道路壓實機械的機電一體化現狀和發展趨勢

李文軻 魏金光

摘要： 隨著我國現代化發展進程不斷推進，在道路工程建設過程當中實現了機電一體化，土木工程施工和道路施工過程中都會使用的壓實機械設備。為了進一步保障道路壓實機械在施工過程當中具有穩定的工作性能，那在這個過程當中應用機電一體化技術能夠很好的提升道路壓實機械的使用周期和整體性能。文章對道路工程施工過程當中的機電一體化技術發展現狀進行深入的分析[1]，并且在未來道路壓實機械的機電一體化發展趨勢進行預測，來保障我國土木工程施工以及道路施工順利開展。

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.

關鍵詞： 道路壓實機械；機電一體化；現狀；發展趨勢

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

中圖分類號：U415.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）10-0193-02

1 現階段壓實機械的構成和應用成果

現代道路施工過程當中，需要對道路表面以及基層材料進行緊密度處理，那么在這個過程當中就會使用到車輛輾壓荷載設備以及靜壓材料設備。承載性能是道路施工過程中最重要的基礎施工，對于道路工程高質量完成有很大的影響，所以就需要對道路施工過程中路面施工進行機械壓實，來保證后期工作的順利開展[2]。

1.1 激光技術

在上世紀七八十年代，我國道路施工建設還處在發展階段，對公路建設的要求并不嚴格，所以當時建設的道路工程質量并不能夠得到保障。通常使用的道路壓實機械大都是平板夯實機、夯實重力沖擊、輪胎式壓路機、鋼輪震動壓路機等等。在接下來國際道路施工發展過程當中，出現了新型沖擊式壓路機，這種沖擊式壓路機的出現，不但把先前振動式壓路機的優點發揮到了極致，同時還具有高強度的壓實效果。在道路工程壓實過程當中，為了使操作更加精準，可以將激光技術更加準確地應用到壓路過程當中，并且在機械壓實過程中通過衛星定位技術能夠將具體的信息進行有效定位，對于整體上把握機械壓實工作的管理層面和使用階段，更加直觀和全面的展現當時的壓實工作情況[3]。

1.2 密封技術

利用新時代先進的科學技術，可以對道路施工過程機械壓實應用的各項技術進行優化，創新先前實用的壓實機械設備以及沖擊壓實技術。據相關信息表明，利用新時代出現的沖擊壓路機能夠對道路表層和基層進行有效壓實，壓實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得到了進一步的發展，幫助結構和材料封實技術性能進一步提高，在這種技術成熟之后，不但能夠對自身結構的重量進行大幅度增加，在具體的道路機械壓實過程中實現最理想的要是效果，同時還能夠幫助企業獲得最大化的經濟效益。

1.3 密實度檢測技術

一般來講，在道路工程機械壓實過程當中，壓實的次數能夠準確的對路面表層緊實度進行測量，比如說在混凝土材料壓實過程當中，在這個過程當中使用的振動鋼輪壓路機19噸左右，對混凝土材料表面壓實最少壓實六遍左右，在鋼輪壓路機靜壓過程中，就可以實現路面壓實度在97%左右。比如說在大型水壩建筑表面機械壓實過程當中，如果將壓實的次數來衡量緊密度往往是不合乎常理的，很多道路機械壓實雖然使用了自動化技術設備，但是整體來看，對壓實次數累計很不科學，這種方式在操作以及管理層面比較復雜，極易出現錯誤。所以說，借助現代化計數器設備對不同道路施工表層進行機械壓實，往往不能實現理想的壓實效果，因此就需要對自動化計數設備性能進行優化和改善[4]，通過對道路表面壓實效果的感應程度，來合理地設定輾壓的次數，這樣就能夠保證道路施工過程當中表面機械壓實工作的高質量完成。將道路路面輾壓程度通過顯示器傳達給相應的技術人員，在這個過程中技術人員就可以根據輾壓程度來確定輾壓的次數，科學合理地設置不同道路表層壓實機制。

1.4 顯示系統和碾壓遍數檢測

在某博覽會中出現了一種新型的工程機械，這種工程機械是由法國一公司展出，這項工程機械將道路路面壓實工作和新時代先進的振動壓路機裝備實現了全自動化的壓實緊實度裝備檢測。這項壓實檢測技術檢測緊密程度過程中主要依靠壓路機在振動壓實過程當中對道路表層振動的圖形來顯示，所以說，在這個過程當中可以幫助相關的技術操作人員充分了解到道路路面壓實的實際效果，在重復性的壓實過程中不但可以將道路工程路面緊實度加強，同時還能夠幫助相關的操作人員通過振動的圖形來了解到不同時段壓實的效果，這對于保證道路工程表層壓實效果起到了重要的作用。通過現代化計算機網絡技術，可以對感應器傳播到的圖形進行信息會處理，將該時刻道路表面壓實緊密程度通過數據快速傳送到操作人員手中。那么在這個檢測過程當中，及時了解到現階段該路面表層壓實的具體情況，和先前依靠壓實遍數來確定緊密程度相比性能提高了許多。可見，對于現階段我國道路工程機械壓實工作來講，為了保障道路工程后期施工的順利開展，就需要對道路表層壓實程度十分明確，那么利用這種新型的自動化壓實檢測裝備在現階段我國道路壓實機械中有良好的發展前景，成為當代道路工程建設過程中十分有價值的一種機電一體化技術。

