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2 各种压路机的原理与其技术参数
根据工程的实际情况和所处环境，综合考虑压路机的技术参数是十分必要的，但一定要深入 地了解和分析这些技术参数及技术特点的实际使用效果，方能选择出既切合实际，又物美价廉的压 路机，从而满足工程的需要。
2.1振动压路机的压实原理与技术参数
2.1.1振动压实原理
振动压路机在作业时，由于振动轮的振动作用，对地面造成一个往复冲击力。在每次冲击时， 都在被压实的材料中产生一个冲击波，在冲击波的作用下，材料颗粒由静止的初始状态转变为运 动状态。由于材料中水分的离析作用，颗粒间的摩擦阻力大为下降，对加速颗粒运动更为有利。振动 压实后，由于颗粒之间的互相填充，提高了被压实材料的密实度，颗粒之间的紧密接触，也增大了被 压实材料的内摩擦阻力，使基础的承载力亦随之提高。土壤压实后的最终密实度与抗变形能力，既 取决于材料本身的情况，又与振动压路机的主要技术参数选定有关。其中，影响压实效果的主要技 术参数为：振动压路机的净重、振动质量、振动频率、振动振幅和碾压速度。对于砂石混合料的压实 除上述参数外，同时还应考虑振动轮的宽度及直径、振动轮的数量等。
2.1.2技术参数
(1)净重、激振力和振动总作用力。
静作用压路机主要依靠机身的净重压实土壤，但振动压路机却是靠振动能进行压实工作。在振 动轮振动压实时，振动频率引发土壤本身的共振，而使压实材料重新排列并使单位面积中材料的重 量有所增加，从而提高了被压实材料的密实度。由于压实能量来自振动轮，所以，机身的净重并不代 表一台振动压路机的压实效益。相对而言，利用静线载荷与动线载荷的参数作为压实效益的比较会更 为妥当。激振力F是振动频率与偏心力矩的综合作用，即：
F0=Me?ω2
式中 Me――偏心块的静偏心力矩；
ω――振动压路机的工作频率。
显然，激振力的大小取决于机器本身的参数，提高频率或偏心力矩就可提高激振力。但因为偏心 力矩受到设计振幅的限制以及振动频率受到土壤共振范围的限定，所以，一台优良的振动压路机是不 能随意提高其激振力的。
振动总作用力是激振力与前滚轮及其支架的重量之和，有些人常用振动总作用力来判别压路机的 压实能力。同样，振动总作用力的大小也不能作为一台振动压路机等级或规格的划分标准。
(2)振动频率。
振动频率是振动器的振动轴每分钟转动的次数。振动轴通常由液压马达驱动，所以，只需改变 液压马达的流量即可改变振动频率。有些振动压路机附有无级振动频率或超过两个振动频率。由于频 率的选择限于土壤本身的自然共振频率，因此，这种多频率不仅无任何实际使用效益，甚至对机器本 身或土料压实造成反效果，可以认为是某些厂家推销的技巧。土壤和砂石混合料的压实原理完全不 同，频率的选择也不在同一范围内。一般土壤和砂石混合料的共振频率是在20~26Hz之间，当土方材 料开始被压实后，其自然共振频率也相应地稍微提高。为了使振动压路机有足够的压实能量，进一步 把已被压实的材料的密度再次提高，通常振动压路机工作频率一般设定为压实接近终了时被压实材料 的自然共振频率。压实土方的振动压路机设计频率一般都定在29~33Hz之间。砂石混合料的压实，压 路机的最佳振动频率为45~55Hz。压路机上用的每一个机械零件都有其自身固有的频率。当振动频率 太低时，会引起机身上的紧固螺栓和避震块共振，不仅造成压实效果差，并且机器上的零件也 会因共振而松动或损坏。因此，振动频率一般绝不能低于20Hz(1200r/min)。
(3)振动振幅。
激振力与偏心力距及振动频率成正比。激振力与振幅之积等于激振压实能量，但激振力与振 幅却没有直接的关系。振幅的含义是振动轮上下移动半个总距离的量，移动量大，作用能量也大。 一般土壤和砂石混合料对压实的要求各异。高振幅用于较深的压实层，而低振幅用于较浅的压实 层。所以，许多压路机都设有两个振幅。振动压路机的工作振幅是影响压实效果的非常重要的参数 之一，但它必须配合压路机的频率以及振动轮及支架重量达到最佳配比才能取得良好的压实效果。 振幅过大会引起司机疲劳和机器零件的过早损坏，甚至会造成路面出现“过压实”现象。实际振幅取 决于土壤的自然共振频率与振动轮的设计频率。在压实过程中，压路机的振幅如能配合材料的自 然共振频率，将会获得良好的压实效果。但这并不意味着采用变幅的设计就绝对有好处。因为操作 员往往因无法掌握压实过程中土壤共振频率的实际变动而选用不适当的振幅，反而获得不良的压 实效果。从理论上讲，变幅不失为好的理想设计，但是在不同的压实材料下，除非压路机的变幅是 在自动而非手动的情况下配合不同压实材料产生共振，且同时自动变频，变幅才有它的实际使用价 值。
(4)碾压速度。
因液压元件的迅速发展，现在的振动压路机的行驶速度均为无级变速。其碾压速度影响压路 机在一定表面区域内的有效压实时间。在一定的频
