目 录 摘要…………………………………………………………………………………Ⅰ Abstract ……………………………………………………………………………Ⅱ 第1章 绪论 ………………………………………………………………………1 1.1 冲击式压实机概念…………………………………………………………1 1.2 冲击式压实机的用途与适合使用的范围…………………………………………1 1.3 冲击压实技术特点…………………………………………………………2 1.4 冲击式压实机的命名………………………………………………………3 1.5 本章小结……………………………………………………………………4 第2章 主要结构…………………………………………………………………4 2.1 冲击式压实机结构特点……………………………………………………4 2.2 主要结构件…………………………………………………………………6 2.2.1 冲击轮总成 ………………………………………………………6 2.2.2机架 ………………………………………………………………8 2.2.4摆架…………………………………………………………………8 2.3 本章小结……………………………………………………………………9 第3章 工作原理与性能…………………………………………………………9 3.1 冲击式压实机工作原理……………………………………………………9 3.2 冲击式压实机的性能参数………………………………………………10 3.3 牵引机的性能参数………………………………………………………11 3.4 性能特点…………………………………………………………………11 3.5 影响深度…………………………………………………………………12 3.6公路冲击碾压的技术效果 ………………………………………………12 3.7 本章小结…………………………………………………………………16 第4章 安全操作和维修保养…………………………………………………16 4.1 安全操作需要注意的几点………………………………………………………16 4.1.1冲击式压实机安全操作需要注意的几点 ………………………………16 4.1.2 牵引机安全操作需要注意的几点………………………………………17 4.2 操作要点…………………………………………………………………17 4.2.1 挂接牵引车………………………………………………………17 4.2.2 支撑冲击轮………………………………………………………18 4.2.3 放下冲击轮………………………………………………………18 4.2.4 检查及补充油液…………………………………………………18 4.2.5 检查蓄能器压力及充气…………………………………………18 4.2.6 转场………………………………………………………………19 4.2.7 存放………………………………………………………………19 4.3 维修保养…………………………………………………………………19 4.3.1 每天出车前后检查………………………………………………19 4.3.2 按时进行检查…………………………………………………………20 4.4 本章小结…………………………………………………………………20 第五章 常见故障诊断…………………………………………………………20 5.1 冲击式压实机常见故障诊断……………………………………………20 5.2 牵引机常见故障诊断……………………………………………………21 5.2.1传动系统常见故障及排除方法…………………………………21 5.2.2 轮边制动器常见故障及排除方法………………………………22 5.2.3 制动系统故障维修和排除………………………………………22 5.3 本章小结……………………………………………………………24 总结……………………………………………………………………………25 参考文献…………………………………………………………………26 致谢……………………………………………………………………………27 PAGE 1 第1章 绪论 1.1冲击式压实机概念 冲击式压实机是一种新型的拖式压实机，其碾压轮为多边形，常用的是三角形和五边形，由轮式牵引机牵引作业。所使用的冲击压实技术是一种用非圆形、大功率、连续滚动的冲击轮冲击压实路面、路基以达到压实效果的技术，它于20世纪50年代由南非Aubrey Berrange公司提出，但成为一种成熟的可供实用的非圆滚动冲击压实机则是在20世纪70年代至80年代，上世纪90年代开始向全球推广。 图1.1 1.2 冲击式压实机的用途 冲击式压实机是一种高效压实机械，一般适用于高速公路、铁路、机场、港口、堤坝等大型基础工程建设，具有传统压实机械难以达到的压实效果和经济的效果与利益，是现代及其它工程基本的建设必不可少的施工机械。 公路建设的实践证明，路基一定要达到密实、均匀、稳定，才可能正真的保证路面的正常服务功能。在高速修建中，当路基受到斜坡地形、土石填料组成、地基土质条件等不利影响时，以及公路建成的速度加快，路基经常会产生沉降变形而引发工程病害。近年来使用冲击压路机开发应用的冲击碾压技术有了很大发展，在解决路基工程质量隐患方面有所创新，如有效地减少路基的工后沉降与差异沉降，保证路堤的整体稳定性；对碾压成型路基的路床、路堤进行检验性追加冲碾遍数，提高了路基的整体强度与均匀性；对湿陷性黄土地基或软弱地基进行冲击碾压的填前处理，使地基满足承载力与稳定的要求；对砂石路面、沥青路面、水泥混凝土路面等旧路应用冲击碾压技术进行改建，不但加快施工进度，还能达到工程质量发展要求。