道路壓實(shí)機(jī)械的機(jī)電一體化現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

李文軻 魏金光

摘要： 隨著我國(guó)現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程不斷推進(jìn)，在道路工程建設(shè)過(guò)程當(dāng)中實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，土木工程施工和道路施工過(guò)程中都會(huì)使用的壓實(shí)機(jī)械設(shè)備。為了進(jìn)一步保障道路壓實(shí)機(jī)械在施工過(guò)程當(dāng)中具有穩(wěn)定的工作性能，那在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)能夠很好的提升道路壓實(shí)機(jī)械的使用周期和整體性能。文章對(duì)道路工程施工過(guò)程當(dāng)中的機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行深入的分析[1]，并且在未來(lái)道路壓實(shí)機(jī)械的機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，來(lái)保障我國(guó)土木工程施工以及道路施工順利開(kāi)展。

Abstract： With the continuous development of modernization in our country， the road construction has achieved mechatronics and the compaction machinery and equipment are used in the process of road construction， civil engineering construction and road construction. In order to further ensure the stable performance of road compaction machinery in the construction process， applying mechatronics technology can improve the mechanical life cycle and the overall performance of road compaction machinery. This paper analyzes the the development status of mechatronics technology in the road construction process[1]， and predicts the future development trend of mechatronics for road compaction machinery.

關(guān)鍵詞： 道路壓實(shí)機(jī)械；機(jī)電一體化；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

Key words： road compaction machinery；mechatronics；status quo；development trend

中圖分類(lèi)號(hào)：U415.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）10-0193-02

1 現(xiàn)階段壓實(shí)機(jī)械的構(gòu)成和應(yīng)用成果

現(xiàn)代道路施工過(guò)程當(dāng)中，需要對(duì)道路表面以及基層材料進(jìn)行緊密度處理，那么在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中就會(huì)使用到車(chē)輛輾壓荷載設(shè)備以及靜壓材料設(shè)備。承載性能是道路施工過(guò)程中最重要的基礎(chǔ)施工，對(duì)于道路工程高質(zhì)量完成有很大的影響，所以就需要對(duì)道路施工過(guò)程中路面施工進(jìn)行機(jī)械壓實(shí)，來(lái)保證后期工作的順利開(kāi)展[2]。

1.1 激光技術(shù)

在上世紀(jì)七八十年代，我國(guó)道路施工建設(shè)還處在發(fā)展階段，對(duì)公路建設(shè)的要求并不嚴(yán)格，所以當(dāng)時(shí)建設(shè)的道路工程質(zhì)量并不能夠得到保障。通常使用的道路壓實(shí)機(jī)械大都是平板夯實(shí)機(jī)、夯實(shí)重力沖擊、輪胎式壓路機(jī)、鋼輪震動(dòng)壓路機(jī)等等。在接下來(lái)國(guó)際道路施工發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，出現(xiàn)了新型沖擊式壓路機(jī)，這種沖擊式壓路機(jī)的出現(xiàn)，不但把先前振動(dòng)式壓路機(jī)的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮到了極致，同時(shí)還具有高強(qiáng)度的壓實(shí)效果。在道路工程壓實(shí)過(guò)程當(dāng)中，為了使操作更加精準(zhǔn)，可以將激光技術(shù)更加準(zhǔn)確地應(yīng)用到壓路過(guò)程當(dāng)中，并且在機(jī)械壓實(shí)過(guò)程中通過(guò)衛(wèi)星定位技術(shù)能夠?qū)⒕唧w的信息進(jìn)行有效定位，對(duì)于整體上把握機(jī)械壓實(shí)工作的管理層面和使用階段，更加直觀和全面的展現(xiàn)當(dāng)時(shí)的壓實(shí)工作情況[3]。

1.2 密封技術(shù)

