【冲击压路机】冲击式压路机哪种好 冲击式压实机影响深度

【冲击压路机】冲击式压路机哪种好 冲击式压实机影响深度

20世纪90年代，中国进入高速公路、机场、水电站等基础设施加快建设的发展时期，为了提高路基基础施工质量，国内对新型压实设备有了积极的需求。1995年1月，国内出现了四边形冲击压路机的实用新型专利申请，其后河南省筑路机械厂开始试制。同年，南非蓝派公司将两台冲击压路机（三边形、五边形各一台）首次引入国内。自1995年起，国内先后有十余家企业生产拖式冲击压路机，目前我国冲击压路机生产和销售的数量在国际上领先。到2004年5月止，国内施工中批量应用并取得效果和国外在华施工和销售的冲击压路机共有300多台。

了解冲击压路同的技术性能和参数对于用户购买时选型正确使用非常重要，下面将有关冲击压路机的几个主要技术性能和参数说明如下。

冲击压路机的名称

国内冲击压路机名称主要有：“冲击式压实机”，“高能量滚动夯实机”、“冲击式压路机”、“拖式压实机”、“冲击压实机”，有关技术文章中还出现“多棱辊拖式压路机”、“冲击碾”等。以上名称大都是国外上个世纪50年代末出现的冲击压路机专用名词“ImpactRoller”转译派生出来的，正确名称应译成“冲击压路机”。理由是即和国际接轨，又和国内的“振动压路机”（VibratoryRoller）、“振荡压路机”（OscillationRoller）等标准命名一致。至于“自行式（Selfpropelled）、“拖式”（Towed）或以后发展的其他形式的冲击的冲击压路机，可在其名称前加限定词。目前“冲击压路机”的型号各厂多用“YCT-XX”来表示，Y、C、T分别分别是汉语拼音“压路机—Yaluji”、“冲击—Chongji”、“拖式—Tuoshi”等词的第一个声母。XX表示计算表态能量，单位是kJ（千焦耳）。“冲击压路机”大多具有三边形冲击轮，对于非三边形冲击轮，则将其多边的数目放在基本型号前加以识别，例如：20千焦耳五边形冲击轮的“冲击压路机”表示为—5YCT20，30千焦耳四边形冲击轮的“冲击压路机”表示为—4YCT30。对于单、双冲击轮的冲击压路机的标识问题，建议只在单冲击轮的机型号末位加识别字母“d”，这是因为目前“冲击压路机”大多具有双冲击轮。

冲击压路机的冲击能量

现有冲击压路机冲击轮的质量范围在6000kg~14000kg之间，静态能量范围在12kJ~30kJ之间。

静态能量（N1）计算公式为（参见图1）：

N1=M×g×（R-r）(kJ)(1)

其中：M—冲击轮质量（1000kg）

R—冲击轮外接圆半径（m）

r—冲击轮内接圆半径（m）

采用静态能量表示其参数容易测量和确定，以便用户在选用各公司产品多数时，有一个相同标准。

工作状态中的冲击压路机冲击能量由三部分构成，（1）式讨论了静态能量，总冲击能量还应包括平动能量和转动惯性能量，这里不再一一详述。

冲击压路机的冲击力

国家有关标准规定：超重型振动压路机的激振力上限为450kN，超重型拖式振动压路机激振力上限1000kN。以YCT25为例，生产厂家的产品广告上称其冲击力达到250t~400t（2453kN~3924kN），还有文章论证为880（t）（8633kN），但都未见到试验验证结果。冲击压路机的冲击力与冲击轮接地时的加速度、与地表接触时间、土壤的弹塑性等多种参数密切相关。确定其冲击力应保证在一种工况下，才可能有较稳定的数值，才可能有对比试验的再现性。

一般25kJ冲击压路机，作业行驶速度为12km/h（工作轮质量12000kg），当与已压实地面冲击作用时间为0.02秒时，根据冲量定理计算，其冲击力计算值约为2000kN（约200t）。