目前除南非蓝派公司、美国 公司生产的冲击压路机外，国内已有个厂家生产冲击压路机，有的厂家已能批量生产供应市场，因而全国已有二十六个省、区、市应用了冲击碾压技术，工程实践表明，正确使用公路冲击碾压技术，其效果明显，能较好地消除路基的潜在工程隐患，提高公路建设质量，应用前景十分广阔。 主要适应范围： 1）.公路、铁路、水坝、飞机场、楼房、工厂、住宅的地基压实。 2）.水泥厂废料、灰类、煤等散状物堆放场地的压实。 3）.含水量比较宽的土石方压实。 4）.岩石、粘土、膨胀土的压实。 5）.露天煤层的阻燃压实。 1.3冲击压实技术的特点： 振动压路机的工程实践表明，碾压速度是决定压路机面积生产率（m3/h）的主要的因素之一，压实深度和铺层厚度也是影响压实效果和压实生产率的重要参数。通常，振动压路机的最佳碾压速度为3—6km/h，最佳压实层厚度0.3—0.5m。要提高压实效果和压实生产率，增强土石体密实度，减少土石体自重的压密沉降变形，必须改进压实工艺，更新碾压技术，改变碾压方式，提高碾压速度的压实铺层厚度。冲击压实技术是将当前振动压实的高频率、低振幅改为高振幅、低频率，在压实作用中较大地增加了对土石方的压实功能。如25KJ三边形冲击压实机的冲击功能较振动压实机增加10倍，压实影响深度达5m，有效压实厚度由振动压实的0.20—0.30m，增加为1.00—1.50m，:冲击压实机的碾压速度较振动压实机提高两倍。通过在国内不一样的地区与不同土石填方路基的试验工程实践已得到证实。 冲击式压实机是用三边形或五边形“轮子”来产生集中的冲击能量达到压实土石填料的目的。冲击压实机可由配套的重型工业拖车在前方牵引。 冲击压实机在土石方压实作业中，突破了传统的碾压方式，工作时冲击轮向前碾压，产生巨大的冲击波，由于碾边顺序连续冲击地面，可使土体碾压均匀密实。该机以10—15km/h的行驶速度碾压作业，即冲击碾每秒钟冲击地面两次，相当于低频大振幅冲击压实土体，并周期性地冲击地面，产生强烈的冲击波向地下深层传播，具有地震的传播特性，其压实深度可随碾压遍数递增。目前我所实习的郑州宇通重工（后文以“本公司”称）常用的压实机的有6830三边形和6825A五边形两种压实机。6830压实机用于层厚1m以下填料碾压以及碾压质量的检验。6825A压实机用于层厚50—75㎝的填料碾压，由于是五边形轮子，可比6830压实机用较少遍数获得所需的密实度。6830压实机的高能量可对填料作深层压实，以此来降低土的渗透性，为分层碾压或填方材料提供坚实的基础。在低交通量道路，对施工现场原位材料的深层压实能形成较高强度和稳定能力，而不必换填材料，在多数情况下，直接修筑底基层和基层就可得到优质道路。 检验碾压是冲击压实工作的一个重要内容，6830压实机的高能量给出相当于冲击力达250t以上的重击，是一种极为有效的检验碾压。只要用冲击压实机碾压10—15遍，所有软弱的或含水量过多的地方都很容易发现，再碾压几遍就可以补救。高能量冲击压实机在云南、北京、河北、福建、湖南等省、市有关工程的冲击压实试验及冲击碾压中应用，初步认为对减少路基工后沉降，提高路基整体强度及加固软弱地基较通常碾压有较大作用，这对提高当前高速公路修建质量具有现实意义。 1.4 冲击式压实机的命名 冲击式压实机的命名是以静态能量进行标定的，其静态能量由下列公式以千焦（尔）计算，见公式1.1： E=mgh （1.1） 式中： E为能量，kJ； m为动力部件的质量，kg； g为重力常数（9.81m/s2）； h为轮子外半径同内半径的差值，h=R-r，m ；（见图1.2） 如本公司的 6830冲击式压实机“68”表示工厂自编号 “30”表示其静态能量为30千焦； 如本公司的 6825A冲击式压实机“68”表示工厂自编号 “25”表示其静态能量为25千焦，“A”表示冲击轮形状为五边形。 图1.2 1.5 本章小结 主要研究内容：总结分析相关文献，根据宇通重工YT系列冲击式压实机的实际数据情况，简要分析冲击式压实机的结构原理和工作性能。对压实机的主要结构件进行简单的介绍，对该机器的的维护检查和故障分析做简要分析。 第2章 主要结构 2.1 冲击式压实机结构特点 冲击式压实机一般由牵引机、工作装置、机架、支腿、摆架、液压缓冲机构、压力举升机构等基本功能模块组成。三边形冲击式压实机的结构组成. 冲击式压实机结构大体雷同，由牵引车和冲击压实装置两大部分构成，后者主要由异形碾压轮、拖架、牵引装置、缓冲机构、举升机构和行路机构等组成，现在市场上应用较成熟的机型为三边或者五边弧形冲击轮压实机。 图1.3 以我公司系列拖式冲击式压路机为例，其主要结构特点： （1）通过气液系统、橡胶元件、弹簧等多级缓冲减震减轻司机的作业疲劳，保证设备的可靠性和常规使用的寿命； （2）机架上装有举升油缸，冲击轮可由液压系统操作自由升降，方便转场运输； （3）冲击轮由三条边构成，每条边由优化的拟合曲线构成，整个轮子的轮廓形成三瓣圆周阵列。 （4）采用快速接头，牵引车与压实机挂接与分离方便、快速、安全。 由于滚动冲击压实的特别性，我公司冲击式压实机还具有以下的特点： （1）牵引车 牵引车由前、后车架2部分所组成，中间用转向铰接衔接，作为液压油缸转向机构的回转中心。前车架上放置动员机、液力变速器、前桥及驾驶室等部件，后车架上放置后桥和配重块。液力变速用具有构造紧凑、起动安稳、传动柔和、工作稳固可靠、能随负荷变更主动闭锁等特色，所配置的牵引车输出功率约为280kW，行驶速度一般为10~15km/h。 图1.4 （2）牵引装置。 牵引装置主要由牵引板、十字接头、销轴、牵引轴和法兰盘组成，牵引装置相似于万向节,它的作用是保证牵引机构与冲击压路机之间具有3个转动自由度，这种衔接使冲击轮能自由转动而不受牵引车的限制。 （3）机架。 机架是全部冲击压实装置所有零部件连接安装的基本，是冲击轮与牵引车之间衔接的中间构造，起到支承和拖行冲击轮的作用，在转场时作为行走支架。机架重要由钢板拼焊而成，前端通过牵引装置与牵引车相连，后部安装有冲击压实轮和行走轮以及其它机构。 （4）工作装置。 冲击轮，每边由变曲率半径的圆弧组成，在工作行程中实现滚压、冲击和揉搓作用相联合的压实。冲击轮的重要构造和动力参数直接影响到冲击压实机的工作性能，所以轮重、外形轮廓、曲率半径及工作速度的选取至关主要。 （5）摆架机构。 由于冲击轮轮廓外形特别，转动时轮心活动轨迹为一条周期曲线，程度方向和垂直方向上均有加速度存在，势必对牵引车造成冲击，严重影响驾驶员乘坐的舒适性和工作机构的寿命，而摆架机构则是隔离振动冲击的要害机构。 （6）缓冲蓄能装置。 冲击轮拍击地面的冲击能量尽管在土壤被压实时接收了很大一部分，但地面仍会对冲击轮发生伟大的反作用力。且反冲力随着土壤密实度的增添而增大，并通过车架传给牵引车，影响传动体系机械零部件的寿命以及驾驶员的健康，所以冲击轮必需有着非常强的缓和冲击反力的才能。缓冲蓄能装置是为减少冲击轮工作时对车架发生的宏大冲击力而设计的吸振体系，吸振后果明显。 （7）双向缓冲减振机构。 冲击式压实机冲击轮转动时，其滚动阻力矩呈周期性变更，影响动员机的动力输出。当呈现冲击轮向前翻滚的速度超过车速时，冲击轮和牵引车的速度不匹配，相互间就会产生冲击振动，冲击轮还会对主机产生反冲载荷，因此必需设置双向减振缓冲机构，可以很好地接收冲击轮在牵引和作业反冲2个方向上的振动。 （8）举升机构和行路机构。 冲击式压实机作短途转移和调换施工场地时，须要依附举升机构和行路机构。举升机构通过举升液压缸使冲击轮脱离地面，这时全部压实部分的重量由车架上的行走轮支承，在牵引车的拖行下实现现场地转移。 2.2 主要结构件 冲击式压路机能适应大型工程对基础的承载能力、稳定性和密实度的更加高的要求，特别是能确保高速公路路基填石和软地基补强压实的实施工程质量并缩短工期，现已逐步被国内各实施工程单位认可。安装冲击轮的轴头部分和连接轴的质量至关重要。 2.2.1 冲击轮总成 冲击轮总成是冲击压实机的主要工作部件，由冲击论和轮轴组成。轮轴与拖架连接在一起，两个冲击轮处于机架两端。单个冲击轮由三条边构成，每条边由经过优化的拟合曲线构成，使整个轮子的轮廓形成三瓣圆周阵列的凸轮结构，冲击轮在地面连续滚动的过程中，利用重心的上下高度的变化对地表进行冲击夯实，轮轴支撑着冲击轮，是冲击轮的转动轴。 以下是对冲击轮连接轴的结构设计和焊接工艺 （1） 冲击轮连接轴结构分析 如图1所示，冲击轮连接轴是将两冲击轮连接起来，要求结构上具有较大的刚度，并且要提供冲击轮的安装台阶。目前国内尚无可供选用的大直径厚壁管，而铸造此件又轻易出现夹渣、气孔和缩松等缺陷。根据零件的设计原则，对具有横截面突变和外形复杂的构件，应想法改用简单组合或焊接，所以我们将轴分为轴承颈套和中间轴管两部分，采用焊接连接的方案。 （2） 结构设计及工艺特点 由于在使用的过程中，有从该部位断裂的实例，受结构和使用的限制，我们提出以下三种方案： 第一种方案如图2a所示，它以轴承颈套为孔，轴管为轴，配合定位后用角焊缝焊接，这样做才能够简化连接的结构，使锻件结构相对比较简单、易加工和本钱低。同时轴孔之间用紧配合定位，改善了以前单纯由焊缝受力的状况。缺点是轴承颈套体积增大，结构设计不尽公道，加工本钱较高。 第二种方案如图2b所示，轴承颈套、轴管均为轴。轴孔之间紧配合，用热装配的方法装配，轴套体积小易加热，便于装配。但整个连接轴的精度取决于3个零件，累积误差增大，承载焊缝有两条，加工复杂、本钱高。受力状况不好及承载能力减弱。 第三种方案如图2c所示，以轴承颈套为轴，轴管为孔，孔与轴之间采用过盈配合，热装配，同时采用了V形坡口的焊缝方式，其坡日焊缝有足够的叠合面，焊接牢固，熔深大，熔敷效率高，且焊接处面积较小，可避免热量过多流失，保证了焊接质量。 从以上方案的受力情况分析能够准确的看出，第三种方案较为理想。 （3） 焊接工艺流程 我们在实践中发现，焊接工艺过程对焊接质量有很大的影响，经过反复实践，以为以下焊接流程为较佳方案。 ①用CO2气体保护焊焊机，选用直径为1.2mm的焊丝，调整焊接电流至200A、电压至10V，对称点焊，点焊长度可适当增长至25mm，焊缝高度3mm，使整个焊缝均匀加热。 ②调整电流至300A、电压至10 V，一遍焊透。 ③调整电流至200A、电压至15V，焊平即可 ④自然冷却后，机械敲击往除应力即可。 2.2.2机架 机架是压实机的载体，通过4条轮胎支撑于地面上，牵引机牵引车架，最终把牵引力传递给冲击轮，拖动冲击轮滚动作业。同时，在转场过程中，它也是整个工作装置的承载机构。 2.2.3摆架 摆架通过中间轴安装在机架上，下端与缓冲油缸相连，上端与拖架相连，在工作过程中通过前后的摆动，传递牵引力，并和缓冲机构一起减震、隔震，增加驾驶员的舒适性，延长牵引机和压实机的常规使用的寿命。 2.3 本章小结 本章主要介绍冲击式压实机的主要机构，其次是对本机器的主要结构件冲击轮连接轴的设计及制作工艺流程的简单阐述。 第3章 工作原理与性能 3.1 工作原理 冲击碾压是岩土工程压实技术的最新发展。冲击压路机由牵引车带动非园形轮滚动，多边形滚轮的大小半径产生位能落差与行驶的动能相结合沿地面对土石材料来静压、搓揉、冲击的连续冲击碾压作业，形成高振幅、低频率的冲击压实原理。目前以25KJ三边形双轮冲击压路机使用最多，其双轮静重12t，行驶最佳速度为12km/h，对地面产生集中冲击力200~250t，相当于1111~1543kPa。 