車(chē)項(xiàng)目奠基[組圖]酒井重工:SW750N壓路機(jī)提高鋪設(shè)質(zhì)量柳工年

       酒井重工業(yè)的SW750N（9．15噸、碾壓寬幅1.7 m）是獨(dú)特設(shè)計(jì)的水平振蕩(振動(dòng)輪對(duì)于接地像揉搓那樣的按照橢圓形的軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)原理)具有將材料動(dòng)態(tài)揉搓效果的專(zhuān)用壓實(shí)機(jī)械設(shè)備。該機(jī)種的一般規(guī)格如表1所示。N型是上個(gè)世紀(jì)80年代中期，年新增利稅1.3億元。該項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，并且得到了多項(xiàng)道路鋪設(shè)領(lǐng)域方面實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的證實(shí)。

        例如照片1是在重慶的高速公路施工工地上使用SW750N的照片。因?yàn)榻煌髁看蟮闹饕煌ǜ删€(xiàn)的高速公路對(duì)于密實(shí)度和平坦性要求很高，至“十一五”期末，所以對(duì)于施工機(jī)械和實(shí)際使用情況需要進(jìn)行嚴(yán)格的評(píng)審檢查后才可以選用。為了提高鋪設(shè)道路的壽命和耐久性，柳工銷(xiāo)售收入將超過(guò)150億元。柳工由此也將進(jìn)入國(guó)內(nèi)叉車(chē)行業(yè)前三名，采用了碎石膠粘劑(SMA)等新型瀝青加熱混合物(以下簡(jiǎn)稱(chēng)混合物)。本混合物最初是歐洲的，并以此帶動(dòng)柳州叉車(chē)配套件業(yè)的發(fā)展。，比起一般的混合物其密粒度混合物配比方面增加了粗碎石，利用碎石間的磨擦和咬合提高鋪設(shè)道路的耐久性。另外鋪設(shè)的表面由于肌理粗大，提高了和輪胎的磨擦系數(shù)，確保在雨天的行走穩(wěn)定。但是、本混合物的壓實(shí)非常困難，鋪設(shè)道路的施工單位為了達(dá)到必要的密實(shí)度而一籌莫展。在前期雜志上介紹的高頻振動(dòng)壓路機(jī)已經(jīng)解決了它的密實(shí)度問(wèn)題，并且作為一次碾壓機(jī)械得到了活用。這次介紹的水平振蕩壓路機(jī)是對(duì)于同樣混合物非常適合于道路的表面碾壓。由此，使用高頻振動(dòng)壓路機(jī)配合水平振蕩壓路機(jī)來(lái)施工，將使高品質(zhì)的道路鋪設(shè)成為現(xiàn)實(shí)。（見(jiàn)圖1重慶市的高速公路工地上使用的酒井水平振蕩碾壓設(shè)備）

