冲击碾压机：深厚填方与地基处理的革新力量

在八达岭高速公路的工地上，一种非圆形的碾压机械以每小时12公里的速度驶过路基，每秒钟冲击地面两次，随后检测显示路基的压实度平均提高了2个百分点，有效压实深度达1.5米——这便是冲击压实技术的神奇效果。

冲击碾压机，作为一种革命性的压实设备，自20世纪50年代由南非公司提出构想，到上世纪90年代在全球推广，再到1997年进入中国市场，彻底改变了传统压实作业的模式。

冲击碾压机

与传统的振动压路机相比，冲击碾压机以其独特的压实原理和卓越的工程效益，在路基处理、旧路面修复等众多领域展现出非凡优势。它通过高振幅、低频率的冲击能量，解决了高填方路基工后沉降、软弱地基加固等长期困扰工程界的难题。

01 核心技术原理

冲击碾压机的核心技术在于其独特的动力传递方式和非圆形碾压轮设计，这与传统压路机的原理有着根本性的区别。

冲击碾压机通过牵引车带动一个非圆形的冲击轮，利用冲击轮自身的重量和前进时的冲击力，对水泥路面、路基进行破碎和压实。

其核心机理是将当前振动压实的高频率、低振幅改为高振幅、低频率，在压实作用中较大地增加了对土石方的压实功能。

冲击碾压机

冲击碾压机以其静能量来标定，能量按公式E=mgh以千焦计算，其中E为能量，m为动力部件的质量，g为重力常数，h为轮子外半径同内半径的差值。

常用的冲击碾压机有25KJ-T3三边形和15KJ-T5五边形两种规格。25KJ三边形冲击碾压机的冲击功能较振动压实机增加10倍，压实影响深度达5m，有效压实厚度由振动压实的0.20-0.30m，增加为1.00-1.50m。

冲击碾压机以9-12km/h的行驶速度碾压作业，即冲击碾每秒钟冲击地面两次，相当于低频大振幅冲击压实土体，并周期性地冲击地面，产生强烈的冲击波向地下深层传播，具有地震的传播特性。

这种冲击波可使土体碾压均匀密实，其压实深度随碾压遍数递增。

02 主要结构与工作特性

冲击碾压机

冲击碾压机由牵引车和压实装置两大部分组成，中间通过十字缓冲连接组件相连。

牵引车分前、后车架，中间用转向铰连接作为液压油缸转向机构的回转中心。前车架放置发动机、液力变速器、前桥及驾驶室等部件。

压实装置主要由压实轮组件、机架、连杆架、行走车轮、连接头和液压缸等组成。

冲击轮是工作部件，为两个由几段曲线组成的非圆柱形滚筒，分布于机架两侧，中间通过轮轴相连，滚筒用厚钢板焊接而成。

由提升油缸、防转器、连杆架、行走轮胎等组成的提升机构和行走机构，主要用于短途转移和更换施工场地。

当提升液压缸伸长时，两个冲击轮离开地面，这时全部重量由4个行走轮胎承担，在牵引车的拖动下实现场地转移。

缓冲机构包括摆杆、限位橡胶块和缓冲液压油缸等部分，是为了防止和减少冲击轮对机架的冲击。

冲击碾压机

通过十字连接装置将压实装置与牵引车相连接，可缓冲冲击轮对牵引车的冲击，并在牵引过程中改善其受力状况。

03 广泛的应用领域

冲击碾压机在多个土木工程领域发挥着重要作用，其应用范围远超传统压实机械。

在公路、铁路、水坝、飞机场等基础设施建设中，冲击碾压机用于地基压实，能够有效减少工后沉降，提高基础的整体稳定性。

对于含水量较大的土石方和特殊土质如岩石、粘土、膨胀土的压实，冲击碾压机展现出独特的优势，它放宽了对含水量的要求，在一些粘性大的土壤中可以放宽到7个百分点。

冲击压实技术广泛应用于旧水泥路面修复，通过破裂稳固混凝土路面，使旧路面形成嵌锁型结构，成为新铺路面的垫层或底基层。

在湿陷性黄土地基或软弱地基处理中，冲击碾压可进行填前处理，使地基满足承载力与稳定的要求。

冲击碾压机还适用于水泥厂废料、灰类、煤等散状物堆放场地的压实，以及露天煤层的阻燃压实。

04 卓越的工程效益

冲击碾压机

冲击碾压机以其惊人的工作效率和显著的经济效益成为现代工程建设中不可或缺的设备。

在生产效率方面，冲击碾压机每小时压实的基础可高达20000平方米，平均工作速度为每小时10~15千米。

每次填方厚度达800-1200毫米，工程效益是其它设备的十倍。

采用冲击式压路机修复旧路面可节约成本50%以上，同时减少环境污染。

由于使用冲击碾压机进行水泥路面断裂、稳固施工可不中断交通，而且造价小、速度快、效果好，在国内得到广泛应用。

在路基施工中，冲击碾压机的行驶速度为12-15km/h，碾压遍数10-40遍不等，每台班生产率为10000平方米，其效率为振动压路机的5倍。

冲击碾压机工程造价每平方米为4-10元不等，是振动压路机的77%左右。

05 实际应用案例

冲击碾压机

在中国多个高速公路项目中，冲击压实技术已经证明了其卓越的工程价值。

八达岭高速公路路基填料为风化花岗岩形成的含块石细粒土砂砾，路基填筑采用VV170 40t振动压路机分层碾压。

要求达到压实度93%的压实标准，下路堤压实度90%，补压冲击碾压20遍后，平均下沉量S=5.4 cm，计算有效压实深度1.5m，压实度平均提高到95%。

福建及湖南不同土质路基冲击碾补压20遍后，在原振动压实路基达到规定的路床压实度标准时，其下沉量为5-7cm，并有相当部分沉降量大于7cm，达8-12cm。

宣大高速公路湿陷性黄土按20cm一层振碾达到压实标准后，再用冲击碾压机冲碾20遍，下沉量为3.9cm；填石路堤经50t振动压实达到标准后，再冲击碾压20遍，下沉4-5cm。

云南临沧碎石路堤采用冲击压实施工，经灌砂法测定干密度，路床顶面下80cm内平均干密度ρd=2.136g /cm3，平均压实度kh=100.5%；80-150cm平均干密度ρd=2.051g/cm3，平均压实度kh=96.5%。

冲击碾压机

在河北某高速公路路基底层湿陷性黄土地基处理中，采用25KJ—T3冲击碾压机在地表面冲碾40遍后，在地表下110cm内土基平均压实度达到kh=91%。

原来黄土的干密度ρd=1.35g/cm3提高到1.70g/cm3，其湿陷系数由0.0438降为0.0022，消除了湿陷性。

冲击压实技术在中国的发展方兴未艾。从1997年进入国内市场至今，国内企业已自主开发出多种型号的冲击碾压机投放市场，逐步得到了施工单位的认可。

随着我国基础设施建设的不断推进，尤其是在西部大开发和“一带一路” 倡议的背景下，冲击碾压机必将在高填方路基、软弱地基处理等领域发挥更加重要的作用。

未来的发展将更加注重智能化、高效化方向迈进，通过技术优化进一步提升其综合性能，为工程建设提供更加可靠的技术保障。