冲击压路机的技术特性决定较现行常规压路机不同的压实工艺，不采用现有压路机压半轮或部分重叠碾压的施工方法，而是以冲击力向土体深层扩散分布的性状，提出新的冲击碾压方法与施工工艺。该机的工作原理如下：当牵引车拖动冲击轮轮向前滚动时，冲击轮重心离地高度高低交替变更，并在必定机构的作用下，产生集中的冲击能量向前、向下碾压，宏大的冲击波通过弧形轮次序持续地冲击地面，使路面受到强盛的冲击力到达破碎或压实目标。在工作过程中，冲击轮每旋转一周，重心抬高和下降次数和冲击轮的形状有关，对地面也产生的冲击和振动次数也和冲击轮有关。具体冲击作用进程可分为2个阶段，见图3.1。 （1）第一阶段——储能过程，冲击轮从重心最低状态向重心最高状态过渡。在牵引力作用下，冲击轮依附与地面的摩擦力沿外廓曲线向前滚动，重心开端上移，牵引动力转化成压实轮的势能和动能，在这一进程中缓冲机构开端作用，使蓄能器的缓冲液压缸压缩，蓄能器蓄能。 （2）第二阶段——能量开释进程，冲击轮从重心最高状况向重心最低状况过渡。当冲击轮的重心处于最高点向前转动时，冲击轮的势能开端转化为动能，蓄能器缓冲液压缸伸张，蓄能器中的压力能开释，一起转化为冲击轮的动能。当冲击轮另一条曲线边与地面接触时，对地面发生宏大的冲击力。冲击压路机行驶两次为一遍。每次冲击力按冲碾轮触地面积边缘与地表以一定的夹角向土体内分布土压力。每遍第二次的单轮由第一次两轮内边距中央通过，当第二遍的第一次冲碾后，即将第一遍的间隙全部碾压。第三遍再回复到第一遍的位置冲碾，依次进行至最终遍数。冲击压路机向前行驶在纵向冲碾地面所形成的峰谷状态，应以单双两遍为一冲压单元，当双数遍冲压时，调整转弯半径，达到对形成的波峰与波谷进行交替冲碾，使地面峰谷减小，表面接整。冲击压路机一般行驶按顺时针与逆时针方向每五遍进行交换作业。各种土石路基冲碾20~40遍可以使路基形成厚1.0~1.5m的均匀加固层。 图3.1 冲击式压路机最显著的特点是压实轮形状为非圆柱形，即三边、四边、五边和六边形，这种压实轮有一系列交替排列的凸点和平整的冲击面。冲击压实同时具有静力、搓揉、振夯、冲击的作用和静压振动压（低幅高频）冲击压（高幅低频）的冲击压实原理。使用中采用拖车牵引，使非圆柱多边形的压实双轮滚动前进，压实轮凸点与冲击平面产生交替抬升与落下，使压实轮产生势能和动能，对地面产生集中的冲击能量，连续快速地对填料或地面产生夯击作用，对填料或地面进行碾压与压实并具有地震波的传播特性。 冲击式压路机利用低频大振幅冲击力作用于填料体，并快速、连续周期性地作用，产生强烈的冲击波向地基下深层传播，对地下软弱土层，尤其是对非粘性饱和土可大大加速孔隙水的消散，提高土的固结速度。 3.2 冲击式压实机性能参数 下面主要介绍我公司所生产的冲击式压实机的主要技术参数 见表3.1 冲击式压实机技术参数 表 3.1 项目 6830 6825A 工作质量（kg） 16200 16000 冲击能量（kj） 30 25 最佳工作车速（Km/h） 10~15 10~15 压实宽度（mm） 2×900 2×900 蓄能器充气压力（MPa） 3.5~4.0 3.5~40 轮胎压力（MPa） 0.75~0.80 0.75~0.80 蓄能器冲液压力（MPa） 4~6 4~6 牵引力功率（kw） ≧235 ≧235 冲击轮形状 三边形 五边形 外观尺寸（长×宽×高）（mm） 4064×2960×2170 4086×2960×2130 3.3 牵引机性能参数 与冲击式压实机所配套的牵引机主要技术参数见表3.2 牵引机技术参数 表 3.2 机型 G380工程牵引机 操作质量（t） 14 最大牵引力（kN） 112 最大爬坡度（°） 25 外观尺寸（长×宽×高）（mm） 6380×2850×3380 轴距（mm） 3000 轮距（mm） 2250 发动机 型号 WD615.38 型式 六缸直列、增压、中冷、四冲程柴油机 汽缸数——内径×行程 6——126×130 额定转速（r/min） 2400 额定功率（kW） 280 最大扭矩（Nm） 1460 最低燃料消耗率（g/kw.h） 218（台架试验） 液力变矩 器 型式 四工作轮一级综合 变距系数 3.7 冷却方式 油冷压力循环式 变矩器进口油压（Mpa） 0.63 变矩器出口油压（Mpa） 0.3-0.4 变速箱 型式 定轴式液压换挡 变速工作所承受的压力（MPa） 1.4~1.6 变速档位 前进四档，后退四档 变速油泵（齿轮泵） CBGF—E40CX 额定转速（r/min） 2000 主动轮 型式 一级螺旋圆锥齿轮减速 减速比 3.777 轮边减速 型式 直尺圆柱齿轮一级减速 减速比 4.8 3.4 性能特点 根据京福高速公路南平西芹大桥及接线标段）试验段及厂方提供的其它工程实践资料证明，冲击压实技术具有以下性能特点。 1)对填料含水量要求较宽 传统的压实方法要求填料具有最佳的含水量，而冲击式压路机对填料含水量要求较宽，可在上下两个方向放宽3%～5%。基本上回填天然土刮平后就能够直接进行碾压，特别是干旱或半干旱地区其优越性更明显。这些地区填料天然含水量很低，有的几乎为0%～1%，只需表面洒少量水冲击式压路机就可碾压，大幅度减少压实用水，降低了施工费用。 2)填方厚度大、影响深度大 传统的压实方法其填方必须对原地表做处理后再分层填料碾压，每层填料厚度为0.3～0.5m，施工周期长、成本高。而冲击压实技术可在原地面（旧公路）直接碾压后进行填料碾压，每层填料厚度达0.6～1m以上，取代了开挖换土和分薄层碾压的方法，实现了高效率施工。 3)压实速度快、效率高 冲击式压路机每小时的碾压压实面积是传统压路机的4倍，而其压实体积是传统压路机的8倍，在大作业场地碾压施工更能充分的发挥快速的功能。 