      作為一次碾壓壓路機(jī)使用的SW750N，高頻振動(dòng)壓路機(jī)和水平振蕩壓路機(jī)組合使用SW750N采用的水平振蕩機(jī)構(gòu)的模式圖用圖2來(lái)表示。在鋼輪內(nèi)由軸承支持2根平行的起振軸、由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)將其相互同期反轉(zhuǎn)。各軸兩端的振子的重量不等，形成其他軸兩端振子重量和上下逆動(dòng)的關(guān)系。
　　圖3是從振動(dòng)輪的側(cè)面和后方看振子的各個(gè)位置(圖2的A、B、C、D)模式圖。圓周振動(dòng)是由于中心軸芯旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)合成運(yùn)轉(zhuǎn)力(扭矩)的反轉(zhuǎn)產(chǎn)生的。（圖3B、a和b）。另外、軸芯振動(dòng)是鋼輪向左右方向運(yùn)動(dòng)的合力的反轉(zhuǎn)產(chǎn)生的。(圖3C、c和d）。由于這樣二個(gè)方向的振動(dòng)力的合成構(gòu)成振動(dòng)輪在接地的猶如橢圓形軌跡的振動(dòng)。
　　正如上述水平振蕩那樣，對(duì)材料一方面增加荷重(鋼輪的重量)一方面對(duì)接地材料給予運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生碾壓力的方法，在美國(guó)Superpave混合物的配合設(shè)計(jì)時(shí)，和在實(shí)驗(yàn)室作為供試驗(yàn)機(jī)械使用的<加伊勒濤里>（Gyratory）旋回碾壓試驗(yàn)機(jī)的作業(yè)原理很相似。旋回試驗(yàn)機(jī)比較于歷來(lái)的<馬歇爾>（Marshall）碾壓試驗(yàn)機(jī)(用鐵錘落下撞擊荷重的壓實(shí)方法），因?yàn)樗娜啻晷Ч茫词闺y以碾壓的材料也可以得到很好的碾壓，這個(gè)原理已經(jīng)得到了證實(shí)。
　　水平振蕩和其他企業(yè)的稱(chēng)做為振蕩壓路機(jī)(Oscillatory、產(chǎn)品稱(chēng)呼)的振動(dòng)方式不一樣。那種振蕩壓路機(jī)在水平振蕩上僅僅作圓周振動(dòng)，沒(méi)有軸芯的振動(dòng)成分。所以其接地的運(yùn)動(dòng)軌跡不產(chǎn)生橢圓形狀的振動(dòng)，從振動(dòng)輪的側(cè)面看的話(huà)，只是直線(xiàn)狀態(tài)的往復(fù)振動(dòng)。(見(jiàn)圖2 水平振蕩的構(gòu)造模式圖、圖3 振動(dòng)軸的各個(gè)振子的位置和各個(gè)離心力的關(guān)系) 
　　2000年，在酒井重工業(yè)技術(shù)研究所進(jìn)行了水平振蕩壓路機(jī)(SW750N）和以往的壓路機(jī)（酒井R2型鋼輪壓路機(jī)：10噸、酒井TZ700型輪胎式壓路機(jī)：15噸）的組合比較試驗(yàn)。本試驗(yàn)結(jié)果的論文在2001年，日本公路年會(huì)上發(fā)表。材料是排水性鋪設(shè)（也叫低噪音鋪設(shè)材料）加熱瀝青混合物。排水性鋪設(shè)被確認(rèn)為在雨天行走時(shí)提高安全性和交通噪音減低3～5 dB。在日本大約10年前就運(yùn)用到了所有的國(guó)道和高速公路上了。有報(bào)告稱(chēng)，實(shí)行此策，雨天的交通事故減少了60 %，另外交通噪音降低也減輕了周邊居民的苦惱。

        表2顯示試驗(yàn)條件和結(jié)果。鋪設(shè)的厚度是6 cm，碾壓開(kāi)始溫度是150 oC，碾壓次數(shù)在水平振蕩壓路機(jī)作業(yè)區(qū)無(wú)振動(dòng)１次、水平振蕩4次（合計(jì)5次）在以往機(jī)作業(yè)工區(qū)鋼輪壓路機(jī)和輪胎式壓路機(jī)各5次（合計(jì)10次）。碾壓密實(shí)度和空隙比的結(jié)果相同，也就是說(shuō)1臺(tái)水平振蕩壓路機(jī)可以抵2臺(tái)以往機(jī)的碾壓效果。由此得出結(jié)論該機(jī)械的優(yōu)點(diǎn)是提高作業(yè)效果和降低成本。（見(jiàn)表2）

        圖4是水平振蕩壓路機(jī)工區(qū)，圖5是以往機(jī)型工區(qū)的各個(gè)路面的照片。從圖4可以看出鋪設(shè)表面骨材的鑲嵌結(jié)構(gòu)細(xì)膩整齊排列，緊密結(jié)合。這種排列可以抑制骨材的剝離。而排水性的混合物的骨材分離是造成高速公路上石子跳起對(duì)汽車(chē)的擋風(fēng)玻璃的損傷和交通事故的原因。另一方面，從圖5可以看出骨材雜亂排列，就像攤鋪機(jī)剛鋪設(shè)完瀝青時(shí)的那種表面肌理。這說(shuō)明以往機(jī)對(duì)于骨材基本上沒(méi)有進(jìn)行再排列。（見(jiàn)圖4）

