車項目奠基[組圖]酒井重工:SW750N壓路機提高鋪設質(zhì)量柳工年

       酒井重工業(yè)的SW750N（9．15噸、碾壓寬幅1.7 m）是獨特設計的水平振蕩(振動輪對于接地像揉搓那樣的按照橢圓形的軌跡進行運動的振動原理)具有將材料動態(tài)揉搓效果的專用壓實機械設備。該機種的一般規(guī)格如表1所示。N型是上個世紀80年代中期，年新增利稅1.3億元。該項目建成投產(chǎn)后，并且得到了多項道路鋪設領(lǐng)域方面實際經(jīng)驗的證實。

        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。因為交通流量大的主要交通干線的高速公路對于密實度和平坦性要求很高，至“十一五”期末，所以對于施工機械和實際使用情況需要進行嚴格的評審檢查后才可以選用。為了提高鋪設道路的壽命和耐久性，柳工銷售收入將超過150億元。柳工由此也將進入國內(nèi)叉車行業(yè)前三名，采用了碎石膠粘劑(SMA)等新型瀝青加熱混合物(以下簡稱混合物)。本混合物最初是歐洲的，并以此帶動柳州叉車配套件業(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道路的耐久性。另外鋪設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、本混合物的壓實非常困難，鋪設道路的施工單位為了達到必要的密實度而一籌莫展。在前期雜志上介紹的高頻振動壓路機已經(jīng)解決了它的密實度問題，并且作為一次碾壓機械得到了活用。這次介紹的水平振蕩壓路機是對于同樣混合物非常適合于道路的表面碾壓。由此，使用高頻振動壓路機配合水平振蕩壓路機來施工，將使高品質(zhì)的道路鋪設成為現(xiàn)實。（見圖1重慶市的高速公路工地上使用的酒井水平振蕩碾壓設備）

      作為一次碾壓壓路機使用的SW750N，高頻振動壓路機和水平振蕩壓路機組合使用SW750N采用的水平振蕩機構(gòu)的模式圖用圖2來表示。在鋼輪內(nèi)由軸承支持2根平行的起振軸、由驅(qū)動馬達將其相互同期反轉(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的關(guān)系。
　　圖3是從振動輪的側(cè)面和后方看振子的各個位置(圖2的A、B、C、D)模式圖。圓周振動是由于中心軸芯旋轉(zhuǎn)運動合成運轉(zhuǎn)力(扭矩)的反轉(zhuǎn)產(chǎn)生的。（圖3B、a和b）。另外、軸芯振動是鋼輪向左右方向運動的合力的反轉(zhuǎn)產(chǎn)生的。(圖3C、c和d）。由于這樣二個方向的振動力的合成構(gòu)成振動輪在接地的猶如橢圓形軌跡的振動。
　　正如上述水平振蕩那樣，對材料一方面增加荷重(鋼輪的重量)一方面對接地材料給予運轉(zhuǎn)產(chǎn)生碾壓力的方法，在美國Superpave混合物的配合設計時，和在實驗室作為供試驗機械使用的<加伊勒濤里>（Gyratory）旋回碾壓試驗機的作業(yè)原理很相似。旋回試驗機比較于歷來的<馬歇爾>（Marshall）碾壓試驗機(用鐵錘落下撞擊荷重的壓實方法），因為它的揉搓效果好，即使難以碾壓的材料也可以得到很好的碾壓，這個原理已經(jīng)得到了證實。
　　水平振蕩和其他企業(yè)的稱做為振蕩壓路機(Oscillatory、產(chǎn)品稱呼)的振動方式不一樣。那種振蕩壓路機在水平振蕩上僅僅作圓周振動，沒有軸芯的振動成分。所以其接地的運動軌跡不產(chǎn)生橢圓形狀的振動，從振動輪的側(cè)面看的話，只是直線狀態(tài)的往復振動。(見圖2 水平振蕩的構(gòu)造模式圖、圖3 振動軸的各個振子的位置和各個離心力的關(guān)系) 
　　2000年，在酒井重工業(yè)技術(shù)研究所進行了水平振蕩壓路機(SW750N）和以往的壓路機（酒井R2型鋼輪壓路機：10噸、酒井TZ700型輪胎式壓路機：15噸）的組合比較試驗。本試驗結(jié)果的論文在2001年，日本公路年會上發(fā)表。材料是排水性鋪設（也叫低噪音鋪設材料）加熱瀝青混合物。排水性鋪設被確認為在雨天行走時提高安全性和交通噪音減低3～5 dB。在日本大約10年前就運用到了所有的國道和高速公路上了。有報告稱，實行此策，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顯示試驗條件和結(jié)果。鋪設的厚度是6 cm，碾壓開始溫度是150 oC，碾壓次數(shù)在水平振蕩壓路機作業(yè)區(qū)無振動１次、水平振蕩4次（合計5次）在以往機作業(yè)工區(qū)鋼輪壓路機和輪胎式壓路機各5次（合計10次）。碾壓密實度和空隙比的結(jié)果相同，也就是說1臺水平振蕩壓路機可以抵2臺以往機的碾壓效果。由此得出結(jié)論該機械的優(yōu)點是提高作業(yè)效果和降低成本。（見表2）

