冲击式压实机的应用与发展

◇山东省莱芜市公路局工程处 赵 斌

摘 要

振动压路机是压路机发展的一项重大革新。近几年来逐渐推广使用的冲击压实机表 现出相当大的优点，使其成为路基、路面工程中又一新型机具。冲击压实技术以其大 冲量、大振幅和低频率的振动迭加而成的能量及相当高的行驶速度形成了高效、价廉、 应用面广的压实技术，逐渐被业界人士认可。

关键词

冲击压实机 构造 应用 发展

冲击压实技术是一种用非圆形、大功率、连续滚动冲击压实 路面、路基的技术，它于20世纪50年代由南非Aubrey Berrange公司提出，但成为一种成熟的可供实用的非圆滚动冲击压实机则 是在20世纪70年代至80年代，上世纪90年代开始向全球推广。 1995年由南非蓝派公司将这种压实设备传入我国，它具有运行 速度快，施工工序少、工期短、成本低，应用范围广等优点，能够 提高路基强度、稳定性和均匀性，防止不均匀沉陷而造成的路 面损坏。冲击压实过程中，压实轮的势能和动能周期性转化为集 中的冲击能作用于地面，达到连续破碎和压实路面的目的，并可将破碎后的碎块直接压入地基， 从而缩短路面维修工期，大幅度降低工程费用。

1 冲击压实机基本构造

冲击压实机到目前已发展成十几种机具，压实轮分为3、4、 5、6边形及实体、空体、可填式多种产品。厦工三明重型机器有 限公司的5YCT20型冲击压实机，如图1所示。

图1 5YCT20型冲击压实机

1.牵引车 2.十字缓冲连接组件 3.压实机机架 4.压实轮举升和缓冲组件 5.压实轮 6.轮胎

1.1 牵引车

5YCT20型冲击压实机的牵引车由三明重型机器公司自行设 计的，前后车架铰接，前车架上布置有发动机、液力变矩器、前 桥及驾驶室等。

1.2 破碎压实装置

破碎压实装置(即冲击装置)，主要由压实轮组件、机架、 连杆架、摆杆、行走车轮、连接头、防转器和液压缸组成。

2 冲击压实机的应用

冲击压路机的压实是依靠冲击力、振动力和碾静重压力三者 共同作用(见图2)。

图2 冲击式压实机的工作原理

(1)压实机质心位于最高时坠落而发生的冲量；

(2)压实轮以一定速度旋转和跳动引起的振动；

(3)压实轮静重在滚动过程中压实土基时做功。

冲击压实机以其静止时的势能来标定，这个势能在运动时产 生动量，从而转化成很大的冲击力的。如25T3-25KJ型冲击压实 机质量为15t，其势能E为25KJ、冲击力为250t，是压实轮质量的 16倍。

2.1 路基施工中的应用

冲击压实机振动的振幅高达0.22m，其频率在正常速度时 为2Hz.振幅一般为2mm。大振幅振动使被压土壤或其他填料 参加振动的质量增多，从而增加压实影响深度和压实度。冲击压实机影响的有效深度为普 通重型振动压路机的2-3倍。冲击压实机的行驶速度为12-15km/h，碾压遍数10-40遍不 等。冲击压实机每台班生产率为10000m²，其效率为振动压路 机的5倍 。冲击压实机(碾压遍数从20遍到40遍)工程造价每m² 为4-10元不等，是振动压路机的77%左右。

冲击压实机在路基施工中发挥搓揉与排水作用，放宽对含水 量的要求，其措施:一可以加铺砂石层;二是先用小冲击压路机 如5边轮压实;三是压压停停，晒几天再压;四是把表层用犁拉开 晾晒。实际证明，在一些粘性大的土壤中可以放宽到7个百分 点。冲击压实机每次施压后，地面即被砸成波浪形，经3至5遍 压实后就必须用平地机或推土机整平，否则会使冲压的速度降低 而影响冲压效果。

2.2 水泥路面破碎施工中的应用

我国目前公路和市政两个行业修筑的水泥混凝土路面总 里程已经达到22万多公里，是世界上水泥混凝土路面最多的 国家。但是由于质量管理不到位，很多水泥路面基层与面板 的质量达不到设计要求。而且车流量激增，超载现象严重，所 以不少路面出现了严重损坏现象。路基压实不足、沉降失稳显 著，水泥路面结构无渗透排水设施，因此道路使用年限成倍缩短。水泥混凝土路面损坏后 采用加铺覆盖层的修复方法，首先要破碎原路面，冲击压实 机可以较好地完成这项任务。冲击不仅消除了产生反射裂缝 的可能，而且使破碎块之间形成集料嵌琐，旧板与路基的整 体性和强度明显提高，完全符合覆盖层对基层的要求。

断裂、稳固、加铺沥青层是修补旧水泥路面广泛采用的方 法，具有工期短、造价低、影响交通小等优点。用冲击压实机断 裂稳固水泥路面，最大作用力达到100-250t。根据路面结构与破 损程度的不同，一般3-5遍开始裂纹，5-15遍是沉降段，20遍可 以达到技术要求，其效率是传统压实工艺的4倍。

3 冲击压实机的发展

用冲击压实机进行断裂、稳固，代表了此项技术新的发展方 向。由于使用冲击压实机进行水泥路面断裂、稳固施工可不中断 交通，而且造价小、速度快、效果好，近几年来在国内得到广泛 应用。我单位在京沪高速泰化段施工中应用效果良好，另外在泰 安市滂河大街改造中使用，经检验完全达到技术要求。从使用来 看，压实填方，软基地段路面沉降较大，在挖方地段沉降较小。 随着冲击压实机的不断完善，必然会在路基路面施工中担当起更 加重要的角色。

参考文献 :

1、杨世基.冲击压实技术在路基工程中的应用《公路》.1999 年7月

2、韩建.畅瑞俊.5YCT20型冲击压实机《工程机械》 2003年6月

工程建设机械2005.NO.9

机械设计