实践证明,冲击力与路基土壤的密实度之间存在着一个最优的匹配关系,就如同冲击式压实机的运行速度一样,有一个限定的范围。例如:含水量超大的粘性土、在冲击力过大或者说超出限定范围后,便会形成“弹簧土”,而对于软基粉质土,也存在同样的问题。
从理论上说,在保证其它参数不变的情况下,冲击轮的自重越大,所产生的冲击力也越大,但实际上,我们通过函数式计算得知,通过提高质量增加的冲击力是很有限的,而且,必须在能够保证作业速度的前提下,压实轮重量越大越好。但在还没有完全论证冲击力是不是越大越好的情况下,以牺牲速度以及提高对牵引机的要求,增加能耗的“优化”设计完全是不可取的。
从国外冲击压路机的产品性能上来看,25KL(南非),30KJ(美国)冲击式压路机一直处于稳定状态,国内冲击式压路机产品首先要做的是优化产品质量,而不是产品等级,或者说,应该从学术的角度去论证,冲击式压路机产品冲击轮质量越重越好,冲击力越大越好。
从国外的资料与我国的工程经验来看,不同的冲击压路机有其自身的作用特点,其适用的领域也不同。三边形双轮冲击压路机能量大(25kJ),有效影响深度大(为1.4m左右),适合于提高路基的压实度.但因冲击轮外形曲线平缓,与地表的接触面较大,作用力不集中,因此不适合旧水泥混凝土路面的破碎冲压。20kJ的三边形冲击压路机能量小,有效影响深度小(为1.1m左右)。五边形双轮冲击压路机其能量较小(15kJ),容易牵引,在行驶过程中冲击轮不易打滑,适合于细粒土等松铺系数较大的路基的分层冲压,因冲击碾压时与地表接触面小。作用力集中,适合于旧水泥混凝土路面等破碎冲击碾压。四边形单轮冲击压路机冲击轮宽2.3m,总宽2.59m,正四边形冲击轮边长1.5m,冲击轮重量8000kg,能量约25kJ,在我国数量不多,主要用于旧水泥混凝土路面的破碎。
常用的振动压路机有单钢轮振动压路机、双钢轮振动压路机、轮胎压路机、静碾三轮压路机等。而单钢轮压路机通常用于路基的压实。从以上二者的工作原理可以看出,冲击式压实机是将振动式压实的高频率、低振幅变成了高振幅、低频率,从而在压实作用中较大的增加了对土石方的压实功能。
由于冲击式压路机与振动式压路机的工作原理的不同,二者使用效果也不一样,主要有以下几方面:
适用范围:冲击式压路机的冲击功能较振动式压路机增加了10倍多,压实影响深度达到5m至更多,因而在涵洞、桥梁等上方施工时,推荐使用振动式压路机;振动式压路机机对于铺层材料的湿度要求较高,需保持在±2%,而冲压式压路机对含水量要求很宽,可在上下两个方向放宽3%-5%;对于原地基不好或旧道路改造,冲击式压路机可直接施工,进行连续破碎和压实路面,并可将破碎后的碎块直接压入地基,省略挖土工序,缩短路面维修工期,大幅度降低工程费用;
施工效率:冲击式压路机有效压实厚度可达1m-1.5m,行驶速度一般在10—15km/h,所以每小时压实的基础课高达20000m2;振动式压路机的压实厚度为0.2—0.3m,碾压速度保持在4-6km/h,但一般需要碾压变数较少,从综合施工效率来看,冲击式压路机较振动式压路机提高了2-4倍,所以效率相差较大。
毫无疑问,冲击压路机的冲击碾压效果远远好于振动压路机,因此,检验碾压是冲击压实工作的一个重要内容。
通过增强补压一般还能使路基获得5cm-10cm的沉降,压实度提高2%-3%,这将有可能在工后产生的沉降与差异沉降提前道路及施工中处理掉,并且这种大面积的100%的检测是其它任何检测手段无法完成的