瀝青路面施工機械優(yōu)化配置探討
2008-12-31 00:00:00胡曉林王志強
現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè) 2008年10期
摘 要：對瀝青混凝土路面施工過程中，施工機械之拌合機械、運輸機械、攤鋪機械、壓實機械的合理配置，根據(jù)優(yōu)化配置原則，從拌和設(shè)備生產(chǎn)能力、運輸車輛、攤鋪機攤鋪能力與攤鋪組合方式、壓實機械的壓實能力、需求數(shù)量等方面進行了闡述。
關(guān)鍵詞：瀝青路面;施工機械 優(yōu)化配置
中圖分類號：TU文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）10-0399-02
1 主要機械設(shè)備優(yōu)化配置
1.1 運輸車輛
在瀝青混凝土路面施工過程中，為保證現(xiàn)場攤鋪機均勻連續(xù)的進行施工作業(yè)，要求瀝青混合料的供給量和攤鋪工作量相匹配，拌和設(shè)備生產(chǎn)能力確定后，可依據(jù)運距遠近確定運輸車輛的數(shù)量，通過實際計算與分析，可以通過如下公式確定：
N=A#8226;h#8226;ρq（1）
式中：N-表示所需運輸車次總數(shù)，（次）；
A-施工現(xiàn)場計劃施工面積，（m2）;
h-施工結(jié)構(gòu)層厚度，（m）；
ρ-結(jié)構(gòu)層壓實密度，（t/ m3）
q-汽車平均載重量，（t）。
n=QbDKqV+n′（2）
式中：n-單位時間內(nèi)運輸車量需求，（量）；
Qb-拌和設(shè)備的單位生產(chǎn)能力，（t/h）；
D-平均運距，（km）；
V-運輸車輛平均運輸速度，（km /h）；
K-時間利用系數(shù)；
n'-攤鋪機前等待卸料車輛，（量）。
在實際計算過程中，時間利用系數(shù)與施工組織具有密切關(guān)系，一般取值在0.75～0.85之間，施工組織越嚴密，管理越規(guī)范，取值越大，反之，越小。攤鋪機前等待卸料車輛n'的取值要考慮瀝青混合料對施工溫度的要求，在攤鋪機前卸料等待車輛不能過多，當外界施工溫度較高（30℃）以上，等待車輛可以取2～4量，當外界施工溫度較低（20℃）左右，等待車輛可以取3～5量即可。
1.2 攤鋪機械
1.2.1 攤鋪機械生產(chǎn)能力及數(shù)量確定
為保證運到攤鋪現(xiàn)場的瀝青混合料能夠及時攤鋪完畢，在選擇瀝青混凝土攤鋪機械時應(yīng)考慮其實際攤鋪能力應(yīng)略大于拌和設(shè)備的實際拌和能力，或者在攤鋪機械選定的前提下，在去確定拌和設(shè)備的實際生產(chǎn)能力。攤鋪機的實際攤鋪能力應(yīng)以實際攤鋪寬度、厚度，在一定的攤鋪速度下能夠攤鋪符合工程質(zhì)量要求的生產(chǎn)能力，可用下式計算：
Qt=60KtBhVtρ （3）
式中：Qt-攤鋪機實際生產(chǎn)能力，（t/h）；
Kt-時間利用系數(shù)；
B-攤鋪機作業(yè)寬度，（m）；
h-混合料壓實厚度，（m）；
Vt-攤鋪機攤鋪速度，（m/min）；
ρ-結(jié)構(gòu)層壓實密度，（t/ m3）
在式（3）中，時間利用系數(shù)同樣與施工組織具有密切關(guān)系，一般取值在0.75～0.95之間，施工組織越嚴密，管理越規(guī)范，施工連續(xù)性越好，取值越大，反之，越小。
