蓝派15t5-15kJ冲击压实机的应用问题探析

论文摘要：本文介绍了蓝派15t5-15kj冲击压实机的工作原理，分析了机器的压实效果和相应的施工工艺，应用该项技术在水泥混凝土路面的修复中，以期有效地推广使用这种新型筑路机械和技术。

关键词：冲击压实机 水泥混凝土 路面

冲击压实机的出现和开发应用，提高了路基整体强度和工程质量，目前国内很多地方都已应用冲击碾压技术。冲击压实机是具有高冲击能量的新型压实机械，对软弱地基如湿陷性黄土地基的冲击碾压的填前处理，可以使得地基满足稳定性和承载力的要求；在砂石路面、旧水泥混凝土路面修复工程中引入冲击压实技术，机器在地面与轮阻力的作用下运动时，轮轴的抬升和降落使得钢轮冲击夯压地面，其高冲击深度大的作用，打裂旧水泥混凝土板，并将板块均匀地固定到旧土基上，使得支承体系稳固，达到工程质量。但是冲击压实机工作产生的强大的冲击能量，会影响或者破坏到到路面周围构造物，目前还没有定论。蓝派15t5-15kJ冲压式实机是一种新概念的以冲击压实工作原理研制的机械设备。

一、南非蓝派15t5-15kJ的工作原理

目前国内常用的冲击压实设备是南非蓝派15t5-15kJ五边形压实机，各轮重6 t，轮宽90，轮隙118，整机23t，标定势能15 kJ，功率250 kw，机器冲压破碎时，冲压时速每小时9 km～12 km，发出的冲击力为300 t。冲击压实机的压实效能来自于两个方面，一方面是和一般压路机原理相同，是靠冲压轮的自重；另一方面是冲压轮滚动时所产生的冲击动能。此冲压筑路机械，主要用于大型基础设施建设中，比如公路、机场、水利土石坝的岩土压实作业中等。

该设备用于冲压混凝土面板实业作业时，突出特点是速度快，行驶速度作业为9 km/h～12km /h，以1.5 次/s～2.2 次/s的低频率冲击破碎混凝土板面时候，其连续周期性的高振幅撞击力产生巨大的冲击动能，冲击路面产生的影响深，冲击波可向板下基层和土基传播，深度的增加随冲压遍数递增。其压实稳固，质量高，不但使得混凝土块保持原有强度，而且使得其形成块状料紧密嵌压于原路面基层中，形成一层嵌锁稳固且强度高嵌锁型基层结构的路面底基层。这样将减小面层水平和垂直应力，减少路面板反射裂缝，用于冲击破碎压实混凝土路面的修复是突破性的创新。

二、冲击压实技术在修复混凝土路面中的应用

在《水泥混凝土路面修补技术》中，关于混凝土板的破碎说明为：“水泥混凝土路面的破碎结果应为边长46～60大小的块，偶尔有一些75左右的块也可。同时，大于60的块不超过70%”。破碎状况，是指面板是否被破碎并稳固，上述量化值在实际施工过程可参照，主要是看破碎后能否稳固。蓝派公司有多年来的实践应用经验，结合国内几条路的应用试验证明冲击压实的质量控制指标可以采用板块破碎、路面沉降量、冲击遍数和状况。蓝派冲击压实机巨大的冲击能量，可以破碎稳固混凝土面板，使得碎板块紧密嵌锁，通过压实，使得原路面基层形成稳固厚实的底基层，缓解了反射裂缝，南非蓝派15t5-15kJ五边形冲击压实机能实现破碎稳固的效果。