3.5 影响深度 据国家海洋局第二海洋研究所在杭金衢高速公路的宕渣、砂砾路基上经25KJ三边形双轮冲击压路机以12km/h速度冲碾30遍后，实测深度0.8、1.5、2.0、2.5m的平均垂直动土压力分别为：1366、306、272、138kPa。这种高能量冲击力周期性连续冲击地面，产生强烈的冲击波，向下具有地震波的传播特性，产生的冲击碾压功能达到超重型击实功，可使地下深层的密实度不断累积增加，满足重型标准90%压实度以上的有效压实厚度视不同土石材料性状达1.0~1.5m，比现有振动压实机械有更好的压实功效，使被冲压的土石填料更接近于弹性状态，显示出克服土石路基隐患的技术优势。 3.6公路冲击碾压的技术效果 （1）、减小路堤的工后沉降率 通过室内模型试验与现场路堤沉降量试验观测，路基在达到规范要求的压实度时，其工后沉降率为0.4%左右。一般在斜坡地形的路基断面会加大沉降量的差异，若路堤压实层厚度与填料不均匀，压实不足或均匀性不好，受到土石自重压密变形，会形成拉伸与压缩应变区，使差异沉降加大。当两点沉降量梯度大于0.6%以上，有可能发生变形裂缝，山区高填方路基上常见到纵向或横向裂缝。高填方路堤采用冲击碾压技术施工可使工后沉降率接近0.1~0.15%，能较好地避免差异变形所引发的裂缝，这是解决土石高填方路堤变形病害的有效技术措施。 北京八达岭高速公路34m高填方路基填料为风化花岗岩形成的含块石细粒土砂砾，冲击碾压每层压实厚度1m，平均压实度为重型标准95%，路基宽10.5m，两个断面设左、中、右沉降观测点，完工一年后沉降量为：K10+260断面32、37、32mm，路基中心填方高度26.4m，沉降率0.14%；K10+300断面41、41、44mm，路基中心填方高度33.12m，沉降率0.12%。差异沉降量梯度均小于0.1%。表明路堤工后沉降率减小，冲碾密实，有很好的均匀性。广西六水线m石灰岩填石路堤的振碾与冲压对比观测，施工期沉降量为振碾76cm，冲压22cm，表明冲击碾压的密实度增强。 在国内高速公路振碾达到压实要求的路基上，用冲击压路机对路床进行检验性补压20遍后的平均沉降量为：北京八达岭线cm；河北宣大线cm；福建福泉线cm；湖南湘耒线cm；重庆渝黔线cm；浙江杭金衢线cm；江西梨温线cm等。综合分析不同土石路基路床上通过冲击补压20遍后，原耒路基已达到压实度规定的沉降量为5.0~7.0cm。当沉降量在5.0cm以下，是原路基压实质量优良，如河北宣大黄土路床原耒压实度96%，浙江杭金衢宕渣、砂砾路床级配良好，原耒压实度在97%以上，故冲碾后沉降量在4cm以下。如沉降量超过7.0cm，则原路基压实不足，其压实度未达到一定的要求，或在90区冲击补压时，沉降量也大于7.0cm。对于5m以下路堤经冲击补压后完成的沉降量已超过正常路基有几率发生的工后沉降量，保证了路基的稳定性，特别是斜坡地形的路基其技术效果更明显。 （2）、 提高路基整体强度与均匀性 使用冲击压路机分层冲击碾压高路堤与补压振碾达标路床工程，能较好地提高路基的整体强度与均匀性，有利于避免路面的早期损坏，延长路面的良好服务水平。 北京八达岭花岗岩风化含块石细粒土砂砾路基的路床，经过20遍冲碾后，计算分析地表下1.5m内，用落锤式弯沉仪（FWD）检测，平均弹性模量值由冲碾前180MPa提高到228MPa。 福建泉州工地对路基冲击碾压20遍后，用黄河标准车测弯沉值，补压前平均l。=220（0.01mm），补压后平均l。=183（0.01mm），即冲击碾压前E。=55.7MPa,补压后E。=63.4MPa。 湖南冲击碾压试验段，用解放车测定冲碾20遍前后的弯沉值分别为141（0.01mm）与66(0.01mm)，折算为黄河标准车的弯沉值分别为219(0.01mm)与102(0.01mm)，即平均E。由冲碾前55.9MPa提高到95.1MPa。 福建某高速公路全线KJ三边形冲击压路机补压，全线建成通车前夕由交通部公路工程检测中心用自动弯沉仪检测，测试里程4个车道总长596公里，74500个数据。K0+000~K66+987代表弯沉平均值5.80(0.01mm)，K66+987~K113+028代表弯沉平均值6.66(0.01mm)，K113+028~~K154+419代表弯沉值8.53(0.01mm)。用整车式平整度测试车检测，测试里程4个车道总长600公里，6000个数据，IRI总平均值为1.21（σ=0.73）。以相同设备检验测试路面结构与施工条件相同的某连接线公里，路床未进行冲击补压。检测结果：代表弯沉平均值16.27(0.01mm)；平整度指标IRI平均值1.55（σ=0.93）。对比表明振碾路床经冲击碾压的技术效果明显，提高了路基的整体强度与均匀性，以及路面的服务水平与使用的时间。 冲击碾压后路基形成的沉降量，可计算出路基压实度的增加值。按下式计算： S=h(1-Kh/Kh’) 3.1 式中：S为沉降量，cm；h为路基压实影响厚度，cm；Kh为原路基压实度，%；Kh’为冲碾后提高的压实度。 冲碾20遍后，在一般的情况下，1.5m层厚范围内压实度均增加3~5个百分点，由于冲击压路机是路床顶面上全面积的均匀冲碾压实，达到了全路基的直接检验与补充追加压实，在路床顶面以下形成1.0~1.5m连续、均匀、密实的加固层，提高了路基路面的综合强度与稳定性。 （3）、 特殊土地基的加固处理 通常湿陷性黄土地基较多采取强夯法处理。在宣化至大同高速公路路基底层湿陷性黄土地基采用25KJ三边形冲击压路机在地表面冲碾40遍处理。冲碾40遍后在地表下110cm内土基平均压实度达到Kh=91%，即原来黄土的干密度ρd=1.35g/cm3提高到1.70g/ cm3，其湿陷系数由0.0438降为0.0022，消除了湿陷性。