如果以F表示土的压实度,F与冲击式压路机及工作中相关技术参数呈如下函数关系:
F= f1 [(mv0 –mv1)/ t ] + f2(Aω/V) 其中:
m 为冲击式压路机压实轮轴组件质量;
v0 为冲击初速度;
v1 为冲击末速度;
t 为冲击作用时间;
A 为冲击式压路机工作振幅;
ω为冲击式压路机工作频率;
V为冲击式压路机行驶速度;
上述函数关系式f1项中,冲击力在压实中起克服土颗粒间粘聚力吸附力的作用;f2项振动使摆脱粘聚力吸附力束缚的土颗粒运动起来,以实现细颗粒向粗颗粒孔隙中填充。
击压路机是隶属于压路机的一种新式路基压实机械,冲击式压路机通过牵引车牵引,带动一个冲击轮,利用冲击轮自身的重量和前进时的冲击力,对水泥路面、路基进行破碎和压实。具有减少路基工后沉降、提高路基整体强度及加固软弱地基的作用。
发展历史:冲击式压路机发明在中国,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。
郑州哈威工程设备有限公司生产的冲击式压路机成套压实设备,应用于重庆遂渝无碴高速铁路试验段路基施工,取得明显效果。为了有效提高路基压实度,太原铁路局在新建太原至兴县铁路(太原至静游段)采用冲击压实机械进行路基补强,通过路基试验段施工取得试验参数,冲击压路机在路基补强中的作用甚强。 在冲击压路机大量使用的同时,我国工程机械专家不断地对冲击压路机进行了改进。现在国内外冲击压路机型大多采用了“全浮式”同步轮轴结构。压实轮通过轮毂轴承安装在支承轴管上,压实轮绕支承轴管回转;左右压实轮用一根贯穿于支承轴管中的同步轴联接在一起,以保证同步回转。这种轮轴结构复杂,制造难度大,耐冲击能力差,在石方作业、地面平整度差及转向过猛时,同步轴及其支承轴管联接件损坏较多。郑州哈威工程设备有限公司生产的YP型冲击式压实机使左右压实轮通过缓冲件直接与支承轴联接承一体,从根本上解决了现有机型同步轴容易损坏的问题。 可以预见,随着我国对冲击压路机研究的深入,以及哈威冲击压路机的强力冲击,冲击压路机将会在我国公路建设中发挥更大的作用,这一起源于中国的远古发明将会放出更绚丽的色彩。
冲击式压实机是用三边形或五边形“轮子”来产生集中的冲击能量达到压实土石填料的目的。冲击压实机可由配套的重型工业拖车在前方牵引,也可以自行。
冲击压实机的基本原理。冲击压实机以其静能量来标定,能量按下式以千焦(尔)计算:
E=mgh
式中:E为能量,kJ;m为动力部件的质量,kg;g为重力常数(9.81m/s2);h为轮子外半径同内半径的差值,h=R-r,m。
目前常用的压实机有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。YP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。