浅析轮胎压路机压实原理及应用策略

浅析轮胎压路机压实原理及应用策略

张天骄

徐工集团工程机械股份有限公司 江苏徐州 221004

摘要：当前，经济的发展社会的进步推动了我国综合国力的提升，也带动了工程建设的步伐。轮胎压路机在混凝土面层的施工方向应用十分广泛，主要原因在于压路机上的轮胎能够对沥青混凝土产生明显的揉搓作用，最终达到对密实度较高的混凝土层中颗粒进行调整，进一步保障工程的质量，降低工程在后续使用过程中产生变形的可能性。

关键词：轮胎压路机；压实原理；应用策略

引言

轮胎压路机所需的控制系统需要具有行驶控制这一功能，例如，在行驶阶段可以对速度和方向进行良好的控制，采用柔性的方式起步，并提升制动时间等。此外，在作业期间，路面在不同的压力下，会加大轮胎压路机异常情况的出现概率，例如，瞬间加大负载值就会降低发动机的速度，因此，要很好地控制最大荷载值。

1轮胎压路机工作原理

常规的轮胎压路机中使用的都是行走结构，同时，也是轮胎压路机的基本工作装置。在实际的工程落实过程中，轮胎和铺层之间需要通过力的相互作用这一原理实现铺层与整平，由此可见，分析轮胎受力情况是了解轮胎压路机全部工作机理的主要措施之一。在压实作业的落实工程中，铺层以及轮胎压路机之间的相互作用力通常会集中在垂直方向和水平面中，虽然在设备的垂直前进方向也有力的作用，但需要注意的是，此种力较小，但也不能忽视其对压实工程产生的作用。轮胎压力机在持之方向上，铺层会更容易受到轮胎压路机重力导致的垂直静荷载影响，在此种荷载的影响下，沥青混合料的颗粒之间水分和空气挤压出来，颗粒之间形成的镶嵌结构也比较稳定，这些都是增加密实度的主要因素。在水平面内，压路机的前进方向中，铺层和轮胎压路机之间相互作用力主要体现在轮胎滚动过程中产生的阻力当中，此外，还有轮胎本身变形以及轮动过程中产生的阻力。有学者认为，在上述阻力的作用影响下，工程铺层上表面也会受到和阻力同等大小的作用力，但需要注意的是，方向相反的反作用力会对工程铺层材料产生比较明显的剪切作用。导致工程中的沥青混合材料产生位移，这对物料在压路机最用下重新组合有有利作用，不仅如此，直径较小的物料也能镶嵌到大粒径颗粒的物料骨架当中，最终提升铺层的密实程度。

2轮胎压路机压实应用策略

2.1行驶速度控制

要想从行驶速度方面对轮胎压路机进行调节，就需要借助行驶手柄进行操作，在单位不同的情况下，加大或缩小手柄与中位之间的距离，根据所设定的参数，能够采用控制器能够实现对其的匹配。操作行驶手柄能够从行驶速度方面实现对轮胎压路机的调节，结合提前设定好的参数，让手柄远离或靠近中位，就能够采用控制行驶泵斜盘角度大小的方式对速度进行匹配。机器在行驶的过程中，手柄会不断地远离或靠近中位，对应行驶泵的斜盘角度也会相对变化，借助电比例阀对各种电流信号进行输入，行驶速度在该档位下的控制范围为零至最高速。在对行驶手柄进行实际操作的过程中，需要从离散现象和抖动问题方面，对其输出予以关注。由于手柄在行驶期间的位置会发生不断的改变，所以借助控制系统能够对手柄目前的实际位移进行实时计算。要想尽可能地保证所有的调节都是有必要的，并且减少对控制器的处理间隙，就需要在保证控制精度的前提下，按照N个区段来单项划分行驶手柄的各个行程，如果手柄位置变化保持在特定区间内，那么该区段中心值就是手柄取值。行驶手柄的位置如果在两区间交界点，这时候手柄会由于微量抖动而输出振荡值，这时候需要进一步做好对算法的修订，也就是需要将预防抖动的算法加入控制程序算法中—目前区域在各个时刻的“中心”就是当前手柄的行使值，这时候能够实现对恒值的输出，如此就实现了对抖动现象的避免。

