1、概論

　　沖擊壓路機是一種新式路基壓實機械，1997年5月首次在北京八達嶺高速公路補強中應用，同時，國內(nèi)的科研及工程機械單位也開始研制生產(chǎn)，并將產(chǎn)品投放市場，對路基壓實質(zhì)量的提高產(chǎn)生了很強的推動作用。2005年10月，二十局集團工程機械廠生產(chǎn)的沖擊式壓路機成套壓實設備，首次應用于重慶遂渝無碴高速鐵路試驗段路基施工，取得明顯效果。為了有效提高路基壓實度，太原鐵路局在新建太原至興縣鐵路（太原至靜游段）采用沖擊壓實機械進行路基補強，通過路基試驗段施工取得試驗參數(shù)，分析沖擊壓路機在路基補強中的作用。

　　2、工程簡介

　　太興鐵路TXXS-2標段多為黃土路基，濕陷等級Ⅰ～Ⅱ級，濕陷性質(zhì)分自重與非自重兩種。根據(jù)設計要求，非自重濕陷性黃土路基基底處理措施為：挖方地段：基底沖擊碾壓20遍；填方地段：基底沖擊碾壓40遍。自重濕陷性黃土路基基底處理措施為：挖方地段：基底沖擊碾壓40遍，填方地段：基底采用重錘夯實。以黃土作為填料的路堤，每填筑1.0m追加沖擊碾壓20遍。本標段沖擊碾壓面積286639平方米。結(jié)合本標段實際情況，在大面積進行沖擊碾壓作業(yè)前，在婁煩車站站場填方進行試驗段施工，沖擊碾壓選擇DK78+293～DK78+430段的沖溝內(nèi)進行。該段為Ⅱ級自重濕陷性黃土，填方地段基底采用重錘夯實。使用挖方土作為填料，按照設計要求黃土路基每填筑1.0m追加沖擊碾壓20遍。沖擊碾壓試驗在黃土路基填筑完成1.0m后進行。

　　3、機械構(gòu)成及壓實作用原理？

　　本標段采用的中鐵第二十工程局工程機械廠生產(chǎn)的的YCT25（三邊弧形）沖擊式壓路機，牽引機械選用QCY360型沖擊壓路機牽引機。其沖擊輪寬度為2×900mm，質(zhì)量為16T，最大沖擊力能達到25千焦，處理深度最大為5m，動力為400馬力。它是集傳統(tǒng)的靜碾壓實、振動壓實和打夯機壓實三種功能于一身的新型壓實設備。

　　3.1沖擊壓路機的主要機械構(gòu)造組成

　　沖擊式壓路機主要由“拖架、搖臂、三葉凸形輪”三部分組成，在這三部份之間的相互聯(lián)結(jié)中間設置了多級緩沖結(jié)構(gòu)，牽引軸處采用緩沖彈簧，搖臂限位處采用緩沖橡膠塊，另一端采用緩沖油缸和貯能器，沖擊輪與拖架之間采用橡膠套連結(jié)，搖臂軸處設舉升后，沖擊輪由拖架上的四個橡膠輪支撐，作為短途轉(zhuǎn)場及跨越橋涵構(gòu)筑物之用。

　　現(xiàn)國內(nèi)所使用的沖擊壓路機多以“三葉形”為主，由輪式或履帶式的大馬力牽引車拖動，行駛速度9～15km/h.由于沖擊的能量及運行的動力均來自于牽引機械的動力輸出，故牽引功率較大，在240～480馬力范圍內(nèi)。

　　3.2沖擊壓實原理？

　　壓路機在工作中，當牽引車拖動三邊弧形輪子向前滾動時，壓實輪重心離地面的高度上下交替變化，產(chǎn)生的勢能和動能集中向前、向下碾壓，形成巨大的沖擊波，通過三邊弧形輪連續(xù)均勻的沖擊地面，使土體均勻致密。在此過程中，三邊壓實輪每旋轉(zhuǎn)一周，其重心抬高和降低三次，對地面產(chǎn)生夯實沖擊和振動作用三次。具體沖擊作用過程可分為兩個階段：

　　第一階段

　　在牽引的作用下，壓實輪依靠與地面的摩擦力沿外廓曲線向前滾動，重心處于曲線最低點時，再向前滾動，重心開始上移，牽引力帶來的動能轉(zhuǎn)化成壓實輪的勢能和動能，并且緩沖機構(gòu)開始作用，使蓄能器的緩沖液壓缸收縮，蓄能器蓄能，具體表現(xiàn)為壓實輪的運動滯于機身運動。

　　第二階段

　　當壓實輪重心處于曲線最高點向前滾動時，壓實輪的勢能開始轉(zhuǎn)化為動能，蓄能器緩沖液壓缸伸張，蓄能器中的壓力能釋放，轉(zhuǎn)化為壓實輪的動能。具體表現(xiàn)為壓實輪的運動快于機身運動，補償前一階段滯后的位移，而且由于壓實輪的特殊結(jié)構(gòu)，其重心除了具有向前的線速度外，還有一個向下的線速度，直至壓實輪另一條曲線的最低點接觸地面，向下的線速度達到最大，動能達到最大。當壓實輪的另一條曲線與地面接觸時，開始對地面產(chǎn)生沖擊夯實作用。牽引車的工作速度越大，使在第一階段中蓄能器的緩沖液壓缸收縮越大，蓄能越多。在第二階段中釋放的能量轉(zhuǎn)化為壓實輪的動能越大，對地面產(chǎn)生沖擊夯實的動能也越多，激振的效果也越好。根據(jù)經(jīng)驗和沖擊式壓路機設計行車速度要求，碾壓速度以10～12km/h為宜。

　　對于一般路基的非飽和土，沖壓輪著地時由于動能釋放，在沖壓輪下的局部面積（約0.60m×0.80m）產(chǎn)生瞬時的沖擊動荷載，向下傳遞快速擠密深層土顆粒；同時沖擊能量以震動波的形式在彈性半空間中傳播，使土顆粒相互靠攏，排出孔隙中的氣體與水，土顆粒重新排列而擠密壓實。

　　由此可見，沖擊壓路機的壓實原理可歸類為輕型強夯，這種夯法結(jié)合了壓路機連續(xù)工作的特點，即把強夯用夯錘一點一點上下夯擊方式變連續(xù)滾動式的夯擊，故有方便簡單的特點及較高的工作效率。