一般实际工程中，冲击后的裂缝会随着冲击次数增加，而且纵向增大，横向裂缝明显。一般冲击5次以上，碎板块尺寸一般在30 ～40 之间，面板的裂纹将以条纹状分布整个路面，并且部分板块完全破碎，最大碎板块60 左右。当冲击至15次或20次，碎块尺寸更为减小，一般在20 ～30 左右，网状裂缝更为明显，且碎块处于嵌锁稳固状态，人或简单机具难以将碎块撬起。应当根据公路的性质和交通量、使用量，结合当地的自然条件等，冲击压实，然后再破碎稳固的旧路面上，按规范设计加铺新路面。冲压施工中应注意：桥涵构造物的避让。进行冲击破碎施工前，检测人员做好准备工作，要注意施工路段上的涵洞、通道、桥台的位置，首先要准确调查所有桥涵构造物，标明压实范围和控制点，标出安全距离线。避让方法：冲压边界距管涵中线或板涵边线不少于2 m，冲压边界距通道边和桥头不少于5 m；板涵下方土层厚度不小于3 m，管涵上方土层厚度不小于2 m；视不同结构确定安全距离，避免造成损失。压实机的转弯半径为8 m，施工行驶时速度一般为9 km/h～ 12km/h。冲压至安全线时，将冲压轮升起，并且低速空驶过安全范围内，再进行施工。根据混凝土块的破碎状况和沉降量来确定施工次数，行车道和超车道冲压为最少为20次，根据实际情况增加。冲击顺序应从路肩―行车道―超车道顺次进行，从路面的边板开始。同时要及时路面破碎后进行防水处理，最好及时采取下封等措施：冲压破碎施工后，路面会产生大量的裂缝，对于抵抗雨水渗透侵蚀的能力会下降，间接使得板下基层和土基含水量增大，因为不易散发，影响冲压效果。最后，为使得路面达到设计规范的相应要求，冲压结束后检测旧路面的回弹弯沉和原基层的压实度，以及沉降量的变化。

三、成本效益分析

传统的小型机械或人工破碎混凝土板方法的劳动强度大、成本高、工期长、功效低，并且有影响交通和污染环境等缺点。采用冲击压实技术，可以高效地破碎混凝土面板，利用压实的基层和破碎稳固后的混凝土面板作为一层嵌锁紧密厚实、稳固的底基层，从而减少了反身裂缝，又能压实牢固基层和路基，这是任何其他技术做不到的。采用冲击压实这种新技术后，大大加快了施工速度，提高了工作效率，而且由于旧的混凝土路面板和基层全部被利用，从而大大降低了工程成本，产生具有强度高、 刚度大的路面基层。

蓝派冲击压实机施工速度明显快于人工和小型破碎机作业，由于其自行速度每小时9 km～12 km，冲压宽度2 m。若按施工作业时平均速度10 km/h，冲压20次计，冲压1 km12 m宽的混凝土路面，仅需12 h。由于冲压施工速度快，时间短，并且冲压后的路面十分平整，完工后即可开放交通，对交通的影响大为减少。比较其它破碎施工方法，其优点是显而易见的。蓝派冲击压实机施工费用低，若公路养护按一次0.5 元/计，冲击压实20次，1 仅需10 元。破碎混凝土板的一道工序，人工破碎定额为 21.12 元/，破碎机定额为13.18 元/，如包括破碎半的压实和利用作为底基层结构，蓝派冲击压实机效价比更高。

根据蓝派冲击压实技术修复混凝土路面的工程在国内的施工情况，该项技术大大提高路面的修复改造质量，对混凝土路面的破碎、压实和稳固，比一般常用破碎和碾压设备优势明显，不仅缩短了施工时间，而且有效地降低工程成本，在提高工程的经济效益的同时具有强大的社会效益，扩大了其使用价值和广阔的应用范围。

综上，采用冲击压实技术修复混凝土路面，首先是避免了浪费，而且避免废弃混凝土块对环境的永久性污染，其次由于破碎效率高，缩短了施工周期，减少了施工中交通的影响，提高了社会运输车辆的营运效益。所以运用蓝派15t5-15kJ冲击压实机不仅具有显著的经济效益，而且社会效益也十分明显。