冲击式压实机的应用与发展
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。 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。
使用冲击碾压技术的注意事项
1 合理选用机型
目前国内生产冲击压路机有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。对于略堤、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略堤分层压实,宜使用25KJ五边形双轮冲击压路机。
2 正确使用冲击碾压施工工艺
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。
3 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80CM~100CM土层冲压会形成弹簧土,无法压实。
4 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。
冲击压实减少路基工后沉降
八达岭高速公路路基填料为风化花岗岩形成的含块石细粒土砂砾,路基填筑采用VV170 40t振动压路机分层(20㎝一层)碾压。要求达到压实度93%的压实标准,下路堤压实度90%,补压冲击碾压20遍,平均下沉量S=5.4㎝,计算有效压实深度1.5m,压实度平均提高到95%。路基高度4.5m,则冲击碾压完成沉降率为5.4/450=1.2%。采用冲击碾压分层(压实厚度1.0m一层)高填方路基高34m,每层冲碾前10遍下沉量为5.5—8.5cm,11—20遍下沉2.4—3.0cm,基本上与补压路基的11—20遍下沉量2.2cm相当。
福建及湖南不同土质路基冲击碾补压20遍后,在原振动压实路基达到规定的路床压实度标准时,其下沉量为5—7㎝,并有相当部分沉降量大于7㎝,达8—12cm,则实测压实度均不符合标准。此外,对宣大高速公路湿陷性黄土按20cm一层振碾达到压实标准后,再用冲击压实机冲碾20遍,下沉量为3.9cm;填石路堤经50t振动压实达到标准后,再冲击碾压20遍,下沉4—5cm;当高填方路基用冲击压实机分层碾压每层20遍,其沉降率可达到4%—5%,可较好地解决高路堤的工后差异沉降问题。