公路路基边坡的压路分析

摘要：在公路各种病害，一旦边坡压实问题得到解决，公边坡得到保障并且道路使用期限长，这将对国民经济的发展产生积极的促进作用。本文首先探讨了公路路基边坡压路机的结构，具体论述了公路路基边坡压路机的原理与工艺流程，最后提出了相关的施工措施。

关键词：公路；路基边坡；压路

中图分类号： X734 文献标识码： A 文章编号：

随着我国公路建设的加快，各种公路路基边坡增多，在软土地基上的边坡滑坡现象也逐渐增多【1】。在这些工程的施工中，由于整形、美观和稳固的要求，需要对边坡进行压实，以防止土方、石方等的滑坡，从而达到安全、稳固的目的【2】。随着筑堤水平和技术的不断发展，人们开始使用动力机械对基础路面进行压实，出现了压路机。此后，相继出现了各种人力、机械、内燃机等方式驱动的振动夯、冲击夯、振动板等【3-4】。本文具体探讨了公路路基边坡的压路机的工作应用情况。

1 公路路基边坡压路机的结构

路基边坡压路机一般由推土机、机座、框架、振动辊和连杆机构组成，其中压实装置的调整定位所采用的方法是将履带式推土机后方的绞盘或松土器拆下，在此处安装机座，机座右侧通过垂直铰轴连接直角臂，直角臂可绕垂直铰轴在水平而内旋转180°。在直角臂上用两个水平销轴分别与动臂和撑杆的一端连接，动臂和撑杆的另一端又通过两个水平销轴与三角臂连接，摇臂中部与三角臂外端用水平铰轴铰接，摇臂下端与压实装置的框架用水平铰轴铰接。举升油缸的活塞杆铰接在直角臂上，缸筒与动臂铰接，利用举升油缸实现压实装置的升降；转臂油缸的缸筒与三角臂连接，活塞杆与摇臂上端饺接，用转臂油缸调节压路机构的横向位置；转角油缸的两端分别与三角臂和框架铰接，用转角油缸调节振动辊的转角。边坡压路机作业时，将直角臂连同连杆机构及压实装置向前转，使压实装置处于推土机侧面(连杆机构所在的平面与推土机纵轴线成90°) ，并用固定螺栓将直角臂与机座锁住。推土机沿路基面纵向行驶，举升油缸处于浮动状态，使连杆机构的重量作用在振动辊上，通过振动辊的振动将边坡和路肩压实。进行推土作业或转场行驶时，将直角臂连同连杆机构及压实装置等向后转动180°，用固定螺栓将直角臂与机座锁住。振动辊用齿轮马达驱动振动辊内的偏心块实现振动，通过马达正反向旋转改变振动辊的振幅【5】。

2 公路路基边坡压路机的原理

本文的公路路基边坡压路机的设计是由推土机，大臂，小臂，伸缩臂，调节机构及振动辊等组成(见图2-1)，大臂由三重四连杆机构组合而成，只需一个驱动部-大臂液压缸的驱动，大臂末端就可垂直于地面作直线运动，实现振动辊的上升功能，同时保持小臂的姿态不变。小臂采用平行四边形结构， 在其一侧安装水平伸缩臂，水平臂伸缩左右平移，可实现振动辊相对于地面的横向移动。调节机构是为了实现振动辊的转角调节功能。调节机构转动与大臂俯仰相配合，就能完成振动辊转角的要求。振动辊的动作由振动辊调姿液压缸实现。如遇到压实面不平的情况，则可依靠液压缸使振动辊俯仰和调节机构转动，从而实现振动辊与压实面垂直的施工要求【6】。

在本设计中，我们将连杆机构装在推土机后方原来安装松土器的位置，并完全借用松土器的安装螺栓孔。连杆机构的操纵完全借用推土机原来操作推土铲、松土器的液压系统，通过切换阀的转换作用，使之既可控制推土铲的动作，又可控制连杆机构的动作。振动辊的振动马达必须由独立的齿轮泵驱动，以保证振动辊的振动频率。将此齿轮泵与工作泵组成双联齿轮泵，安装在推土机上原来安装工作泵的位置，其中前泵为工作泵，后泵为振动泵。这种方案结构紧凑，对推土机外观无影响，而且工作较为可靠。

图2-1：本设计中压实装置示意图

1.大臂2.大臂油缸3.小臂4.小臂油缸 5.伸缩臂6.伸缩臂油缸7.振动辊调姿油缸8.振动辊

3 公路路基边坡压路机工艺流程

首先，启动推土机；然后，推土机液压泵驱动大臂作下降运动；其次，水平伸缩臂作水平伸缩运动；再其次，振动辊调姿；此时，启动振动辊启振液压泵，振动辊开始压实作业。停振时，先关闭振动辊启振液压泵，振动辊停振；然后，启动大臂油缸将大臂提升地面；再关闭推土机液压缸，停止所有动作。不过本设计只能从理论上对路基边坡压实装置进行计算、设计和理论分析。无法进行具体的实践、实验验证则对该类型装置的推广使用具有很大的阻碍，这是本文的一个最大的不足。还比如某某省结合工程施工实际，在上海购进了两台由韩国生产的液压平板振捣夯，液压平板振捣夯工艺能有效提高边坡的压实度，稳定边坡，提高路基整体的稳定性和均匀性，密实度增加，防止路基出现边部压实不够，抗雨水冲刷能力有所增强，从而从源头上解决了路基施工质量隐患问题，确保了工程质量。

4 公路路基边坡压路的施工措施 高填方路堤的基底应按“规范”进行场地清理，并按设计要求的基底承压强度进行压实，设计无要求时，基底的压实度不宜 小于90%。当地基松软，仅依靠原土承压强度不能满足设计要求时，应进行基底改善加固处理，以达到设计要求。高填方路堤的基底处于陡峭山坡上或谷底时，应按先处置谷底，后挖台阶处理坡面，并严格分层填筑分层压实。当场地狭窄时，压实工作宜采用小型的手扶式振动压路机或振动夯进行；当场地较宽时宜采用自行式自重12t以上的振动压路机碾压。高填方的边坡加设护坡道，上下边坡采用不同的边坡比，必要时设路堤挡墙。路堤填土的压实不能代替土体的固结，而土体固结过程中沉降是随时间递减的，因此高路堤填筑不宜一次完成，应留有固结沉降期。另外可以采用“预压法”，待其稳定后，整修路基顶面；或者采用“粉喷桩”或“灌浆法”遏制沉降发展，再对路基顶面整修；

总之，边坡压实历年来是个技术难题，本文希望通过此次的尝试对我国边坡压实工作做一点努力。

参考文献：

[1] 王梦恕.隧道工程近期需研究的问题[C].隧道建设论文集，2002：2.

[2] 邓星钟.机电传动控制 [M].武汉：华中科技大学出版社，2011：3.

[3] 张打.振动压路机械[M].北京：机械工业出版社，2009：58-60.

[4] 徐永平.一种特殊用途的悬挂式坡面振动压路机[J].筑路机械与施工机械化，2009，4(4)∶19-20.

[5] 黄先琪.TPZ5型路基边坡压路机的研究[J].路基工程，2005，5(5)∶61-61.

[6] 张锡爱，贾粮棉.新型边坡压路机的优化设计及运动仿真[J].工程机械，2003，7(7)∶18-24.