浅析轮胎压路机压实原理及应用策略

刘德全，王纯辉

（大庆油田工程建设有限公司路桥公司第十工程部，黑龙江 大庆 163412）

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。不仅如此，大部分轮胎压路机的轮胎都是细花纹，因此在一定程度上也能调整工程的平整程度。这也是工作人员在施工过程中会经常选择使用双钢轮振动压路机对路面进行调整的原因。

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。

在上文中提到的几个阻力中，压路机轮胎变形引起的滚动阻力对工程铺层产生的效果最明显，由于其本身的弹性和压路机的重量，轮胎和浦城之间的接触面必然产生变形，这对表面颗粒来讲，一旦轮胎进入结合区，其位置上的物料就会受到挤压产生位移，物料本身也会受到向后的剪切力，产生后方乡位移的情况。

在计算轮胎压路机工作时的滚动阻力时，工作人已按只需要考虑轮胎和土体接触面的平面位置，将一个车轮上所受重力设为Gg，轮胎宽度设为b，接地长度设为l，则整个铺层单位的荷载F计算公式如下：

2 轮胎压路机用途及分类

2.1 按轮胎负载分

若将轮胎压路机按照负载情况进行区分，即多个轮胎整体受载、单个轮胎独立受载以及复合受载三种。若压路机在比较复杂的地形中运行并落实工作，则轮胎本身受到的负载也会被重新分配，工作人员需要注意的就是避免压路机全部轮胎中的某个受到过多荷载产生损坏的情况。而若是单个轮胎受载，则压路机中的每个轮胎都是独立负载。此外，若轮胎压路机处于重复受载的情况下，则设备中有部分轮胎属于独立受载，另一部分则是整体受载。

2.2 按轮胎在轴上安装的方式分

不同轮胎压力机上的轴上安装方式存在差异，在单独安装时，压路机每个轮胎都有和其他轮胎轴不同的独立轴。而在通轴安装的过程中，常见情况是将多个轮胎安装在一根轴上，而复合轴则是包括独立安装以及通轴安装两种方式。

2.3 按平衡系统形式分

按照轮胎压路机的平衡系统形式进行分析，可以将其划分为杠杆式、液压式和复合式三种。在压路机中使用液压式和气压式两种平衡系统，同样能保障压力机在坡道上工作，自身的驾驶室也处于水平状态。

2.4 按轮胎在轴上的布置分

轮胎压路机中轮胎在轴上的布置能够分为交错、行列和复合三种。在现代压路机中，使用最广泛的就是轮胎压路机交错布置的方案，主要原因在于这种布置方案的技术难度不高，同时后续产生的施工效果也比较好。

2.5 按转向方式分

压路机的车轮转向有很多种，常见的就是偏转车轮、轮轴转向等。其中偏转车轮和转向轮轴转向比较相似，都容易导致压路机前后轮产生不同转弯半径，基本会使前后轮之间的重叠宽度减小到0，压路机碾压的宽度也会不均匀。若工作人员想提升此种转向形式的实际工作质量，就要尽可能大地增加重叠宽度，最终产生的结果必然是促使压路机设备产生的压实宽度缩小，简而言之，就是会降低压路机原本的生产效率。这里提到的轮胎压路机中的偏转车轮转向以及转型轮轴转向等，都属于十分先进的技术和结构，工作人员在使用时，只需要保障压路机本身能够满足基本条件即可。这样做的优势在于，若压路机在弯道工作，则前后轮必需的重叠宽度就可以得到保障。但需要注意的是，工作人员不能随意拉进绞接车间轴距之间的距离，否则，会导致轮胎压路机稳定性变低。自行式轮胎压路机能够被按照动力装置形式、传动方式等特征进行细化分类，对后续工作人员管理工作的落实也有明显的推动作用。

3 轮胎压路机应用策略

3.1 使用先进技术

（1）传动系统，这种系统在大型轮胎压路机设备中十分常见。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。

（2）悬挂系统，以某路面工程工作人员的做法为例，该工作人员为保障轮胎压路机中的每个轮胎符合都比较均匀，选择在轮胎上设置悬挂系统。该工作人员选择的是液压悬挂，即将压路机前部轮胎悬挂在互通连接的油缸上，保障每个轮胎都能独立的上下移动，不仅操作简单，成本投入也不高。

（3）调压装置，此种装置的工作原理就是利用压路机中轮胎气压，实现对调压装置的集中管理，这样工作人员得到的碾压力效果也比较良好，原理就是通过提升轮胎压路机通过性能，扩大适用范围。但需要注意的是，各相关操作通常需要使用至少两台空气压缩机，且工作效率和产生的经济效益都不高。

3.2 应用先进结构

（1）绞接式转向，这种转向一方面能够保障机械机动灵活，另一方面，也能达到降低对压实层横向建立的效果，尤其是对于工程压实质量而言效果十分明显。（2）前后轮垂直升降机构，使用这种机构的主要目的是为了降低假压实现象产生的可能。（3）格栅式转向机构，这样的机构能够为轮胎压路机方向轮可以向不同角度转向提供稳定保障，且在机械转向的同时，也不会由于方向轮滑移的情况影响工程质量。

除此之外，宽幅轮胎也是先进结构中的一种，常见的轮胎压路机轮胎之间高度比是1.0～0.95，宽幅轮胎本身则在0.65左右，其具有的重叠度比较大，接地位置产生的压力也很均匀，同时工作效果良好。需要注意的是，使用此种结构的轮胎压路机会需要工程投入较高成本，因此并不适合预算有限的工程使用。

4 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。