1.5 控制裝置

傳統的壓路機在進行壓實過程當中對于后退控制裝置以及前進控制裝置不能進行整體操控，現在的道路工程施工質量要求較高，就需要對道路工程不同路段的不同角落進行充分壓實。新時代出現了一種新型的靜液壓變速系統改良技術，在壓實過程中能夠實現變速行駛，利用葉片泵等相關變量功能來實現壓路機的變速功能。在這一過程當中，對于后退控制裝置和前進控制裝置實現電磁轉化形式，這種轉化的形式可以幫助壓實機操作人員更加靈活控制裝備，在操作過程中進行了簡單化處理，則需要壓實工作人員頻繁操作手柄，那么可以看出壓實機操作人員的工作量還是十分大的。

日本某公司對這一缺陷開展了新型技術的研發，在前后控制裝置操作中研發出了一種新型的操作減輕強度控制技術，將機電一體化電液伺服控制有效的應用其中，讓壓實機操作人員在進行前后壓實過程中不但能做到靈活轉化，同時對壓路機操作步驟進行了簡易化處理。在壓路基前進過程當中，操作人員可以通過手柄進行方向的準確操作[5]，將夜壓軸的流動方向準確把握，激發電位器快速啟動，馬達驅動允許下能夠實現快速向前運動，那么對馬達液壓軸行駛的方向進行改變，那么就可以實現后退行駛。電液伺服機構的有效應用，能夠幫助壓路機在路面表層壓實過程當中更加靈活準確操控，對于操作人員工作強度很大程度上降低。

2 新時代機電一體化技術在道路壓實過程的發展前景

隨著我國道路工程規模不斷擴大，要想保障大規模道路工程實現高質量完工，就需要借助現代化先進的機電一體化技術，從而實現最理想的施工效果。現在應用的機電一體化技術在道路壓實機械過程當中，并不能完全滿足當下道路工程的發展目標，對于未來我國道路工程發展，需要應用性能更佳優越的機電一體化技術進行支撐。因為當代我國道路工程控制的情況以及壓實作業都存在著很大的差別，每種壓實機械作業的情況都不一樣，那么對于道路表層壓實機械要求也不盡相同。比如說道路工程壓實轉移位置需要快速行駛，而實際的壓實機在工作當中速度比較緩慢，那么針對這一情況，就需要對壓路機液壓系統性能進行改良，可以通過行駛的速度差來調整范圍。還有就是需要比較大的減速在道路工程機械壓實傳動過程，所以說應用機電一體化技術，解決道路工程表層壓實機械工作中的各種情況，還需要完善該項技術，幫助道路工程實現自動化管理和操控。

現階段我國道路工程施工建設過程當中，在道路工程表層壓實機械工作當中，使用到的各種壓實機械由于規格和型號的差異，每種道路壓實機械生產量有限，所以施工方在購買道路工程壓實機械過程中成本往往很高。雖然機電一體化技術在我國道路工程施工過程中有著很大的影響力，但是機電一體化技術的不同子系統在實現操作過程中還有很多問題需要解決。壓路機在進行施工過程當中，必須將該機械部件的施工環境以及組成系統明確之后，分析操作的道路真實情況，來有針對性地開展壓路機設備的選取。找到適應該施工環境的壓實機械設備，這同時關系著壓實機械設備使用周期以及使用的可靠性。為了進一步保障在實際操作過程中機械設備能夠安全運行，就需要對將要使用的壓路機不同機械部件報警系統和受力系統進行檢測，只有這樣確保整個施工過程更加安全穩定。機電一體化技術應用過程中，它能夠將操作設備的控制按鈕和許多顯示儀器集中到控制板上，這就能夠將各種機械操作更加集中化處理，將機電一體化應用理念真正落實設備操作過程當中，幫助操作人員對設備更加便捷化處理，在操作上簡單化，這對于施工過程中降低故障的出現提供了強有力保障[6]。

3 小結

對于現階段我國道路工程發展整體狀況來看，為了進一步確保道路施工的安全性和穩定性，在道路工程施工壓實過程當中可以利用機電一體化技術的優勢，把復雜的操作進行簡單化處理，并且做到將壓實過程中的各類操作集中到一起，提高道路壓實機械的整體性能。所以當下機電一體化技術在我國道路壓實機械施工操作過程當中具有良好的發展前景，需要對施工中技術的不足之處進行完善，在保障道路工程壓實順利進行。

參考文獻：

[1]王思楠.機電一體化技術[M].北京：科學出版社，2004.

[2]劉華愛.機電控制[M].北京：北京航空航天大學出版社，2003.

[3]王遠明.機電一體化技術與系統[M].北京：機械工業出版社，2009.

[4]張德江.機電一體化實用技術[M].上海科學技術文獻出版社，2007.

[5]劉建明.機電一體化控制技術與系統[M].華中理工大學出版社，2005.

[6]張國立.機電一體化原理與應用[M].北京：國防工業出版.