中航冲击压路机的工作速度解析

中航冲击压实技术的优越性
冲击压路机对路基进行压实冲击压实技术最早是在南非兴起的，二十世纪九十年代我引进该项技术，主要用于机场、道路、矿山堆场等的压实。

由于它的作用能量大，往上述工程项目建设中取得明显的效果，因而受到工程界的普遍重视，逐渐得以推广。

冲击式压路机目前己广泛地应用于各种基础工程的压实，如机场跑道、水库堤坝的防渗处理，尤其在公路工程的旧路改建、软弱基础处理、新建路堤的补充压实等方面的应用更为广泛。

国内第一台冲击压路机由郑州中航设备研制成功！冲击压实技术的优越性
（1）能高深度压实原地基；对破损公路的修复改建亦可通过该机直接将原路面破碎并压实，然后铺设新路面。

（2）能进行含大块石料的填方压实。

冲击式压实机的巨大冲击力作用于含大块石料的填方层，极强的冲击波能大大提高块石颗粒之间的嵌锁紧密程度，并使小颗粒充分充填于大颗粒间的孔隙中，减少路堤沉降变形和沉降差异。

(3)能实现高效填方压实。

如今修建的高逮公路和机场场道常常会遇到几十米至上百米的高填方，使用这种连续冲击式压实机，每层填方厚度可达1～1.5m，每小时填方1000m³以上。

(4)可适当放宽对含水量的要求。

由于冲击式压路机所具有的巨大冲击能量，对于不同土质最佳含水量的要求可在上下两个方向放宽3%～5%。

(5)具有自检性。

冲击式压实机通过低频率、大振幅、高能量冲击土体，在路基下形成一个2m左右厚的连续稳定的加强层，这对提高公路、铁路和机场场道寿命极为重要。

而表面则凭借所获得的沉降量直观地检测路基的压实质量，并
在这种检测中使其得到补压，这被筑路行业称之为“检测性增强补压”，这种大面积的100%的检测是其他任何路基检测手段力所不及的。

冲击压路机功率计算国内冲击压实机的名称主要有：冲击压实机、高能碾压夯、冲击压实机、牵引压实机、冲击压实机，“多刃滚轮牵引压路机”、“冲击压路机”也出现在相关技术文章中。

上述名称大多来源于20世纪50年代末在国外出现的特殊名称“冲击辊”的翻译。

正确的名称应该翻译成“冲击压路机”，因为它符合国际标准。

我们都知道冲击压路机的能量是以千焦计算的。

根据国家相关标准，超重型振动压路机的激振力上限为450千牛顿，超重型牵引振动压路机的激振力上限为1000千牛顿。

以YP35为例，厂家产品广告声称其冲击力达到250t~400t(2453kN~3924kN)，但未发现试验验证结果。

冲击滚轮的冲击力与冲击滚轮接地时的加速度、和接触地面的时间、密切相关。

在一定的工作条件下，应保证冲击力有一个稳定的值和对比试验的重现性。

25kJ冲击压路机一般行驶速度12km/h(工作轮质量12000kg)。

当与压实地面的撞击时间为0.02秒时，根据冲量定理，撞击力的计算值约为2000千牛(约200吨)。

2001年，在浙江高速公路施工现场，采用应变箱埋设法测量了YP30 30kJ冲击压路机的冲击深度。

当压路机以15公里/小时的速度行驶时，垂直于地面0.8米深度的压力应变箱反射的压力超过1000千帕，最大值为2632千帕。

根据土力学中的布辛涅斯克公式，冲击力计算在2341.7千牛和3189.7千牛之间.冲击深度1m~5m一般在冲击压路机产品广告中注明，但没有证据可查。

在工程实践中，LMenard提出了用强夯机夯实地基影响深度的经验公式：H=/10(2)其中：高——影响深度(米)M—夯锤质量(1000千克)H—落锤高度(米)在《港口工程技术规范》中，公式(2)根据我国实际施工情况，考虑土体参数的影响因素进行了修正：h=a(3)其中：h'-钢筋深度(m)a—加固系数，一般湿陷性黄土为0.34~0.5，高填土为0.6~0.8，砂土和杂填土为0.45~0.6。