利用新時(shí)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，可以對(duì)道路施工過(guò)程機(jī)械壓實(shí)應(yīng)用的各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，創(chuàng)新先前實(shí)用的壓實(shí)機(jī)械設(shè)備以及沖擊壓實(shí)技術(shù)。據(jù)相關(guān)信息表明，利用新時(shí)代出現(xiàn)的沖擊壓路機(jī)能夠?qū)Φ缆繁韺雍突鶎舆M(jìn)行有效壓實(shí)，壓實(shí)效果和先前比較能夠提高百分之七十左右。輪胎沖砂和鋼輪沖水技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展，幫助結(jié)構(gòu)和材料封實(shí)技術(shù)性能進(jìn)一步提高，在這種技術(shù)成熟之后，不但能夠?qū)ψ陨斫Y(jié)構(gòu)的重量進(jìn)行大幅度增加，在具體的道路機(jī)械壓實(shí)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)最理想的要是效果，同時(shí)還能夠幫助企業(yè)獲得最大化的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 密實(shí)度檢測(cè)技術(shù)

一般來(lái)講，在道路工程機(jī)械壓實(shí)過(guò)程當(dāng)中，壓實(shí)的次數(shù)能夠準(zhǔn)確的對(duì)路面表層緊實(shí)度進(jìn)行測(cè)量，比如說(shuō)在混凝土材料壓實(shí)過(guò)程當(dāng)中，在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中使用的振動(dòng)鋼輪壓路機(jī)19噸左右，對(duì)混凝土材料表面壓實(shí)最少壓實(shí)六遍左右，在鋼輪壓路機(jī)靜壓過(guò)程中，就可以實(shí)現(xiàn)路面壓實(shí)度在97%左右。比如說(shuō)在大型水壩建筑表面機(jī)械壓實(shí)過(guò)程當(dāng)中，如果將壓實(shí)的次數(shù)來(lái)衡量緊密度往往是不合乎常理的，很多道路機(jī)械壓實(shí)雖然使用了自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備，但是整體來(lái)看，對(duì)壓實(shí)次數(shù)累計(jì)很不科學(xué)，這種方式在操作以及管理層面比較復(fù)雜，極易出現(xiàn)錯(cuò)誤。所以說(shuō)，借助現(xiàn)代化計(jì)數(shù)器設(shè)備對(duì)不同道路施工表層進(jìn)行機(jī)械壓實(shí)，往往不能實(shí)現(xiàn)理想的壓實(shí)效果，因此就需要對(duì)自動(dòng)化計(jì)數(shù)設(shè)備性能進(jìn)行優(yōu)化和改善[4]，通過(guò)對(duì)道路表面壓實(shí)效果的感應(yīng)程度，來(lái)合理地設(shè)定輾壓的次數(shù)，這樣就能夠保證道路施工過(guò)程當(dāng)中表面機(jī)械壓實(shí)工作的高質(zhì)量完成。將道路路面輾壓程度通過(guò)顯示器傳達(dá)給相應(yīng)的技術(shù)人員，在這個(gè)過(guò)程中技術(shù)人員就可以根據(jù)輾壓程度來(lái)確定輾壓的次數(shù)，科學(xué)合理地設(shè)置不同道路表層壓實(shí)機(jī)制。

1.4 顯示系統(tǒng)和碾壓遍數(shù)檢測(cè)

在某博覽會(huì)中出現(xiàn)了一種新型的工程機(jī)械，這種工程機(jī)械是由法國(guó)一公司展出，這項(xiàng)工程機(jī)械將道路路面壓實(shí)工作和新時(shí)代先進(jìn)的振動(dòng)壓路機(jī)裝備實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化的壓實(shí)緊實(shí)度裝備檢測(cè)。這項(xiàng)壓實(shí)檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)緊密程度過(guò)程中主要依靠壓路機(jī)在振動(dòng)壓實(shí)過(guò)程當(dāng)中對(duì)道路表層振動(dòng)的圖形來(lái)顯示，所以說(shuō)，在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中可以幫助相關(guān)的技術(shù)操作人員充分了解到道路路面壓實(shí)的實(shí)際效果，在重復(fù)性的壓實(shí)過(guò)程中不但可以將道路工程路面緊實(shí)度加強(qiáng)，同時(shí)還能夠幫助相關(guān)的操作人員通過(guò)振動(dòng)的圖形來(lái)了解到不同時(shí)段壓實(shí)的效果，這對(duì)于保證道路工程表層壓實(shí)效果起到了重要的作用。通過(guò)現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以對(duì)感應(yīng)器傳播到的圖形進(jìn)行信息會(huì)處理，將該時(shí)刻道路表面壓實(shí)緊密程度通過(guò)數(shù)據(jù)快速傳送到操作人員手中。那么在這個(gè)檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中，及時(shí)了解到現(xiàn)階段該路面表層壓實(shí)的具體情況，和先前依靠壓實(shí)遍數(shù)來(lái)確定緊密程度相比性能提高了許多?？梢?jiàn)，對(duì)于現(xiàn)階段我國(guó)道路工程機(jī)械壓實(shí)工作來(lái)講，為了保障道路工程后期施工的順利開(kāi)展，就需要對(duì)道路表層壓實(shí)程度十分明確，那么利用這種新型的自動(dòng)化壓實(shí)檢測(cè)裝備在現(xiàn)階段我國(guó)道路壓實(shí)機(jī)械中有良好的發(fā)展前景，成為當(dāng)代道路工程建設(shè)過(guò)程中十分有價(jià)值的一種機(jī)電一體化技術(shù)。

