沖擊壓路機(jī)的工作原理及其應(yīng)用

沖擊碾壓是巖土工程壓實(shí)技術(shù)的更有前途發(fā)展方向。

沖擊式壓路機(jī)由牽引車帶動(dòng)非圓形輪滾動(dòng)，多邊形滾輪的大小半徑產(chǎn)生位能落差與行駛的動(dòng)能相結(jié)合沿地面對土石材料進(jìn)行靜壓、搓揉、沖擊的連續(xù)沖擊碾壓作業(yè)，形成高振幅、低頻率的沖擊壓實(shí)原理。

目前以25KJ三邊形雙輪沖擊壓路機(jī)使用最多，沖擊輪重量12，行駛速度為12~15km/h，對地面產(chǎn)生集中沖擊力250~500t，相當(dāng)于1543~2483kPa。

山島沖擊壓路機(jī)的工作原理如下：

當(dāng)牽引車拖動(dòng)沖擊輪向前滾動(dòng)時(shí)，沖擊輪重心離地高度高低交替變更，并在能量機(jī)構(gòu)的作用下，產(chǎn)生集中的沖擊能量向前、向下碾壓，宏大的沖擊波通過弧形輪次序持續(xù)地沖擊地面，使路面受到強(qiáng)大的沖擊力達(dá)到破碎或壓實(shí)目標(biāo)。在工作過程中，沖擊輪每旋轉(zhuǎn)一周，重心抬高和下降次數(shù)和沖擊輪的形狀有關(guān)，對地面也產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)次數(shù)也和沖擊輪有關(guān)。

沖擊壓路機(jī)的具體沖擊作用進(jìn)程可分為2個(gè)階段：

第一階段——儲(chǔ)能過程。

沖擊輪從重心更低狀態(tài)向重心最高狀態(tài)過渡。在牽引力作用下，沖擊輪依附與地面的摩擦力沿外廓曲線向前滾動(dòng)，重心開始上移，牽引動(dòng)力轉(zhuǎn)化成沖擊輪的勢能和動(dòng)能，在這一進(jìn)程中緩沖機(jī)構(gòu)開始作用，使蓄能器的緩沖液壓缸壓縮，蓄能器蓄能，具體表現(xiàn)為壓實(shí)輪的運(yùn)動(dòng)滯后于機(jī)身運(yùn)動(dòng)；

第二階段——能量釋放進(jìn)程。

沖擊輪從重心最高狀況向重心更低狀況過渡。當(dāng)沖擊輪的重心處于最高點(diǎn)向前轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，沖擊輪的勢能開始轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，蓄能器緩沖液壓缸伸張，蓄能器中的壓力能釋放，一起轉(zhuǎn)化為沖擊輪的動(dòng)能。

具體表現(xiàn)為壓實(shí)輪的運(yùn)動(dòng)快于機(jī)身的運(yùn)動(dòng)，這樣來補(bǔ)償前一階段滯后的位移，而且由于沖擊論的特殊結(jié)構(gòu)中心除了有向前的線速度外，還有一個(gè)向下的線速度，直至沖擊論的另一條曲線的低點(diǎn)接觸地面時(shí)，向下的線速度達(dá)到更大，動(dòng)能達(dá)到更大，當(dāng)沖擊輪另一條曲線與地面接觸時(shí)開始對地面產(chǎn)生沖擊夯實(shí)作用。沖擊壓路機(jī)行駛兩次為一遍。每次沖擊力按沖碾輪觸地面積邊緣與地表以一定的夾角向土體內(nèi)分布。

施工過程中，每遍第二次的單輪由第一次兩輪內(nèi)邊距中央通過，當(dāng)?shù)诙榈牡谝淮螞_碾后，即將第一遍的間隙全部碾壓。第三遍再回復(fù)到第一遍的位置沖碾，依次進(jìn)行至最終遍數(shù)。

沖擊壓路機(jī)一般行駛按順時(shí)針與逆時(shí)針方向每五遍進(jìn)行交換作業(yè)。各種土石路基沖碾20~40遍可以使路基形成厚1.0~1.5m的均勻加固層。

沖擊壓路機(jī)的技術(shù)特性決定較現(xiàn)行常規(guī)振動(dòng)壓路機(jī)不同

的壓實(shí)工藝，不采用現(xiàn)有壓路機(jī)壓半輪或部分重疊碾壓的施工方法，而是以沖擊力向土體深層擴(kuò)散分布的性狀，提出新的沖擊碾壓方法與施工工藝。

沖擊式壓路機(jī)更顯著的特點(diǎn)是壓實(shí)輪形狀為非圓柱形，即三邊、四邊、五邊和六邊形，這種壓實(shí)輪有一系列交替排列的凸點(diǎn)和平整的沖擊面。

沖擊壓實(shí)同時(shí)具有靜力、搓揉、振夯、沖擊的作用和靜壓振動(dòng)壓（低幅高頻）沖擊壓（高幅低頻）的沖擊壓實(shí)原理。使用中采用拖車牽引，使非圓柱多邊形的壓實(shí)雙輪滾動(dòng)前進(jìn)，壓實(shí)輪凸點(diǎn)與沖擊平面產(chǎn)生交替抬升與落下，使壓實(shí)輪產(chǎn)生勢能和動(dòng)能，對地面產(chǎn)生集中的沖擊能量，連續(xù)快速地對填料或地面產(chǎn)生夯擊作用，對填料或地面進(jìn)行碾壓與壓實(shí)并具有地震波的傳播特性。

沖擊式壓路機(jī)利用低頻大振幅沖擊力作用于填料體，并快速、連續(xù)周期性地作用，產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波向地基下深層傳播，對地下軟弱土層，尤其是對非粘性飽和土可大大加速孔隙水的消散，提高土的固結(jié)速度。