冲击式压路机冲击碾压技术

冲击式压路机冲击碾压技术介绍
冲击碾压是岩土工程压实技术的最新发展。冲击压路机由牵引车带动非圆形轮滚动，多边形滚轮的大小半径产生位能落差与行驶的动能相结合沿地面对土石材料进行静压、搓揉、冲击的连续冲击碾压作业，形成高振幅、低频率的冲击压实原理。以25KJ三边形双轮冲击压路机使用最多，其双轮静重12t，行驶最佳速度12km/h，对地面产生集中冲击力200~250t，相当于1111~1543kPa。据国家海洋局第二海洋研究所在杭金衢高速公路的宕渣、砂砾路基上经25KJ三边形双轮冲击压路机以12km/h速度冲碾30遍后，实测深度0.8、1.5、2.0、2.5m的平均垂直动土压力分别为：1366、306、272、138kPa。这种高能量冲击力周期性连续冲击地面，产生强烈的冲击波，向下具有地震波的传播特性，产生的冲击碾压功能达到超重型击实功，可使地下深层的密实度不断累积增加，满足重型标准90%压实度以上的有效压实厚度视不同土石材料性状达1.0~1.5m，比现有振动压实机械有更好的压实功效，使被冲压的土石填料更接近于弹性状态，显示出克服土石路基隐患的技术优势。15KJ五边形双轮冲击压路机用于层厚0.50~0.75m分层压实及水泥混凝土路面改造施工。
冲击压路机的技术特性决定较现行常规压路机不同的压实工艺，不采用现有压路机压半轮或部分重叠碾压的施工方法，而是以冲击力向土体深层扩散分布的性状，提出新的冲击碾压方法与施工工艺。冲击压路机双轮各宽0.9m，两轮内边距1.17m，行驶两次为一遍，其冲碾宽度4m。每次冲击力按冲碾轮触地面积边缘与地表以45°夹角向土体内分布土压力。每遍第二次的单轮由第一次两轮内边距中央通过，形成的理论冲碾间隙双边各0.13m，当第二遍的第一次向内移动0.2m冲碾后，即将第一遍的间隙全部碾压。第三遍再回复到第一遍的位置冲碾，依次进行至最终遍数。冲击压路机向前行驶在纵向冲碾地面所形成的峰谷状态，应以单双两遍为一冲压单元，当双数遍冲压时，调整转弯半径，达到对形成的波峰与波谷进行交替冲碾，使地面峰谷减小，表面接近平整。冲击压路机一般行驶按顺时针与逆时针方向每五遍进行交换作业。各种土石路基冲碾20~40遍可以使路基形成厚1.0~1.5m的均匀加固层。

使用冲击碾压技术的注意事项
合理选用机型
国内生产的冲击压路机有12个厂家共20个型号，类别繁多，使用不当，很难达到预期的目的。对于路堤、路床的检验性补压与填石、土石混填路堤的分层压实，经全国现有的工程实践证明，宜使用25KJ三边形双轮冲击压路机。对水泥路面改建与土质路堤分层压实，宜使用25KJ五边形双轮冲击压路机。
正确使用冲击碾压施工工艺
对于双轮冲击压路机应按通过两次为一遍，压实宽度4m为计算单元，并按前述的施工工艺作业。单轮冲击压路机以通过一次的轮宽为压实计算单位。
正确理解冲击碾压有较宽的含水量范围
由于冲击压路机具有高能量的压实功能，相当于超重型击实标准的击实功，达到重型压实度的含水量仅在小于最佳含水量范围内扩大，其大于最佳含水量的范围不会扩大。因此，含水量视土的塑性指数大小，宜控制稠度不小于1.1~1.2。否则厚80~100cm土层冲压会形成弹簧土，无法压实。
控制构造物的安全距离
冲击压路机的轮边与构造物应有1m的安全距离。桥涵构造物上填土厚度不少于2.5m。

国内冲击压路机主要应用于高速公路土石高路堤的分层冲碾压实，路堤、路床的检验性补压，以及地基加固处理等工程效果较明显的领域。工程机械标委会开始考虑制订冲击压路机系列产品的技术条件。交通部下达制订公路冲击碾压应用技术规范，正在编制中。今后将进一步促进冲击碾压技术的发展。根据冲击压路机的技术特点，冲击碾压对不同土石材料的压实机理尚需进行系统的研究；还可利用冲击碾压技术研究不同自然条件下路基路面整体设计理论与方法；针对冲击压路机只能向前行驶的特性，需要开发配套的冲压设备。此外，冲击碾压技术在农业、水利、环境工程等方面也有广阔的应用前景。