内容与机械化程度
工程压实的内容能基本上决定了铺筑材料、填土规模、机器施力情况及牵引条件等对压路机选型的限制。一般的土石填方，可以选用重型以上的各种压路机。填土坡面应选用拖式震动压路机或专的斜坡压路机。沥青砼路面压实，常选用串联式震动压路机或串联式静碾压路机，并使用轮胎压路机分层压实。深层填土应选用重型震动压路机或冲击式压路机进行反复碾压。
压实厚度与配套设备
对于大铺层厚度的填方，应使用震动轮分配重量10T以上的自行式或拖式震动压路机压实。摊铺机或特殊集料洒布机适应于基础层和底基层材料的布料，用震动轮分配重量5T的震动压路机，通常能把铺层300mm的混合料压实到规定的压实度。
工程质量要求
对于高等级公路，除了应保证路基与路面的刚度、强度和稳定性之外，还要有好的平整度、抗滑和抗渗透性能。使用全驱动重型震动压路机压实，能给定一个平坦而坚实的路面基础。
为了提高路面的压实质量，除了选择合适吨位的全驱动压路机之外，还应选择较大的滚轮直径，以控制其接触压力不大于许用值。要选择合理的压实次数，一般来说道路初压的遍数为3—5遍，复压的遍数为6—8遍，终压的遍数为2—4遍。
压实工艺的需要
对于重大工程的施工，正确的拟定压实工艺和配备适宜的压路机，往往是保证压实质量与节省开支的关键。例如，压实基层时，采用静碾压路机预压，采用震动压路机压实，采用轮胎压路机封顶，可以获得满意的压实质量，并且能适当减少设备投资费用。
要根据具体情况适时修正压实工艺。
要根据道路压实工艺要求配置数量相当，功率相当，性能相当的压实机械，提高道路压实的机械化水平。
在进行悬索桥桥面压实时应避免使用震动压路机，必要时可选用震荡压路机。
总之，在进行道路压实时要根据道路的施工工艺的具体要求合理的选用机械的机型、数量、功率、功能，以最经济的压实工艺达到最佳的压实效果。
由于作者实践经验的欠缺，对道路施工工艺了解的局限，文中的缺点和缪误所在难免，敬请批评指正。
主要参考文献：
1、《现行道路与桥梁工程技术与标准规范大全》四卷 主编张敏 长春出版社
2、《筑路机械操作手考核试题解答》江苏省交通厅公路局 镇江交通技校一九九七年六月

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