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冲击式压实机的应用与发展
作者:山东省泰安市公路局 王玉锦 程合乾 陈锡亮
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沥青摊铺机, 压路机, 平地机, 稀浆封层机, 铣刨机, ...
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(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (1/15/2006)
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