地表下土基1m内平均弹性模量达到80MPa以上。在路基底面下1m内经冲碾压实，形成连续、均匀、密实的加固硬层，其技术指标已经全部符合黄土地基加固的质量发展要求。在甘肃、宁夏、山西等湿陷性黄土地基采用冲击碾压做处理，也取得同样加固效果。 京秦高速公路玉田段有长约16公里的软土路段，在K65+800、K66+100用冲击压路机进行了冲击碾压排水固结加固软土地基试验，冲击碾压对软土地基具有加速沉降与加固的作用。软土路段地表填砂砾层厚50cm，插塑料排水板穿透软土层至砂层，平均长15~16m，间距1.5~2m。在砂砾层上填土高度50cm，三天内冲击碾压22遍。监测结果：地面沉降17.4mm，连续沉降17.8，地表下3m深处分层沉降10.1mm，地表下7m深处分层沉降5.0mm。当路基填土达到2.4m时，六天内进行第二次冲击碾压40遍试验。监测结果：地面沉降20.6mm，连续沉降21.4mm，地表下3m处分层沉降12.0mm，地表下7m深处分层沉降5.0mm，地表下12.5m深处分层沉降2.5mm，地表下17m深处分层沉降0.5mm。孔隙水压力在3m深处当碾压18遍时由11.274kPa增加到11.677kPa，当继续碾压达到33遍时，孔隙水压力由11.274kPa增为16.766kPa。以上监测根据结果得出冲击压路机对地面施加冲击能量，使土体受拉、压作用，软土自由水经塑料排水板排出地表后土体密实度增加，加速了软基的沉降固结。如果在软基上填筑路堤，采用冲击压路机分层碾压工艺，可在施工全套工艺流程中加快软基的固结速度，有利于软基的沉降固结。 地基土的天然稠度处于0.5~1.0过湿状态，有必要进行加固处理，可用冲击碾压结合水稳定性好的粗粒材料垫层综合加固。该垫层厚度按稠度(wc)确定：当1.0＞ wc≥0.9，垫层厚20cm；0.9＞ wc≥0.75，垫层厚30cm；0.75＞ wc≥0. 5，垫层厚50cm。在粗粒料垫层上用冲击压路机碾压20~30遍后，可使地基土表面部分厚度固结，与水稳定性好的粗粒材料形成加固地基或路床。 （4）、 加快旧路改造施工 当公路升级需要改建旧路时，必须提高路基质量，满足新路等级的压实标准，通常采取开挖路面与路床、路堤，重新回填分层压实，达到规定的压实度，对沥青或水泥路面需要破碎、翻挖与清除。采用冲击碾压技术则不必开挖路面与路基，可以直接在原路面上用冲击压路机进行冲碾施工，使路基达到质量要求，旧路面能得到利用。使用这种新工艺能节约筑路材料，有利于环境保护，保证工程质量，加快改建公路进度。 宁夏盐兴公路改建，将原砂石路面低等公路提高到二级公路，用25KJ三边形双轮冲击压路机直接冲碾旧路，完成试验段后，指导全线施工。低液限粉土段冲碾50遍后：压实度平均值0~30cm处由84.8%提高到97.1%；30~80cm处由85.0%提高到95.3%；80~150cm处由82.5%提高到94.1%。平均沉降量24.5cm。 路基技术指标已达到规范标准，生产路段低液限粉土路基按冲碾50遍施工。粉土质砂段冲碾30遍后：压实度平均值0~30cm处由91.4%提高到97.6%；30~80cm处由90.7%提高到95.6%；80~150cm处由93.5%提高到96.9%。180cm处由91.8%提高到93.9%。平均沉降量11cm 。路基技术指标已达到规范标准，生产路段粉土质砂路基按冲碾30遍施工。经比较冲击碾压比正常工艺施工每公里由15万元降至7万元人民币，减少费用46.7%。 内蒙古包东线cm砂砾垫层，进行改建施工，用25KJ三边形双轮冲击压路机在面层上直接冲击碾压加固路基。冲击碾压50遍后：压实度平均值0~80cm处由86.8%提高到96.4%；80~150cm处由87.3%提高到93.3%；150~200cm处由86.3%提高到90.3%。路基压实度均已达到规范要求。 安徽天长205线高速公路水泥混凝土路面已损坏，需要进行改建。采用15KJ五边形双轮冲击压路机对水泥路面进行冲碾破碎与路基加固。冲击碾压路面在20遍以内，面版呈网状破坏，有一定沉降量，已对路基做加固，仍保持半刚性基层与原面版的版体作用，对个别土基软弱部分，需进行换填加固处理。经检测与完成技术处理措施后，即加铺高速公路的面层。上下行车道分先后顺序已完成施工。此外，在广东、河南、浙江等地用相同的五边形冲击压路机进行了水泥混凝土路面改建的冲击碾压试验与施工，取得较好的技术效果。 公路升级改建需要加宽修建新路基，特别是二级公路改建为高速公路时，使用冲击碾压技术能较好地解决新老路结合引起的变形裂缝问题。在加宽路基与坡脚外1.0m地基范围内，地基应进行冲击碾压加固处理。如属于前述的特殊土地基，则采用的技术措施与冲击碾压结合做加固处理。当新加宽路基分层压实到路床后，对新老路结合部与新路床进行了冲击碾压检验性补压，再视完成路基的具体状况，必要时在结合部路床内加铺土工格栅。这样处理后能较好地避免产生因新老路结合所引发的沉降变形裂缝。 3.7 本章小结 本章首先介绍了冲击式压实机的工作原理，其次对该机器的主要性能参数进行了简单的介绍，然后分析碾压技术的原理和工作效果。 第4章 安全操作和维修保养 4.1安全操作需要注意的几点 4.1.1冲击式压实机安全操作需要注意的几点 确认与牵引车挂接可靠、液压系统正常后，压实机就能开始在工作面上进行作业。 作业过程中，应注意以下几点： （1）牵引车的速度应控制在要求的速度范围内，或高或低都将影响压实效果。 （2）工作规程按施工工艺进行，但应考虑车辆的转弯半径不应过小和顺时针、逆时针转弯次数的均等。 （3）压实过程中，不允许倒车以免损坏牵引轴等机件。 （4）压实几遍后，工作面出现凸凹不平，影响工作车速，此时，应使用平地机或推土机刮一遍后，继续工作。 （5）压实过程中，如果出现尘土飞扬，洒水车应即时配合洒水，避免尘土对发动机吸气系统和环境的污染且有利于压实工作的进行。 （6）作业间隙，检查冲击轮与轮毂的联接螺母、摆架长、短轴两端的紧定螺栓等紧固件的锁紧情况，使其始终处于锁紧状态。 （7）按润滑图规定的位置和间隔时间定期润滑。如果必要，视详细情况能增加润滑次数。 4.1.2 牵引机安全操作需要注意的几点 无论牵引何种工具，一定要保证连接可靠，并能保障通透性。所用柴油必须清洁，并经过至少72小时沉淀，柴油的牌号应符合相关规定。 变速箱变矩器所用液力传动油，液压系统所用液压油必须清洁，其牌号应符合相关规定。 按规定进行定期保养和润滑。 气温在0~5℃时，发动机启动前应用热水或蒸汽进行预热，待预热到30~40℃以上再进行启动。 发动机启动后，空运转待水温打到55℃和气压达到0.45MPa后方可起步行驶。行驶中气压应保持在0.60~0.80MPa之间。 发动机水温未达到70℃以前，不得用最高车速及满负载荷工作。无论何时，发动机都不得在无负荷情况下高速运转。 一、二档为低速档，三、四挡为高速档，行驶中，低档之间互换或高档之间互换时，可不必停车，也不必踩制动踏板，可直接操纵变速手柄。但如果高低档互换或正倒档互换时，则必须停车换挡，否则易造成变速箱内的机件损坏。 行驶或牵引作业时，发动机水温不允许超出90℃，变矩器油温不允许超出120℃，由于载重作业，温度超过允许值时应停机冷却。当变速油压低于1.2MPa时应停机检修。行车制动可自动切断离合器油路而脱档，所以制动前不必将变速杆置于空挡位置。本机所用的柴油机，其功率是随着海拔高度，环境和温度和相对湿度的增加而降低的，为此，用户在使用该机时，一定要注意到当地的环境状况，按柴油机使用保养说明书得功率修正表中之要求，得出柴油机在当地情况下的实际功率，以便正确使用。 4.2 操作要点 4.2.1挂接牵引车 （1）调整支腿高度，使牵引轴与牵引车的牵引座的高低一致。 （2）拔出牵引座内的牵引销轴，倒车，使牵引轴的销孔与牵引座的销孔对准后，插入销轴，放下锁块。 （3）把支腿与机架相连接的前端销拔出，拉起支腿，将其固定在机架下的另一耳座孔内。 （4）压实机前端引出的两根油管的快换接头，分别与牵引车尾部引出的快换接头连通。 4.2.2支撑冲击轮 在牵引车架驾驶室内，操纵手动换向阀，前移操纵杆，举升油缸将冲击轮总成支起，升到适当高度时，把机架后部的两根支撑杆分别销在冲击轮轴的耳座孔内，锁上卡销；后移操纵杆，使举升油缸的杆部回缩；释放操纵杆回中位。此时，冲击轮离开地面，轮胎附着地面就可以牵引至工作路段。 4.2.3放下冲击轮 压实机拖至工作路段后，操纵手动换向阀，把固定在冲击轮轴体上的支撑杆平放在机架上，并用销轴锁住；后移操纵杆，使冲击轮平稳的落到地面后，操纵杆置中位。此时，整个冲击轮的质量作用于地面上，而轮胎卸去冲击轮的全部重荷。 4.2.4检察及充油液 旋开压力阀开关，观察压力表，如果指示在4~6MPa范围内，表明液压系统压力正常，旋紧开关，进行下一步工作。否则，按以下步骤补充油液： 先旋开压力阀开关，是压力表与液压油路连通，慢慢前移手动换向阀操纵杆的同时，一边渐渐打开球阀，一边观察压力表，当指示至压力要求范围时，依次关闭球阀和手动换向阀，最后关闭压力阀。 在在充液的过程中，随着系统中油液的流动，冲击轮又会被举升油缸举起。油液补充工作完成后，应正确操纵手动换向阀，重新把冲击轮放置地面。 测系统压力或补充油液最好在放下冲击轮之前进行，可以省去一次油缸举升、放下的动作。 4.2.5检查蓄能器压力及充气 蓄能器为气液作用式，上腔充满氮气。一般的情况下，不要拧动上端针阀来改变其压力。应定期使用测压装置检测蓄能器压力是否在3.5~4.0MPa之间。如果确认蓄能器发生氮气泄露，压力降低，则需对蓄能器充气。充气时，在蓄能器压力表接口接好测压装置，拧紧放气塞，充气口通过管路与氮气瓶相联，然后打开蓄能器上端针阀，充气时，尽可能慢慢地打开氮气瓶上的阀门，观察压力表读数，最后充氮气至3.5~4.0MPa之间。 4.2.6转场 一个工作面的压实工作完成以后，需要转移到另一个工作面。为了不压坏路面，需要把冲击轮举起离开地面，以轮胎附着路面，牵引到指定工作面，放下冲击轮，就可以接着继续工作。 注意：此处的转场，指短途（建议值≤10km）车辆转移。牵引车速度不允许超出10km/h。若使用宇通重工牵引车，转场时一定要使用一档牵引。在转移过程中，假如发现轮胎发热，应立即停车冷却，冷却后才能继续转移。如果距离较远（＞10km），则必须用平板车等运输车辆装载压实机运抵下一个工作场地。 4.2.7存放 压实工作结束或当天任务完成后，操纵举升油缸，把冲击轮举起，使其离开地面，装上支撑杆使冲击轮的全部质量置于轮胎支撑的机架上。牵引压实机至停放场或其他安全场所。操纵手动换向阀，撒下支撑杆，把冲击轮平稳地放置地面，释放轮胎负荷。 如果牵引车与压实机脱离，则按以下步骤进行： 发动机熄火，推位换向阀的操纵杆，使液压系统内的液压油卸荷。 断开牵引车相连的两根油管的快换接头，并把压实机自身油管两端的快换接头扣上，以免尘土进入。 放下支腿，用销轴固定在机架上。 调整支腿，使其接触地面，用加力杆旋转丝杆，调整机架至适合高度，使牵引销轴在座孔内呈自由状态。 扳起锁块，抽出牵引销，牵引车前行即可脱离压实机。放牵引销至座孔内，放下锁块，脱机工作结束。 4.3 维修保养 4.3.1 每天出车前后的检查 （1） 检查液压系统内压力，按要求，保持正常值。 （2）目测检查轮胎变形，当变形过大时，必须对轮胎充气至0.75~8.80MPa。