2.2建立连续压实控制技术应用相关性

根据路基填筑工程实际试验区域的常规测试和连续压实相关性试验完成验证，将路基压实系数K、路基系统K30分别比对验证VCV的校验数据，其中路基压实系数K、路基系统K30与常规骨料填筑之间有对应的相关性，其相关性成立的基础条件是相关系数不低于0.7。以300m的路基测试区域为例，完成前期的路基摊平铺设及试验区域标线等准备后实施路基压实操作工序，依据常规试验数据结果分析得出压路机的压实次数，并设置专业连续压实指挥人员进行连续压实指挥。控制压路机的行进路线按设计要求行驶，且控制相邻压实轨迹重叠区域低于10cm。压路机实施1次弱振碾压及1次静压碾压，使路基试验区域达到设计标准要求的初始密度状态。然后参考连续压实控制系统振动曲线选定一平缓曲线区段，将区段进行6点位区域划分，选取中心区域完成K30检测。应保证每区域至少进行一次K30检测，试验全过程严格遵循施工方案设计和操作规程，尤其针对K30检测，应待上一级加载状态平稳后，才开启下一级加载操作。操作人员根据实验区域划分，选定6个测试点位进行压实系数检验，并详细记录6点位区域压实振动参数的实时数据及路基压实系数K数据、路基系统K30数据。连续压实施工中，经过2~3次的强振操作实现中度密实状态，5~6次强振操作实现重度密实状态。选定6点位进行K30检测，并选定另外的6点位进行压实系统K30检测，并全程记录。为了清晰比对各种压实次数情况下路基振动压实曲线的数据变化，在对重度、中度、轻度级别连续压实数据检测基础上，应随机抽取测试点位进行反复压实数据检验，并保证任何检测过程均在压路机前进行驶状态下完成。

2.3重型振动压路机在填石路基施工中的应用

填石路基空隙率大，石料粒径含量大，压实困难，应优先选用重型振动压路机。重型压路机不仅可以提高路基压实质量，还可以减少压实遍数，提高施工效率，降低施工成本。普通振动压实机单层压实厚度较薄，且需要增加碾压遍数，压实效率低。为了提高填石路基压实效果，选用重型振动压路机进行施工，并在施工现场开展压实试验，进行土压力和沉降量检测，与普通振动压路机对比分析确定压实效果。分别在两个测段布置测点开挖60cm和80cm深土槽，回填后分别采用36t和22t振动压路机进行压实，分析试验数据得出采用36t振动压路机碾压后土压力和沉降量均明显高于22t振动压路机，且铺层厚度越大差值越大。另外，采用36t振动压路机碾压遍数较22t振动压路机减少2次左右，相较更节约燃油，经济性更好。

2.4使用先进技术

在一般情况下，压路机如果使用的液力机械式的传动，则其工作效率会有明显提升，且静液压式传动的速度调节范围也比较大，不仅如此，还由于操作简单的特点得到了技术人员的广泛喜爱。轮胎压力机的终传动中，且其中大部分是在差速器引出的驱动轴经过链传动，需要注意的是，链传动的动载和噪声都很大，工作人员在使用过程需要提高注意力及时调整，因此，在当前工作中，更多工作人员选择使用齿轮结构的轮胎压路机落实工作，且在差速器上也通常会设置自动上锁装置。

结语

综上所述，通过分析轮胎压路机的压实机理可以发现，轮胎压路机的压实效果与材料垂直方向静荷载，以及水平方向交变荷载都会对压路机工作效果产生影响。工作人员需要注意，对工程质量产生影响的主要因素除了上述内容外，还有轮胎本身的规格和设备产生的压力等。

参考文献

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[2] 李玉飞 . 公路工程压路机合理选择与应用 [J]. 工程机械与维修 ,2021,{4}(02):130-131.