2001年，杭金衢高速公路冲击压路机试验课题组在浙江高速公路工地采用应变盒埋入法，对北京欣路特科技发展有限公司的CYZ25型25kJ冲击压路机的压实影响深度进行了现场测定。压路机行驶速度为15Km/h时，在距地表面垂直0.8米深处的压力应变盒反应出的压力值在1000kPa以上，最大值1632kPa，根据土力学中的Boussinesq公式，推算出其冲击力在1341.7KN~2189.7kN之间。

冲击压路机的影响深度

冲击压路机产品广告中一般都注明冲击影响深度为1m~5m，但无据可查。对于强夯机夯实土基，在工程实践中由L Menard提出过一个影响深度经验公式：

H=/10 （2）

其中：H—影响深度（m）

M—夯锤质量（1000kg）

h—落锤高度（m）

在《港口工程技术规范》中，根据国内实际施工情况并考虑土壤参数的影响因素，对（2）式进行了修正：

H′= a（3）

其中：H′—加固深度（m）

a —加固系数，一般湿陷性黄土取0.34~0.5，高填方土0.6~0.8，砂性土和杂土取0.45~0.6。

根据（3）式计算，当YCT25型冲击压路机行驶速度为12km/h，在湿陷性黄土工况下作业时，其加固深度为3.89m。河北宣大高速公路和浙江嘉兴路段进行冲击压实检测时，分别得到了影响深度在4m以上、2.5m以上的检测结果。国内现有25kJ冲击压路机，当行驶速度在12km/h左右时，其冲击力在2000kN左右，介于现有超重吨位拖式振动压路机（YZTY25）最大激振力（600kN）和强夯的夯击力（10000kN以上）之间。不同土壤条件下的影响深度值，仍需要在大量施工实践中进行总结才能确定。

冲击压路机的击实力

我国交通部标准《公路路基设计规范》和《公路路基施工技术规范》中规定，对于中级公路路基采用轻型击实试验法，高级公路路基采用重型击实试验法。标准规定前者平均单位压实功为598kJ/m3。由于两种击实试验法做出的土壤最大干密度不同，前者最佳含水量时的土壤最大干密度数值要小于后者，而最大土壤干密度值又是评价压实度的基础，因此在一定程度上对路基加大压实功是增加路基压实度的有力措施之一。

特别有趣的是，冲击压路机的压实过程与试验法中将重锤自由下落击实被试土壤的原理是相同的。冲击压路机的振幅一般为200mm~300mm（击实试验法中的重锤下落高度是450mm和300mm），相对于振动压路机的振幅一般为0.6mm~2.5mm而言，击实土壤动力的过程极为相似。

冲击压路机单位时间击实功比其他类型的压路机大，经初步计算，25kJ的冲击压路机在12km/h的工作速度下，单位面积冲压27遍（击实试验法中规定有每层土样用重锤击实27遍），其平均单位击实功约为1809kJ/m3。显然，冲击压路机要达到重型击实试验法的平均单位压实功值增加压实遍数、作业工作速度和冲击压路机的自身能量是可以达到的，而振动压路机受自身能量的制约要达到重型击实试验法的平均单位压实功则较为困难。

冲击压路机的机型

目前国内使用的冲击压路机多是牵引式机型，整机包括冲击压路机和牵引车。其优点是牵引车可以一机多用，购置费用低。不足之处是冲击压路机的机组长，需要的转向场地大，在半幅路面施工时不太方便。

国外公司已开发出了自行式冲击压路机，并已分别在我国新疆、山东、山西、黑龙江大庆等地公路施工中使用。由于自行式冲击压路机只有两个驱动轮（2×2），其行走底盘与压实轮机架铰接成一体，整机长度变短，转向半径变小，所需转向路段大大减少，这样就可以使遗留应该压实路段减少。自行式冲击压路机可以后退行驶（将压实轮升起离开地面），对不便转向的短路段和窄路施工都带来了很大的便利。