冲击压路机速度控制在9～12kmh冲击压实加固淤泥质软弱地基时是使用的动力置换机理，即在软弱地基表面根据软基的软弱情况铺筑一定厚度的碎石垫层，软基强度越低，铺筑的厚度越大，然后利用冲击压实的巨大冲击力将碎石整体打入淤泥成整体式置换，从而形成一定厚度的强度较高的持力层。

对于一种填料，冲击压路机质量，冲击压实机的作用机理可能是一种，也可能是上述多种机理的共同作用，主要是根据路基现场测验结果可以得知。

冲击压实质量检测采用标准贯入、动力触探、现场荷载等现场原位测试方法和室内土工试验检查加固效果。

冲击时自边坡坡脚一侧开始，拖式压路机，顺（逆）时针行驶，以冲击面中心线为轴转圈，而后按纵向错轮排压后，再自行向内冲压。

排压遍数和沉降量以试验路段确定。

冲压10遍左右后，用平地机大致整平，再冲击压实到规定效果。

冲击碾压施工必须保证一定的机车行驶速度，因此很适合大面积作业，如果遇到大面积自重湿陷性黄土特殊土路基，采用冲击碾压处理实属选方案。

冲击碾压的效果与表层的平整度和含水量也有较大关系。

平整度好，表层的含水量接近佳含水量则效果显著。

冲击压路机速度控制在9～12km/h，宽度为路基边坡坡脚（>28m），长度以不小于100m划分区段，相邻区段搭接长度不小于15m。

施工中配备平地机，路基起伏过大时，进行整平然后继续冲压。

冲压完成后，用压路机进行整平压实。

冲击压实地段，应在施工前和施工后各检查一遍，用前后数据进行对比以判断冲击压实的质量。

冲击滚压技术经历了较长时间的研究和试验，20世纪50年代由南非AubreyBerrange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并逐步进入实用阶段。

冲击式压路机采用轮式牵引车牵引，只要碾压速度达到（10~15km/h），压实深度大。

冲击与振动压实对比试验表明，冲击式压路机的压实速度约为拖式振动压路机的3~4倍，其压实深度可随碾压遍数剧增，约为拖式振动压路机的2~10倍，不仅压实生产率高，而且压实效果好。

冲击压路机参数冲击压路机是一种用于压实土壤、沥青和混凝土的重型机械设备。

它主要由底盘、发动机、液压系统、行走系统和压路部分组成。

下面将详细介绍冲击压路机的参数。

1. 压路部分参数冲击压路机的压路部分是其最重要的组成部分之一，它包括振动轮和钢轮两种类型。

振动轮可用于沥青和混凝土的压实，而钢轮则适用于土壤的压实。

振动轮的直径通常在1.5米到2.5米之间，重量在2吨到15吨之间。

振动频率通常在50Hz到70Hz之间，振幅在0.5毫米到1毫米之间。

这些参数可以根据不同的工作要求进行调整。

钢轮通常有单钢轮和双钢轮两种类型，直径从60厘米到1.5米不等，重量从500公斤到20吨不等。

较小的单钢轮适用于小型工程项目，而较大的双钢轮则适用于大型道路建设项目。

2. 发动机参数发动机是冲击压路机的动力源，其参数对于设备的性能和效率至关重要。

发动机通常使用柴油机，功率在60马力到200马力之间。

较大的发动机可以提供更高的工作效率和更强的扭矩。

3. 液压系统参数液压系统是冲击压路机的控制中枢，它能够控制振动轮或钢轮的运行，并使其产生适当的振幅和频率。

液压系统通常由液压泵、液压缸、油箱和管道组成。

液压泵通常采用负载感应式或变量柱塞式，可以根据需要调整输出流量。

液压缸则用于推动振动轮或钢轮，并产生相应的振幅和频率。

4. 行走系统参数行走系统是冲击压路机移动的部分，它包括驱动轴、传动装置、制动器和轮胎等部分。

行走系统可根据不同需求选择前驱、后驱或全驱型号。

5. 其他参数除了以上主要参数外，冲击压路机还有其他一些重要参数，如工作速度、工作宽度、操作重量等。

这些参数可以根据不同的工作需求进行调整。

在实际使用中，冲击压路机的参数应该根据具体情况进行选择和调整，以达到最佳的工作效果和效率。

冲击式压路机工作速度的有关知识-洛阳机床厂SD25冲击式压路机冲击式压路机是20世纪50年代由南非Aubrey Berrange公司研制，九十年代引入我国。

冲击式压路机是通过牵引车或装载机等机械车辆的牵引，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，对路基、水泥路面等进行破碎和压实。