1.5 控制裝置

傳統(tǒng)的壓路機(jī)在進(jìn)行壓實(shí)過(guò)程當(dāng)中對(duì)于后退控制裝置以及前進(jìn)控制裝置不能進(jìn)行整體操控，現(xiàn)在的道路工程施工質(zhì)量要求較高，就需要對(duì)道路工程不同路段的不同角落進(jìn)行充分壓實(shí)。新時(shí)代出現(xiàn)了一種新型的靜液壓變速系統(tǒng)改良技術(shù)，在壓實(shí)過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)變速行駛，利用葉片泵等相關(guān)變量功能來(lái)實(shí)現(xiàn)壓路機(jī)的變速功能。在這一過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于后退控制裝置和前進(jìn)控制裝置實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)化形式，這種轉(zhuǎn)化的形式可以幫助壓實(shí)機(jī)操作人員更加靈活控制裝備，在操作過(guò)程中進(jìn)行了簡(jiǎn)單化處理，則需要壓實(shí)工作人員頻繁操作手柄，那么可以看出壓實(shí)機(jī)操作人員的工作量還是十分大的。

日本某公司對(duì)這一缺陷開(kāi)展了新型技術(shù)的研發(fā)，在前后控制裝置操作中研發(fā)出了一種新型的操作減輕強(qiáng)度控制技術(shù)，將機(jī)電一體化電液伺服控制有效的應(yīng)用其中，讓壓實(shí)機(jī)操作人員在進(jìn)行前后壓實(shí)過(guò)程中不但能做到靈活轉(zhuǎn)化，同時(shí)對(duì)壓路機(jī)操作步驟進(jìn)行了簡(jiǎn)易化處理。在壓路基前進(jìn)過(guò)程當(dāng)中，操作人員可以通過(guò)手柄進(jìn)行方向的準(zhǔn)確操作[5]，將夜壓軸的流動(dòng)方向準(zhǔn)確把握，激發(fā)電位器快速啟動(dòng)，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)允許下能夠?qū)崿F(xiàn)快速向前運(yùn)動(dòng)，那么對(duì)馬達(dá)液壓軸行駛的方向進(jìn)行改變，那么就可以實(shí)現(xiàn)后退行駛。電液伺服機(jī)構(gòu)的有效應(yīng)用，能夠幫助壓路機(jī)在路面表層壓實(shí)過(guò)程當(dāng)中更加靈活準(zhǔn)確操控，對(duì)于操作人員工作強(qiáng)度很大程度上降低。