攤鋪機需求數(shù)量可以通過下式確定：
n=KQbQt(4)
式中：Qb-拌和設(shè)備的單位生產(chǎn)能力，（t/h）；
K-拌合機與攤鋪機的機械匹配系數(shù)（1.2～1.3）；
Qt-攤鋪機實際生產(chǎn)能力，（t/h）。
1.2.2 攤鋪機械組合方式確定
在瀝青混凝土攤鋪施工過程中，攤鋪機械的組合方式有兩種，一種是一臺攤鋪機在全寬范圍內(nèi)一次性攤鋪成型，這種攤鋪方式要求拌和生產(chǎn)能力較大、運輸能力較大，而且該方式攤鋪施工有效減小了施工縱向接縫，施工平整度、施工質(zhì)量較高，由于采用單一攤鋪機攤鋪作業(yè)，可以有效降低施工成本，提高解經(jīng)濟效益；但該種攤鋪機械一次性投入或租用費用較高，一般適用于大型施工企業(yè)。另外一種攤鋪作業(yè)方式為兩臺或兩臺以上攤鋪機以臺階式聯(lián)合作業(yè)，前后距離約10m左右，該施工方法工藝控制簡單，但施工過程中容易產(chǎn)生縱向接縫、厚度不均勻、橫坡不平等問題。一般適用于中小型施工企業(yè)或低等級公路建設(shè)。在實際選擇攤鋪方式過程中，應(yīng)充分考慮施工進度、施工質(zhì)量、經(jīng)濟效益要求來確定采用何種攤鋪方式。
1.2.3 攤鋪機的作業(yè)速度
攤鋪機的作業(yè)速度對攤鋪機的作業(yè)效率和攤鋪質(zhì)量影響很大，正確選擇攤鋪作業(yè)速度，是加快施工進度、提高攤鋪質(zhì)量的重要手段，選擇的原則是保證攤鋪機作業(yè)的連續(xù)性。混合料的供應(yīng)能力即瀝青混合料拌和設(shè)備的生產(chǎn)能力和運輸車輛的運輸能力，應(yīng)使攤鋪設(shè)備在某種速度下連續(xù)作業(yè)。合理的攤鋪速度可根據(jù)混合料供給能力、攤鋪速度和厚度確定，計算公式如下：
v=100Q60bhr（5）
式中: Q-混合料的實際供給能力，t/ h；
h-為壓實后的攤鋪厚度，m；
b-為攤鋪寬度，m；
r-為瀝青混合料壓實后的密度(t/ m3)
在實際施工過程中，攤鋪速度還因混合料的種類、溫度及鋪筑的層次有所區(qū)別，一般下層的攤鋪較快，約為10 m/ min，上面層的攤鋪速度較慢，為6 m/ min以下。
1.3 壓實機械
1.3.1 壓實機械選型
攤鋪機型號一經(jīng)選定，即攤鋪機實際生產(chǎn)能力確定后，就可以選擇合適的壓路機了。壓實作業(yè)是瀝青路面施工的關(guān)鍵工序之一，對瀝青混合料的強度、穩(wěn)定性、疲勞強度具有至關(guān)重要的影響，壓實作業(yè)的主要內(nèi)容包括壓實設(shè)備的選型與組合、碾壓溫度、速度、編數(shù)、碾壓方式等的確定。
碾壓機械選型時要考慮兩方面的因素：一是要保證攤鋪機與壓路機之間生產(chǎn)能力的相互配套；二是要求保證路面壓實度的同時結(jié)構(gòu)不受破壞。壓路機選型主要通過結(jié)構(gòu)層厚度、寬度及壓實度要求來確定。
在瀝青混凝土路面施工過程中，通常需配置四臺套壓路機：兩臺鋼輪壓路機，兩臺輪胎式壓路機。在高等級瀝青混凝土路面施工中一般采用雙軸雙輪式壓路機，該種壓路機前后各一個鋼輪，壓實效果較好，壓實寬度較大，能在攤鋪層上橫向碾壓，產(chǎn)生更均勻的密實度和良好的路面平整度，常用在高等級公路瀝青混凝土路面的初壓。