冲击压实过程中，冲击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。

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。

现在国内生产的冲击轮型号比较多，同种型号自重也相差甚大，导致用户选择设备时往往不知所措，误以为冲击轮越重越好，结果在施工中由于使用的牵引车匹配效果不好，工程中结果不理想，甚至出现麻烦，往往后悔莫及。

下面就工作速度在压实效果中所起的作用加以分析。

冲击碾压速度对冲击压路机的总体压实效果起着至关紧要的作用,速度过慢导致冲击能量过低，从而影响压实度，而碾压速度过快又会导致路面的破坏，因此合理的行走速度是冲击式压路机重要的工作参数。

而且工程实践表明,碾压速度也是决定压路机面积生产率的重要因素之一。

那么,冲击式压路机在施工作业时是不是速度越快越好呢?为什么冲击压路机的冲击碾压速度界定在10~15km/h之间？首先,我们先了解一下什么是压实度,压实度是指工地上实际达到的干密度与室内标准击实实验所得最大干密度的比值,是路基路面施工质量检测的关键指标之一,表征现场压实后的密度状况,压实度越高,密度越大,材料整体性能越好.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.与传统振动压路机相比,f1项由于冲击体质量和冲击速度的作用,冲击所产生的峰值极大的力脉冲相当于振动压路机压实轮线载荷的5倍,它输出的能量密度极大；f2项由于大振幅的作用使得这种连续冲击振动参数组合相当于振动压路机的1.3倍——这种高能量大振幅连续冲击振动使得其整体压实能力比振动压路机大得多.此外,在f1项中可以看出,速度与基础的压实度成正比,速度越高,压实度越高,但在f2项中,速度与基础的压实度则成反比,速度越高,压实度越低.因此,冲击式压实机的运行速度肯定有一个最佳范围,根据实际工程实践,冲击式压实机的最佳运行速度在10~15km/h之间（具体的速度要根据实际情况而定）.此外,压实深度和铺层厚度也是影响压实效果和压实生产率的重要参数,与冲击碾压速度相辅相成.从以上分析可以得出：冲击式压路机的碾压速度一定要维持在合理的区间，过高或过低都会影响到压实效果，因此在选购冲击轮时一定要根据其自重而选购与其匹配的牵引车，从而保证碾压速度以达到工程设计的压实度，否则适得其反，不但达不到设计要求，甚至会破坏成型的路基。

冲击压路机碾压速度控制多少？冲击压路机的工作效能分为转动动能、平动动能以及重力势能三部分，分别呈现“冲击”、“揉搓”、“静碾”三种效果，其中转动动能由“振幅”（冲击轮个头落差）产生的“冲击”功效最大，而平动动能的“揉搓”功效就是通过碾压速度来实现的。

冲击压路机原理图冲击压路机自重带来的重力势能“静碾”效果，与转动动能产生的“冲击”效果及平动动能的“揉搓”功效都相差很大，因此，冲击压路机是压路机系列中唯一不以自重吨位为型号标准的设备。

因此，冲击压路机冲击能量的大小取决于冲击压路机个头大小以及碾压速度，冲击压路机对速度的控制要求包含以下几点：一、冲击碾压对最低碾压速度控制的要求：冲击压路机在10km/h以上冲击速度的作用下，产生的冲击力峰值极大，脉冲相当于振动压路机压实轮线载荷的5倍以上，输出能量密度大。

冲击压路机碾压速度二、冲击碾压对最高碾压速度控制的要求：冲击压路机冲击碾压速度不宜超过15km/h，速度过快则会造成作用在被碾压材料上的能量停留时间过短，削弱冲击波的向下传递，冲击压路机连续夯实地面产生类似地震波传播特性的冲击波，低振频高振幅，对深层作用较大。