       如上所述，水平振蕩對(duì)于接地面產(chǎn)生平行作用。另一方面，以往的振動(dòng)壓路機(jī)將振動(dòng)輪軸圍繞中心進(jìn)行圓振動(dòng)，振動(dòng)輪對(duì)于接地面基本上是垂直方向運(yùn)動(dòng)。這種振動(dòng)方向不同的是水平振蕩對(duì)周邊傳遞振動(dòng)值產(chǎn)生影響。圖７是水平振蕩型(SW750N)和圓振動(dòng)型(SW750)的二款壓路機(jī)起動(dòng)振動(dòng)的時(shí)候，從鋼輪的端到側(cè)面各個(gè)地點(diǎn)，在地基表面上測(cè)到的垂直振動(dòng)值的測(cè)定結(jié)果。水平振蕩型比較圓振動(dòng)型，在1M的地方大約降低30dB，在7M的地方也大約降低了20dB。（見(jiàn)圖7 水平振蕩型和圓振動(dòng)型以及地基表面上垂直方向振動(dòng)值的比較）
　　本機(jī)和圓振動(dòng)相比，其對(duì)于上下的振動(dòng)傳導(dǎo)很小，所以對(duì)于橋梁和高架道路的鋪設(shè)施工非常有效。以往，在橋梁上不宜使用圓振動(dòng)型的振動(dòng)壓路機(jī)，那是因?yàn)楣舱裨?，在施工中?huì)對(duì)橋梁本體產(chǎn)生異常振動(dòng)和噪音，帶來(lái)某種損害。所以過(guò)去，無(wú)奈把鋼輪輪胎壓路機(jī)，振動(dòng)壓路機(jī)采用靜壓方式來(lái)施工。但是，在橋梁和高架道路上加熱瀝青材料的溫度降低非常顯著，品質(zhì)難以確保。酒井在橋梁和高架道路上進(jìn)行了水平振蕩壓路機(jī)(SW750N)的試驗(yàn)。請(qǐng)見(jiàn)圖8。并且調(diào)查了機(jī)械對(duì)橋梁本體的影響程度。結(jié)果是水平振蕩壓路機(jī)沒(méi)有發(fā)生任何問(wèn)題，鋪設(shè)壓實(shí)密度完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。（見(jiàn)圖8 在橋梁鋪設(shè)施工中水平振蕩壓路機(jī)效果非常好）

　　表3是在上述橋梁鋪設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，使用水平振蕩壓路機(jī)的時(shí)候，在橋梁的上下測(cè)定的噪音和垂直方向的振動(dòng)值。橋梁上的噪音值是69 dB、遠(yuǎn)低于規(guī)定值（85 dB）。另外在橋梁的下方噪音值也在交通噪音標(biāo)準(zhǔn)以下，低到幾乎測(cè)不出的程度。另外車(chē)輛前方30m、高架直接底下測(cè)定出的垂直環(huán)境振動(dòng)值也比規(guī)定值（75dB）低很多。（見(jiàn)表3）
　　水平振蕩壓路機(jī)有上述種種優(yōu)點(diǎn)。但是，為了更加有效地使用，有幾點(diǎn)需要注意。在一次碾壓的時(shí)候，碾壓層厚應(yīng)該限定在5-6cm為好。這是因?yàn)檎駝?dòng)輪對(duì)接地產(chǎn)生的水平振蕩在層內(nèi)產(chǎn)生剪斷力。剪斷作用當(dāng)鋪設(shè)層厚度大時(shí)衰減也大，下層的碾壓效果就會(huì)低下的緣故。另外，作業(yè)速度應(yīng)控制在5km/h以下為好。這是因?yàn)椴牧喜环€(wěn)定或者攪拌材料溫度過(guò)高的話(huà)，材料會(huì)產(chǎn)生擠出傾向。相反，當(dāng)進(jìn)行一般路面的表面碾壓的時(shí)候，則層厚大小沒(méi)有關(guān)系，卻會(huì)帶來(lái)改善路面肌理的良好效果。

 

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