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。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。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)。“
探索冲击压路机的历史沿革
冲击压路机的发明在中国,从科学技术史和技术原理承接的角度讲,冲击压路机就是在中国古代“夯”和“碾”的基础上发展而来的。
一夯和碾是中国古代劳动人民智慧的结晶。早在4000年前的夏王朝,夯和碾就已经被用来作为分层压实土基的工具。20世纪末,考古学家对位于河南省偃师市的夏都城二里头遗址和第三代商都城遗址上都有非原地土的夯实基础。当然,远古时代的夯和碾由于年代久远、做工粗糙、缺乏更多历史记录等原因已经很难考证其具体的形状。但到了公元1世纪左右中国发明了造纸术后,在有文字记录的文献里,西汉农学家胜的《胜之书》中对“碾”就有了较为详尽的记载。“碌碡”,也就是一种用畜力牵引,碾压谷物、土壤等需要压实作业的工具。“碌碡”在当时的使用是非常普遍的。到了南朝(公元5世纪),由顾野王撰的词语书《玉篇?石部》中对“夯”有了非常明确的描述,夯在当时被称为“砣”,意为石磙上装有把柄,是一种由重力而产生冲击力作用砸实地基的工具。夯的另一种形式一“硪”也是一种靠绳索举高砸实地基的工具。“三夯一硪”的压实作业法在土工行业一直流传至今。
我们不难发现两者在工作时各具千秋。由物理学动量定理可知,夯所利用的是由重力势能经过动能而转化来的冲击力完成土基砸实工作的,它的优点表现为瞬时冲击力大,缺点是冲击作用不均匀。碾则完全是靠碾轮的重力作用完成压实工作的,它的特点和夯正好相反,优点是压实力均匀,缺点是压实力不够大。研发一种能够克服夯和碾的缺点,充分发挥夯冲击力大和碾运行平稳的优点的机器则成为了现代压路机发展的一个方向。
目前常用的压实机的有25KJ-T3三边形和15KJ-T5五边形两种压实机。25KJ压实机用于原位碾压和层厚1m以下填料碾压以及碾压质量的检验。15KJ压实机用于层厚50—75㎝的填料碾压,由于是五边形轮子,可比25KJ压实机用较少遍数获得所需的密实度。SD冲击压实机在土石方压实作业中,突破了传统的碾压方式,当其一角立于地面,向前碾压时,产生巨大的冲击波,由于碾边顺序连续冲击地面,可使土体碾压均匀密实。该机以9—12km/h的行驶速度碾压作业,即冲击碾每秒钟冲击地面两次,相当于低频大振幅冲击压实土体,并周期性地冲击地面,产生强烈的冲击波向地下深层传播,具有地震的传播特性,其压实深度可随碾压遍数递增。25KJ压实机的高能量可对填料作深层压实,从而降低土的渗透性,为分层碾压或填方材料提供坚实的基础。在低交通量道路,对施工现场原位材料的深层压实能形成较高强度和稳定性,而不必换填材料,在多数情况下,直接修筑底基层和基层就可得到优质道路。