冲击压路机冲击碾压施工三、土石方基础的碾压速度控制要求：冲击压路机冲击碾压土方基础速度控制在10~15km/h范围内，在这个范围内，速度越高，“揉搓”力度越大，基础颗粒在“冲击”与“揉搓”的共同外荷载作用下，更容易克服颗粒间的摩擦阻力产生滑动和滚动位移，移动填充到更细微、稳定的位置上去，从而产生空隙体积压缩，缝隙的减小使基面更加密实。

冲击压路机冲击碾压施工四、沥青、混凝土路面破碎速度控制要求：冲击压路机冲击碾压沥青、混凝土路面的速度控制在8~12km/h范围内，这是因为，作用力等于反作用力，冲击压路机在对路面施加冲击破碎力的同时，也受到同等的反冲力，速度越高产生的反冲力越大，对冲击轮的破坏力也强，这就是路面破碎为什么要使用冲击力较小的五边形冲击压路机而不使用三边形冲击压路机的原因。

冲击式压路机设计参数选择的若干思考随着我国高速公路建设的稳定持续开展，大型的堤坝、机场、港口等基础设施建设在日趋完善，同时也使施工质量与施工进度的提升成为了必然，冲击式的压路机正是基于这一背景产生的。

冲击式机型压路机冲击轮以凸轮居多，可分为6、7线弧段。

重心的上升或者下降借助的是冲击轮的滚动摩擦，在持续不断的滚动下能够产生一定的冲击力，压实就是在这种持续不断的冲击作用下产生的，压路机在运行时将更加有效率、更加稳定。

下面就结合冲击式压路机的特征对冲击式压路机设计参数选择进行分析。

一、冲击式压路机概述冲击式压路机是一种新型拖式压路机，重要组成有牵引车与冲击轮。

其工作原理为：冲击轮中的3-5个非圆形的拖轮在不断滚动下完成对路面的压实，但其本身并不具有冲击力，冲击轮需要借助大型的牵引设备才能顺利工作[1]。

冲击式压路机能够借助牵引车，将非圆形的冲击轮带动起来，再借助冲击轮自身的缓冲力与冲击力实现迁移或后退，进而实现对水泥路面、路基等压实或振捣。

其技术特点有以下几方面：通过具体工程显示，振动压路机的振动碾压速度是影响压实效果的决定性因素之一，而压实深度与摊铺厚度也成为了压实效果与施工效率的关键指标。

一般来说，振动压路机最优的碾压速度为4-8km/h，与之对应的压实厚度为0.4-0.6m。

要想使压实效果进一步提高，提升生产效率，则要适当增强土层密实度，减少出现因为土石的自重效应，引发沉降变形问题，为此，对传统的压路机进行改良，不断提高碾压技术、方式，才能使碾压的速度与铺层厚度增加[2]。

冲击压实技术就是在此背景下产生的，具有压实频率低、振幅高等优点，在反复压实过程中能够增强土方的压实效果。

比如，一个20KJ的三边冲击压实机，冲击功能将比振幅高出8倍以上，压实深度能够达到6m，这种有效的压实厚度由原来的振动压实0.24-0.28m，增加至1.20-1.6m，并且SD冲击压实机碾压速度也比压实机高出3倍以上[3]。

冲击压路机碾压遍数同路基压实质量的关系目前，用于道路施工的压路机主要有静压路机、振动压路机等，它们均是轮胎碾压或圆柱压实轮碾压，依靠振动波形式影响路基的压实范围。

静压路机主要用于路面压实，振动压路机主要用于路基压实。

大量实践表明，静压路机和振动压路机对路基的压实效果并不很理想，压实过程中影响深度比较浅。

近几年冲击压路机的应用对路基压实效果有进一步提升，能够实现振动压实和夯实的作用，对路基压实具有良好的效果，但冲击压路机的设置参数不同对路基的压实会产生不同的效果，本文就冲击压路机的碾压遍数对路基压实质量的影响进行检测分析。

1、工作特点及原理冲击式压路机是由牵引车和三边弧形轮子组合而成在牵引车的拖动下完成作业的路基压实工作，当弧形轮子向前位移时，压实轮重心会上下交替变化，产生巨大的冲击波，这样产生的重力势能对路基产生冲击，向下压实，具有夯实、碾压以及搓揉等效果。

