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[tr][td]路基边坡压实装置及其技术探讨 [/td][/tr]
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[tr][td]隧道网 www.stec.net(2007-1-1)  来源：中南林业科技大学[/td][/tr]
[tr][td] [/td][tr][tr][td]    摘  要：路基边坡压实问题一直倍受各国关注，许多公司和科研机构进行了多方面的尝试，研制设计了各种坡压实装置。对目前国内出现的各种路基边坡压实装置进行了介绍。
    关键词：边坡 压实 技术

    目前，我国路基边坡压实一般采用改装的压实机械施工，包括用拖拉机或挖掘机改装牵引、拖式振动压实机，或将挖掘机铲斗改装振动辊，以及在轮胎压路机后悬挂压实装置和在推土机一侧连接压实装置等，文章对这些边坡压实装置进行介绍，以供参考。
    1  铁路路堤边坡振动压实机
    1986年铁道部第四工程局设计开发了专用于铁路路基边坡的压实机械，该机由红旗100拖拉机及3t拖式振动压实机组成。在拖拉机左侧加装提升臂，利用绞盘钢索牵引拖式振动压实机沿边坡上下滚动，能使压实机上滚时又振又压，将松散边坡振压密实，下滚时自行停振碾压，防止土壤下溜。它可吊挂离地移动以跨越涵渠或换边碾压，右侧装有储能式安全装置及平衡重，向下放松牵引钢索时可限制速度过快及防止拉断时翻滚而造成事故。
    技术性能：振压1遍振深可达0.3m以下，压实系数达0.85以上，振压2遍压实系数即可达0.9以上，生产率为250～500m2/h。压实效果达到行业规范要求的压实密度，能保证边坡质量满足重载路基的施工要求，它还可用于其他土方工程如水填、高速公路等振压施工。
    2  钢丝绳牵引振动辊方法
    1991年陕西省水利机械厂研制了YZTl0L平斜两用振动压路机，新疆工一师机械施工公司在承建一座水库大坝坡面压实时采用了这套简易牵引装置，收到了良好的效果。
    该机是用W1001型挖掘机将一台YZTl0L型拖式振动压路机拉到斜坡上进行振动压实。作业时先将挖掘机斗杆和铲斗卸去，可顺作业面行走。司机面向斜坡，通过挖掘机的卷扬机用钢丝绳滑轮组牵引拖式振动压路机，使其在斜坡上进行振动压实作业。由于拖式振动压路机采用铰接式转向，较为方便。其主要技术参数如下：
    工作质量/t    10
    静线压力/(N/m)    530
    振动频率/Hz    31
    名义振幅/mm    1.5
    激振力/kN    240
    适宜坡度/(°)    0～45
    振动轮直径/mm    1500
    振动轮宽度/rnm    1850
    平面牵引力/kN    >29
    斜面牵引力/kN    >8.5
    平面工作速度/(km/h)    1.5～2
    斜面工作速度/(km/h)    1～1.5
    柴油机型号    DEUTZ F6LP12
    柴油机功率/kW    70
    遥控装置控制距离/m    150
    该机主要用于混凝土面板堆石坝、一般水坝、渠道和护堤的边坡，高填筑公路和铁路路堤的边坡，以及建筑工程大填方的护坡等斜面的振动碾压，也适用于各类土石方工程施工的平面碾压，既能碾压砂石料和土壤，又能碾压砂浆和混凝土表面，用途广泛。另外，该机对高填筑的公路、铁路路基边坡进行振动碾压时，不仅可以减少填方量，而且可以减少土地占用量，经振动压实后还可以减轻暴雨冲刷、水毁等自然灾害的损坏，具有很大的社会效益和经济效益。工程上采用该机进行施工，不仅可提高面板垫层的密实度，而且简化了施工工序，加快了施工进度，节约了因增大填方和削坡处理的工程费用。该机设计合理、技术先进，具有良好的推广前景。其斜坡碾压及斜坡坡脚处碾压分别如图1和图2所示。 图1  斜坡碾压示意图