充气时是压实机处于冲击轮放下状态。 （3） 检查轮辋与轮毂的连接螺母、冲击轮与轮毂的联接螺母是否松动，松动处旋紧。 （4） 检查长轴、短轴处紧定螺钉和联接螺栓是否松动，松动处旋紧。 （5） 检查支腿、销轴等联接处的开口销或弹性卡销是否插妥，以免销轴掉出而在工作或者行车过程中发生意外事故。 （6） 对机架牵引轴座处得油杯加注润滑油。 4.3.2 按时进行检查 （1） 检查各联接处的紧固件松紧度，松动处拧紧。 （2） 按润滑图在各润滑油杯出加注润滑脂。 （3） 检查各液压管件之间的连接，消除松动现象。 （4） 检查各处的缓冲橡胶套、橡胶垫、橡胶块、缓冲弹簧、减震器和各支撑处轴套的工作情况，若出现破损或磨损严重则更换。 4.4 本章小结 本章主要是对冲击式压实机的日常维修与检查做简要的介绍。 第5章 常见故障诊断 5.1 冲击式压实机常见故障诊断 冲击式压实机常见故障特征、缘由分析及排除方法见表5.1 表5.1 序号 故障特征 缘由分析 排除方法 1 举升油缸升降时不动或升降缓慢 快换接头卡死 油缸漏油 操作油路问题 1、检查快换接头（后者直接更换接头） 2、检修或者更换油缸油封 3、检修操纵阀或单向稳流阀。检查油泵及油箱是否要加油 2 压实机振动大 缓冲油缸漏油 缓冲橡胶损坏 蓄能器压力低 4、机架缓冲弹簧损坏 查检油缸或更换油缸密封件 更换损坏的缓冲橡胶 3、按说明书检查蓄能器压力及充气操作 4、更换弹簧 3 压力表压力低 球阀操作不当或压力表阀门损坏 慢慢打开球阀及压力表阀门观察压力表。当指针压力至要求范围时，关闭球阀和手动换向阀，最后关闭压力阀。如有损件，要更换球阀或压力表阀门 4 车工作中连接部位有异常响声 润滑不到位 2、连接胶套损坏 1、检查各销轴是否加润滑油 2、更换连接胶套 5 冲击轮左右摆动严重 轴承可能损坏 2、连接盘内螺母松动 3、减震器损坏或轴断 1、拆开连接盘和轮毂更换轴承 2、拆开连接盘紧固螺母及更换螺母和卡板 3、更换卡板及轴 6 冲击轮不同步 同步轴断或键齿损坏，连接盘内齿磨损坏 更换同步轴或连接盘 5.2 牵引机常见故障诊断 5.2.1 传动系统常见故障及排除方法见表5.2 表5.2 序号 故障特征 缘由分析 排除方法 1 变速压力低 某个挡变速力低 1、该挡活塞密封环损坏 2、该挡油路密封圈损坏 3、该挡有道漏油 1、更换密封环 2、更坏密封圈 3、检查漏油处 各档压力均低 调压阀失灵 主油泵损坏 主油道漏油 变速箱滤油器赌赛 油底壳油位低 检修调压阀 检修过更换主油泵 检修主油道 清洗或更换 补充油量 2 变矩器油温高 油底壳油量少 2、变速压力低，离合器打滑 3、离合器活塞不能回位 4、回油压力低 5、油散热器堵塞 6、持续高负荷上班时间太长 7、油变质 1、补充油量 2、参看第1项 3、调活塞间隙更换蝶形弹簧 4、检修调压阀 5、清洗或更换散热器 6、停机冷却或怠速停车 7、更换新油 3 变矩器齿轮箱内充满油 油泵断面密封损坏 2、游轮出的密封环损坏 1、检查油泵 2、更换密封环 4 异常尖叫声 1、变矩器叶片发生气蚀现象 2、零件有损坏或发生位移现象 1、排除进口系统的故障 2、拆卸修理，更换零件 5 挂不上档 各档均挂不上 变速压力低 变速操纵杆失灵 操纵阀主油道堵塞 参见第1项 调整检修操纵杆系 疏通油道 某挡挂不上 1、该挡油道堵塞 2、该挡离合器内摩擦片卡死 1、疏通该挡油道 2、检修该挡离合器 刹车后挂不上档 1、刹车联动阀杆不回位 2、气制动总阀推杆位置不对 3、气制动总阀回位弹簧失交 4、气制动总阀活塞杆卡死 1、检修变速操纵阀 2、重新调整推杆位置 3、检修或更换回位弹簧 4、拆检制动阀活塞杆及鼓膜 6 驱动力不足 变速压力低 变矩器油温过高 变矩器叶轮损坏 柴油机输出功率低 手制动器未松开 离合器打滑 7、变矩器出油口油压低 1、参见第1项 2、参见第2项 3、更换新件 4、检修柴油机 5、松开手制动器 6、检查变速油压及油封 7、检修变速阀 5.2.2 轮边制动器常见故障及排除方法 轮边制动器常见故障及排除方法见表5.3 表5.3 序号 故障分析 缘由分析 排除方法 1 制动不灵 摩擦片磨损严重 油路系统堵塞 刹车分泵有故障 1、检查摩擦材料酚醛石棉厚度，厚度太薄要更换新件 2、清楚油路系统赃物 3、检查调整刹车分泵 2 非制动状态时摩擦片发热 摩擦片分离不彻底 油路堵塞 1、刹车分泵或加力器活塞不回位，应查清 2、清楚油路赃物 3 制动时跑偏 1、刹车分泵中有空气。四个轮不能同时制动 2、轮胎气压不等，影响制动力矩 1、清楚分泵中空气 2、使四个轮胎气压相等 5.2.3 制动系故障维修及排除 牵引车制动系统故障维修与排除见表5.4 表5.4 故障现象 故障原因或判断步骤 判断方法 维修处理 辅助检查 无刹车后刹车无力，车辆行驶中，踏下气制动总阀，异常刹车 气泵故障 观察气压表示值或稍微松动气包接头感觉气包气压 维修或更换气泵总成 试车检验 刹车油不足或明显变质 目测 检查并排除制动系统其他明显故障后补DOT3刹车油 加力器、夹钳即刹车液管路是否渗漏 夹钳刹车片脱落或严重磨损 目测 更换夹钳刹车片 试车检验 液路中混入气体过多 分别打开夹钳、加力器放气塞，有气体排除 排气、补加制动液 试车检验 气制动阀漏气 将气压维持在正常值，关闭柴油机后静听气制动阀开关极限中的漏气情况 清洗气制动阀，更换 损坏密封件或阀件总成 试车检验 气路、液路管路渗漏 检查有没有明显断裂、将气压维持在正常值，关闭柴油机静听，油路目测检查 更换管路故障件 试车检验 加力

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