        圖4是水平振蕩壓路機工區(qū)，圖5是以往機型工區(qū)的各個路面的照片。從圖4可以看出鋪設表面骨材的鑲嵌結(jié)構(gòu)細膩整齊排列，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汽車的擋風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，就像攤鋪機剛鋪設完瀝青時的那種表面肌理。這說明以往機對于骨材基本上沒有進行再排列。（見圖4）

       如上所述，水平振蕩對于接地面產(chǎn)生平行作用。另一方面，以往的振動壓路機將振動輪軸圍繞中心進行圓振動，振動輪對于接地面基本上是垂直方向運動。這種振動方向不同的是水平振蕩對周邊傳遞振動值產(chǎn)生影響。圖７是水平振蕩型(SW750N)和圓振動型(SW750)的二款壓路機起動振動的時候，從鋼輪的端到側(cè)面各個地點，在地基表面上測到的垂直振動值的測定結(jié)果。水平振蕩型比較圓振動型，在1M的地方大約降低30dB，在7M的地方也大約降低了20dB。（見圖7 水平振蕩型和圓振動型以及地基表面上垂直方向振動值的比較）
　　本機和圓振動相比，其對于上下的振動傳導很小，所以對于橋梁和高架道路的鋪設施工非常有效。以往，在橋梁上不宜使用圓振動型的振動壓路機，那是因為共振原理，在施工中會對橋梁本體產(chǎn)生異常振動和噪音，帶來某種損害。所以過去，無奈把鋼輪輪胎壓路機，振動壓路機采用靜壓方式來施工。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行了水平振蕩壓路機(SW750N)的試驗。請見圖8。并且調(diào)查了機械對橋梁本體的影響程度。結(jié)果是水平振蕩壓路機沒有發(fā)生任何問題，鋪設壓實密度完全達到設計要求。（見圖8 在橋梁鋪設施工中水平振蕩壓路機效果非常好）

　　表3是在上述橋梁鋪設現(xiàn)場，使用水平振蕩壓路機的時候，在橋梁的上下測定的噪音和垂直方向的振動值。橋梁上的噪音值是69 dB、遠低于規(guī)定值（85 dB）。另外在橋梁的下方噪音值也在交通噪音標準以下，低到幾乎測不出的程度。另外車輛前方30m、高架直接底下測定出的垂直環(huán)境振動值也比規(guī)定值（75dB）低很多。（見表3）
　　水平振蕩壓路機有上述種種優(yōu)點。但是，為了更加有效地使用，有幾點需要注意。在一次碾壓的時候，碾壓層厚應該限定在5-6cm為好。這是因為振動輪對接地產(chǎn)生的水平振蕩在層內(nèi)產(chǎn)生剪斷力。剪斷作用當鋪設層厚度大時衰減也大，下層的碾壓效果就會低下的緣故。另外，作業(yè)速度應控制在5km/h以下為好。這是因為材料不穩(wěn)定或者攪拌材料溫度過高的話，材料會產(chǎn)生擠出傾向。相反，當進行一般路面的表面碾壓的時候，則層厚大小沒有關(guān)系，卻會帶來改善路面肌理的良好效果。

 

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