图2  斜坡坡脚处碾压示意图    3  对挖掘机进行改造
    另一种方法是将挖掘机改造进行边坡压实(如图3所示)，将挖掘斗卸下后安装振动辊。这种压实装置由框架式的承重结构和带有棱、槽的压辊组成，用液压传动、液压马达与分流器直接连接，并安装一个二级减速器。其技术性能如下：
    生产效率/(m2/班)    1400～1600
    工作带宽/mm    1900
    压实层厚度/mm    150～25Cl
    压实度可达    0.90～0.93
    外形尺寸/mm    2800×3000×1500
    额定功率/kW    58
    质量/kg    2000
    工作装置换装时间/min    30
    这种装置除能压实、整修边坡外，还可用于分层填土时的摊铺和整平作业，以及清理、补填被水冲毁的地方，在修建土质的铁路路堤、堤坝、围堰、渣坑及回填土方时都可使用，工作效率比较高，维修保养简便，施工质量好。经这种装置压实的坡面具有与坡顶线相平行的沟槽，使坡面成搓板状，能降低坡面水流的流速，从而减轻流水对坡面的冲刷作用。如果坡面需用植被防护，搓板状的坡面能增大与种植土壤的结合力，无需再对坡面进行其他处理。 图3  换上压实装置的挖掘机图    4  悬挂式压路机
    所谓悬挂式压路机，即在轮胎驱动或履带驱动压路机上用臂杆悬挂压实轮，通过吊臂的回转、伸缩运动将压实轮延伸到所需压实坡面的工作范围，其结构示意图如图4所示。悬挂装置由大臂杆、小臂杆及悬挂机构组成，球节上端通过轴承用卡簧固定在悬臂端头内，球节下端是一球体，通过球头座与连接板连接，并可以在360°范围内旋转，可以将压实轮吊在臂杆前端下面，通过大、小臂杆的伸缩运动，压轮可以落在工作范围内的任一工作面上。施工坡面的角度是不定值，它随路面高度不同以及地理位置有所变化，既可以是正值，也可以是负值，因而坡面压路机的压轮要随着坡面角度的变化具有很大的适应性，以保证振动轮产生的激振力垂直作用在坡面上。该机型具有较大的适应性，既可以用于大型公路、铁路、河坝、水库坡面的施工，也可以用于市政、小型工地施工。该型压路机可以灵活地对坡面进行机械压实，并保证坡面达到与路面一样高的土壤密实度，极大地提高了施工质量，同时可节约大量的土方施工量和施工费用，以及投产使用后的维修保养费用。 图4  坡面振动压路机悬挂装置示意图    5  新型路基边坡压路机
    中国铁道建筑总公司开发了TZP3新型路基边坡压路机，以TY220推土机为主机，在推土机的侧面用连杆机构刚性地连接压实装置(见图5)。
    压实装置的调整定位采用全液压操纵，在连杆机构中设置3个油缸，工作人员在推土机的司机室操纵液压阀，通过各个伸缩液压缸可完成以下作业：
    (1)调整振动辊转角，以压实1：1.75及1：1.5等不同角度的边坡。
    (2)控制振动辊沿坡长方向的移动，使振动辊能压实长度为1900mrn的边坡。
    (3)调整振动辊的高度，实现压实边坡、压实主机右侧及后方的平面和实现离地悬空等功能。
    振动辊离地悬空600mm转到推土机的后方，进行推土机自身的推土作业，实现一机多用。该装置可实现边填边纵向滚压的作业方式，可较好地满足高速铁路、高速公路路基边坡压实质量要求。由于该机可一机多用，具有较高的实际应用价值，可降低工程造价。
    铁道部第五工程局与石家庄铁道学院联合研制的YZP5型路基边坡压实机(见图6)较好地克服了目前各种路基边坡压实机的缺点，其结构及其原理类似于TZP3新型路基边坡压路机。 图5  TZP3新型路基边坡压路机压实装置示意图


图6  YZP5型路基边坡压实机示意图    6  利用液压振动夯对边坡进行压实
    长沙理工大学汽车与机械学院与同济大学机械工程学院联合研制了一种边坡压实机械，成为国家863高技术研究发展计划资助项目。该机用伸缩臂杆头的液压振动夯(如图7所示)对边坡坡面进行压实工作。振动夯是关键部件，直接由主机的液压动力源通过振动控制的液压回路驱动。该液压回路需要解决2方面的问题：一是液压振动平板夯在工作时要求避免“空打”，即在液压振动平板夯悬空的情况下，不得起振，否则会损坏平板夯。而在边坡压实机中，振动夯是利用主机臂架的伸缩机构和俯仰机构来进行就位动作的，如果液压振动平板夯的液压回路与主机的其他工作回路之间是完全独立控制的，则难免会出现振动夯已离地而振动仍在进行的现象，容易对振动夯造成损伤。二是从操作性来看，如果液压振动平板夯的液压回路与主机的其他工作回路是完全独立控制的，不但会增加液压元件的数量，提高制造成本，而且使得压实作业时需兼顾主机俯仰手柄、伸缩手柄和振动启停手柄的控制，显然会使操作变得很复杂。 图7  悬挂式振动夯头    参考文献
    [1]张树遒.铁路路堤边坡动压实机。中国专利：036791，1986-11-12
    [2]陕西省水利机械厂。YZT10L型斜平两用托式振动压路机。中国专利：040646，1991-12-16 
路涛，刘长生，王坤明，邓民崖
(中南林业科技大学，湖南株洲412006)[/td][/tr]
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