輪胎壓路機是利用沖氣輪胎的特性來進行壓實的機械，它除有垂直壓實力外，還有水平壓實力。不但沿行駛方向有壓實力的作用，沿機械的橫向也有壓實作用。這些力的作用下就可以產(chǎn)生很好的壓實效果，故在瀝青混凝土路面施工中，必須選用輪胎式壓路機。輪胎壓路機有輕型、中型和重型三種，其質(zhì)量分別為10t～16t，20t～25t和30t以上。在高等級瀝青路面施工中，根據(jù)瀝青混合料的密實要求以及對路面質(zhì)量要求，一般可選用輕型和中型的輪胎壓路機。振動壓路機壓實效果好，影響深度大，生產(chǎn)效率高，所以在瀝青混合料壓實作業(yè)中亦必不可少。高等級瀝青公路碾壓施工作業(yè)中宜選用串聯(lián)振動壓路機，一般情況下，鋼輪壓路機本身自帶振動可靜壓和振動。因此選用這種壓路機比較合適，機械效率較高。
1.3.2 壓路機的數(shù)量確定
為使混合料達到最大密實度與壓實質(zhì)量，需選擇合理的壓路機組合及碾壓溫度、速度、編數(shù)、碾壓方式。瀝青混合料的壓實宜采用鋼筒靜態(tài)壓路機、輪胎式壓路機和振動壓路機組合的方式。壓路機的數(shù)量依據(jù)其生產(chǎn)能力來確定。
靜態(tài)鋼輪壓路機的生產(chǎn)能力按下式確定:
Q=3600(b-c)LhKY(L/v+t)n(6)
式中: Q-為壓路機生產(chǎn)能力， m3/h；
b-為碾壓帶寬度，m；
c-為碾壓帶重疊寬度，m；
L-為碾壓作業(yè)帶長度，m；
h-為鋪層壓實后厚度，m；
v-為碾壓行駛速度，m/s；
t-為轉(zhuǎn)彎調(diào)頭或換擋時間，s；
n-為碾壓遍數(shù)；
KY-為時間利用率(0.75～0.95)。
輪胎壓路機的生產(chǎn)能力按下式確定:
Q=3600(b-c)LhKY(L/v+t)n(7)
式中: Q-為輪胎壓路機生產(chǎn)能力，m3 /h；
L-為碾壓作業(yè)帶長度，m；
b-為碾壓帶寬度，m；
c-為碾壓帶重疊寬度，m；
h-為鋪層壓實后厚度，m；
KY-為時間利用率(0.75～0.95)；
v-為壓路機運行速度，m/h；
t-為壓路機的換向時間， 1s～2s；
n-為碾壓遍數(shù)。
振動壓路機的生產(chǎn)率按下式確定:
Q=1000WvHCn（8）
式中: Q-為振動壓路機生產(chǎn)能力，m3/h；
W-為振動輪寬度，m；
v-為壓路機運行速度， m/h；
H-為壓實后厚度，m；
n-為碾壓遍數(shù)；
C為機械效率系數(shù)， （壓路機實際生產(chǎn)能力與理論生產(chǎn)能力之比）。
壓路機數(shù)量通過下式確定：
n=QTQ(9)
式中：n-攤鋪機需求數(shù)量；其他符號含義同前。
壓路機數(shù)量確定以后，根據(jù)施工要求，對碾壓作業(yè)的初壓、復(fù)壓、終壓三個階段進行壓路機的配置和組合。
2 結(jié)語
該瀝青路面施工機械優(yōu)化配套技術(shù)在實際瀝青路面施工過程中具有一定的指導(dǎo)意義，對于保證整個施工的連續(xù)性，最大程度的發(fā)揮單機工作效率、整個機械系統(tǒng)的綜合工作效率，加快瀝青路面施工速度，降低施工周期，提高瀝青路面施工質(zhì)量、降低工程造價等方面具有較高的借鑒價值。
參考文獻
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［2］邵明建.瀝青路面機械化施工與質(zhì)量控制［J］.人民交通出版社，2001，（7）.
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