2 新時(shí)代機(jī)電一體化技術(shù)在道路壓實(shí)過(guò)程的發(fā)展前景

隨著我國(guó)道路工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，要想保障大規(guī)模道路工程實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量完工，就需要借助現(xiàn)代化先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)最理想的施工效果。現(xiàn)在應(yīng)用的機(jī)電一體化技術(shù)在道路壓實(shí)機(jī)械過(guò)程當(dāng)中，并不能完全滿(mǎn)足當(dāng)下道路工程的發(fā)展目標(biāo)，對(duì)于未來(lái)我國(guó)道路工程發(fā)展，需要應(yīng)用性能更佳優(yōu)越的機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行支撐。因?yàn)楫?dāng)代我國(guó)道路工程控制的情況以及壓實(shí)作業(yè)都存在著很大的差別，每種壓實(shí)機(jī)械作業(yè)的情況都不一樣，那么對(duì)于道路表層壓實(shí)機(jī)械要求也不盡相同。比如說(shuō)道路工程壓實(shí)轉(zhuǎn)移位置需要快速行駛，而實(shí)際的壓實(shí)機(jī)在工作當(dāng)中速度比較緩慢，那么針對(duì)這一情況，就需要對(duì)壓路機(jī)液壓系統(tǒng)性能進(jìn)行改良，可以通過(guò)行駛的速度差來(lái)調(diào)整范圍。還有就是需要比較大的減速在道路工程機(jī)械壓實(shí)傳動(dòng)過(guò)程，所以說(shuō)應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，解決道路工程表層壓實(shí)機(jī)械工作中的各種情況，還需要完善該項(xiàng)技術(shù)，幫助道路工程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理和操控。

現(xiàn)階段我國(guó)道路工程施工建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，在道路工程表層壓實(shí)機(jī)械工作當(dāng)中，使用到的各種壓實(shí)機(jī)械由于規(guī)格和型號(hào)的差異，每種道路壓實(shí)機(jī)械生產(chǎn)量有限，所以施工方在購(gòu)買(mǎi)道路工程壓實(shí)機(jī)械過(guò)程中成本往往很高。雖然機(jī)電一體化技術(shù)在我國(guó)道路工程施工過(guò)程中有著很大的影響力，但是機(jī)電一體化技術(shù)的不同子系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)操作過(guò)程中還有很多問(wèn)題需要解決。壓路機(jī)在進(jìn)行施工過(guò)程當(dāng)中，必須將該機(jī)械部件的施工環(huán)境以及組成系統(tǒng)明確之后，分析操作的道路真實(shí)情況，來(lái)有針對(duì)性地開(kāi)展壓路機(jī)設(shè)備的選取。找到適應(yīng)該施工環(huán)境的壓實(shí)機(jī)械設(shè)備，這同時(shí)關(guān)系著壓實(shí)機(jī)械設(shè)備使用周期以及使用的可靠性。為了進(jìn)一步保障在實(shí)際操作過(guò)程中機(jī)械設(shè)備能夠安全運(yùn)行，就需要對(duì)將要使用的壓路機(jī)不同機(jī)械部件報(bào)警系統(tǒng)和受力系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，只有這樣確保整個(gè)施工過(guò)程更加安全穩(wěn)定。機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，它能夠?qū)⒉僮髟O(shè)備的控制按鈕和許多顯示儀器集中到控制板上，這就能夠?qū)⒏鞣N機(jī)械操作更加集中化處理，將機(jī)電一體化應(yīng)用理念真正落實(shí)設(shè)備操作過(guò)程當(dāng)中，幫助操作人員對(duì)設(shè)備更加便捷化處理，在操作上簡(jiǎn)單化，這對(duì)于施工過(guò)程中降低故障的出現(xiàn)提供了強(qiáng)有力保障[6]。

3 小結(jié)

對(duì)于現(xiàn)階段我國(guó)道路工程發(fā)展整體狀況來(lái)看，為了進(jìn)一步確保道路施工的安全性和穩(wěn)定性，在道路工程施工壓實(shí)過(guò)程當(dāng)中可以利用機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，把復(fù)雜的操作進(jìn)行簡(jiǎn)單化處理，并且做到將壓實(shí)過(guò)程中的各類(lèi)操作集中到一起，提高道路壓實(shí)機(jī)械的整體性能。所以當(dāng)下機(jī)電一體化技術(shù)在我國(guó)道路壓實(shí)機(jī)械施工操作過(guò)程當(dāng)中具有良好的發(fā)展前景，需要對(duì)施工中技術(shù)的不足之處進(jìn)行完善，在保障道路工程壓實(shí)順利進(jìn)行。

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