4 冲击压路机的压实功效及经济性能
冲击压路机由于较大地增加了压实功,25KJ三叶形冲击压路机的压实功是振动压路机的10倍,所以压实影响深度及有效压实度都有成倍增加。压实影响深度是5m,有效压实厚度1.0~1.5m,可广泛应用于土石路基的填筑及补强,尤适合于补强(详见下表4-1)。
表4-1冲击压路机与强夯、普通压路机的路基适用性、经济指标的对比
项目 |
冲击压路机(YCT25) |
强夯 |
普通压路机 |
压实原理 |
冲击轮滚动产生的动势能转换成冲击路基的动能,压实路基、冲压能量为25KJ。压实原理与强夯相同。有效压实深度1~1.50m。 |
用具有较大势能的重锤(1000~8000KJ)下落转变成动能,对地基产生动荷载及震动波,挤密压实土体。有效加固深度4~15m。 |
静力压路机为轮下的静压力对路基产生压应力压实土体,有效压实厚度为0.2~0.25m。振动压路机为振动压力波向深层传递,压实路基,有效压实深度0.3 |
压实工效 |
工作速度12~20km/h。每小时可压实面积为:20000㎡/h。按有效压实厚度1.00~1.50m,压实20遍计,压实工效为:1000~1500m3/h。 |
每小时的夯实面积为:15~25㎡/h。按轻型强夯加固深度 |
工作速度3~6km/h。按压实厚度 |
对路基的适用性 |
适用于路基补强及土方填筑(需普通压路机预压),压实厚度对路基比较合理,施工速度快。最大压实度可超过95%,可形成一层密实硬壳。 |
仅能适合于路基的原始基础处理及有比较宽工作面的路基处理,施工速度很慢,加固厚度在多数情况有浪费,压实度可超过95%。 |
适合于各种情况下的路基填筑压实,但须严格按平行作业法分层碾压。最大压实度可达95%。 |
经济指标 |
施工单价9元/㎡。每套机械单价约20~40万元。起吊夯锤的起重量设备利用率较低。 |
通过表4-1的对比分析可看出:冲击压路机是一种比较适合于路基的高效压实机械,综合技术经济指标在土石路基上优于普通压路机。
5 在太兴铁路路基补强工程中的应用情况
为了有效提高路基压实度,确保太兴铁路的路基质量,结合施工现场实际,选择在娄烦站路基填方施做试验段,对冲击压实的规律进行了一系列的试验研究。
5.1试验段的选择及机械选型
1、根据补强施工路段的实际情况、试验任务要求并结合现场施工进展情况,将试验段选择在无埋设涵洞等构造物的地段。试验段两端留有足够的转弯减速与加速长度。试验段长度137m,全幅宽度172m。
2、 碾压参数和检测次数
冲击压实施工机械采用铁道部第二十工程局机械厂制造的YCT25型冲击压路机,自重16t。两个冲碾轮为三瓣式凹凸轮,冲击能量25KJ。牵引机械选用QCY360型冲击压路机牵引机,碾压机械行驶速度为10~12km/h。
冲碾机械行驶一圈后,根据实测轮迹分析,每个轮瓣产生的轮迹(夯坑)长a=0.7m左右,宽度b=0.8m,双轮外缘总宽2.70m。辗轮每转动一圈前进6.30m左右,产生3个a×b=70×80cm矩形轮迹(夯坑),碾压第一遍时,前后轮迹中心点纵向排距S1=3,a=2.10m,平行轮迹中心点横向行距S2=2.375,b=1.90m。第二圈右轮迹插入第一圈双轮迹之间时,则形成横向排距S1=0.95,a=0.76m,纵行距S2=1.25,b=0.875m的梅花状轮迹。在冲击碾压前原始状态下先检测一次,每冲击碾压一遍进行一次检测与观测,试验段共碾压20遍。采用多种综合手段进行试验检测,每遍检测内容为:压沉量观测、核子密度仪检测、灌砂试验。
5.2试验段检测结果述评
试验段为高填方路堤,该地段位于横向大冲沟内,冲沟底口宽92m,上口宽137m,路堤坡脚全宽172m。路基填料为挖方利用土,为第四系上更新统砂质黄土,具湿陷性。
1、不同碾压遍数的压实度随深度变化规律
碾压前(0遍)和碾压8、16、20遍时各检测点平均压实度随深度及碾压遍数变化统计结果见表5.2-1。
指标/深度 |
压实度K | |||
0遍 |
8遍 |
16遍 |
20遍 | |
0.2~0.4 |
0.91 |
>1 |
>1 |
>1 |
0.4~0.6 |
0.91 |
0.93 |
0.95 |
0.98 |
0.6~0.8 |
0.92 |
0.92 |
0.93 |
0.97 |
0.8~1.0 |
0.92 |
0.93 |
0.94 |
0.95 |
表5.2-1压实度与碾压遍数统计结果