三边弧形轮在工作过程中，连续均匀地冲击路基顶而，致使路基土体密实，在碾压过程中，三边压实轮转动一周，其重心就会抬高和降低三次，具体冲击作用可分为两个阶段。

第一阶段：三边弧形轮在牵引作用下，压实轮向前滚动的过程中，与地面产生摩擦力，此时重心处于滚动曲线的最低点，继续往前滚动，压实轮的重心开始上移，压实轮的势能和动能也随着增大，此时缓冲机构开始工作，蓄能器结构内的缓冲液压缸开始收缩，蓄能器开始蓄能。

第二阶段：压实轮重心处于滚动曲线最高点时，压实轮继续向前滚动，此时压实轮的势能转化为向下的动能，缓冲液压缸开始伸张，释放蓄能器中的压力能，转化为压实轮的动能。

当压实轮的另一条滚动曲线与地面接触时，对路基产生巨大的冲击夯实效果。

牵引车的牵引速度越大，在第一阶段的蓄能器中的缓冲液压缸收缩性越大，蓄能越高，第二阶段蓄能器释放的能量也就越多，转化为压实轮的动能就会高，因此对路基产生冲击夯实效果越大。

实践研究表明，冲击压路机的碾压速度以10~12km/h为宜。

2、工程概况为了更加准备的测算出碾压遍数同路基质量的关系，郑州中航工程设备有限公司技术人员深入施工工地现场，实地测量、检测，现将测量情况介绍如下：邢台--衡水高速公路衡水段上程，项目全长4.6km，一级公路，路基宽度32m，其中中央分隔带宽2.0m，双向六车道，本项目位于河北平原中部及南部地区，路线地处滹沱河古冲洪积扇及其与滏阳河沉积的交错地带，古黄河、古漳河长期泛滥积而形成的冲积平原区。

冲击压实的目的及过程
由于原有旧路为二级路，在高速公路利用原旧有路基时，需提高原旧路路基、路面的密实度及承载力，如采用普通振动式压路机需将原旧路挖开后再分层压实，而采用中航冲击式压路机可直接对旧路冲击压实，使施工速度加快。

首先选取150m长路段作为试验段，没置观测断面，确定冲击压实的遍数、速度、沉降量等参数，查看冲击压实的效果。

冲击压实过程中注意距路肩外缘宜保持1m的安全间距，冲压时要注意冲击波峰，错峰压实，冲压5遍后应改变冲压方向。

旧路的压实过程也是旧路的破碎过程，由于冲击轮外形曲线平缓，与地面接触面较大，作用力不集中，为增强旧路破碎效果，可在冲击轮着地表面上焊接凸出铁条（可选用Φ32的钢筋），经计算，加焊铁条后，其冲击瞬间可过200MP，实践证明，采用此办法，冲压作用力集中，旧路破碎情况非常好。

冲压前，应对机手、配合人员、记录员进行详细的技术交底，施工过程中，由专人负责记录冲击压实遍数，冲压时从边缘往中间顺序破碎，由于旧路宽仅10m，长却达1.6km，加上冲击式压路机与牵引设备长达10多米，施工宽度小于冲击机械的转弯半径，冲击压路机的行驶路线最好以分车道冲击为主，压实采用“∝”路线，在旧路利用段的起、终点须设置转弯处。

压路机碾压原则
压路机是一种用于压实土壤、沥青和其他材料的机械设备。

它的工作原理是通过重压来压实或密实地面或其他材料，使其更坚硬、更平整。

在使用压路机时，需要注意以下原则：
1. 压路机的碾压速度应该适中，过快或过慢都会影响压实效果。

一般来说，压路机的行驶速度应该在2-6公里/小时之间。

2. 在碾压沥青时，需要注意温度。

沥青的温度太低会导致难以均匀压实，温度太高则容易烧坏沥青。

一般来说，沥青的温度应该在120-160℃之间。

3. 压路机的轮胎或履带应该保持清洁，以确保良好的附着力。

4. 在碾压较软的土壤时，需要使用较低的碾压力，以避免压坏土壤，形成车辙。

5. 压路机的碾压应该均匀分布，避免出现重复碾压或遗漏碾压的情况，以保证压实效果均匀。

6. 当遇到凹凸不平的地面时，需要采用交叉碾压的方式，以达到更好的压实效果。

总之，正确使用压路机并遵循以上原则可以有效提高工作效率和压实效果。

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