路面鋪層質(zhì)量的控制

馬志波

摘要：現(xiàn)代高等級(jí)公路的路面施工都采用工廠式拌和，攤鋪機(jī)攤鋪的施工工藝。而攤鋪機(jī)以其攤鋪均勻、密實(shí)度高和可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)找平、連續(xù)作業(yè)等優(yōu)良性能進(jìn)入了成套施工設(shè)備的行列。因此，在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中如何科學(xué)、合理地使用、調(diào)正攤鋪機(jī)，是獲得最佳攤鋪平整度、保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：路面鋪層質(zhì)量控制

0引言

現(xiàn)代大型攤鋪機(jī)是集機(jī)、電、液于一體的高科技產(chǎn)品，主要由動(dòng)力供給系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、混合料供應(yīng)系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)及熨平裝置等幾大系統(tǒng)組成，而混合料供應(yīng)系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)、熨平裝置的正常與否直接影響著攤鋪路面平整度的好壞。因此，在正常攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中，這幾個(gè)系統(tǒng)的正確調(diào)正對(duì)平整度的影響起著關(guān)鍵的作用。

在進(jìn)行高質(zhì)量的攤鋪工作中，控制自由浮動(dòng)熨平裝置相對(duì)于正在進(jìn)行攤鋪縱向鋪裝面的垂直位移是影響質(zhì)量的一個(gè)主要因素。攤鋪速度、材料的高程、混合料的穩(wěn)定性、預(yù)壓度和熨平裝置的工作仰角等因素，都影響著熨平裝置的垂直位移。在攤鋪過(guò)程中，如果這些因素中的任何一個(gè)發(fā)生變化，都會(huì)使鋪層厚度、密實(shí)度或鋪層結(jié)構(gòu)改變。由圖1可以確定熨平裝置工作仰角、材料料位的高程和攤鋪速度是影響自由浮動(dòng)熨平裝置垂直位移的三個(gè)主要因素。對(duì)于任何一種能夠鋪設(shè)高質(zhì)量路面鋪層的攤鋪機(jī)來(lái)講，了解它們之間的相互影響和控制這三個(gè)可變因素對(duì)提高鋪層質(zhì)量都是絕對(duì)重要的。

1熨平裝置工作仰角

熨平裝置的熨平底板和正在進(jìn)行攤鋪的縱鋪裝面之間的夾角稱為熨平裝置的工作仰角。這個(gè)角度是確定在給定的距離內(nèi)從熨平裝置下通過(guò)材料數(shù)量的一個(gè)主要因素，并且也是控制鋪層厚度的基本要素。在平坦的水平路面上攤鋪時(shí)，由于所有可變因素都保持不變，因此將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)幾何形狀穩(wěn)定的路面鋪層。在以這種方式攤鋪時(shí)，如果熨平裝置或牽引點(diǎn)產(chǎn)生垂直位移，那么工作仰角就會(huì)出現(xiàn)變化。熨平裝置在這種可變因素的影響下，將會(huì)朝著恢復(fù)初始工作仰角的方向運(yùn)動(dòng)，熨平裝置的這種。恢復(fù)性運(yùn)動(dòng)被稱為自動(dòng)找平。當(dāng)工作仰角增大時(shí)，會(huì)有更多的材料在熨襯板下通過(guò)，從而使熨平裝置抬高直到它再次作平面運(yùn)動(dòng)并基本與縱向鋪層面保持平行。熨平裝置在這個(gè)平面上將連續(xù)保持運(yùn)動(dòng)，保持鋪層厚度，直到所有的可變因素都保持穩(wěn)定狀態(tài)。

熨平裝置工作仰角的控制主要由人工控制和自動(dòng)控制兩種。工作仰角的人工控制是根據(jù)施工要求人為地改變熨平裝置或拖掛點(diǎn)垂直位移，從而使工作仰角產(chǎn)生變化。首先，我們來(lái)看兩張根據(jù)熨平裝置或拖掛點(diǎn)的垂直位移制出的曲線圖，這兩張曲線圖的準(zhǔn)確度根據(jù)工作仰角變化產(chǎn)生垂直位移的數(shù)值和從熨平裝置拖掛點(diǎn)到鉸接點(diǎn)的距離(拖掛長(zhǎng)度)兩個(gè)因素確定。假設(shè)拖掛長(zhǎng)度為3米，垂直位移是25mm，同時(shí)熨平裝置向下移動(dòng)，以恢復(fù)初始工作仰。

當(dāng)攤鋪工作中使用自動(dòng)控制裝置(即自動(dòng)找平系統(tǒng))時(shí)，有效的拖掛長(zhǎng)度將會(huì)減少，其長(zhǎng)度大約是熨平裝置鉸接點(diǎn)和傳感器之間的距離。使用這種自動(dòng)控制系統(tǒng)將大大減輕操作人員工作強(qiáng)度，并且能夠獲得高質(zhì)量的鋪層。在理想的環(huán)境中試驗(yàn)，該裝置能夠電動(dòng)地反應(yīng)出極小的比例誤差。而在實(shí)際攤鋪中，傳感器必須要在真正的信號(hào)和許多外部輸入的振動(dòng)和加速度信號(hào)之間進(jìn)行辨別。振動(dòng)太嚴(yán)重令傳感器的有效靈敏度降低，并且會(huì)由于傳輸高度不足或高度超調(diào)的信號(hào)而改變其修正值。所以在安裝傳感器時(shí)，應(yīng)保持最低振動(dòng)頻率，通常做法是利用粘性阻片去緩沖高振動(dòng)元件的振動(dòng)。傳感器安裝位置可采取與螺旋軸中心線形成一直線的方法來(lái)設(shè)置，絕對(duì)不允許傳感器位于這一中心線后方，否則將會(huì)使鋪層出現(xiàn)明顯的波浪。另外，自動(dòng)找平控制裝置的靈敏度要適中，過(guò)度的靈敏度會(huì)導(dǎo)致拖掛點(diǎn)找平油缸連續(xù)升高或降低。這種情況會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的工作仰角產(chǎn)生頻繁變化，使之在攤鋪行駛的路面上再次產(chǎn)生“微波”，從而影響路面鋪層質(zhì)量。

2材料的高程

材料高程是指直接在前面沿著熨平裝置整個(gè)橫側(cè)面攤鋪的容量或質(zhì)量。材料高程的容量和穩(wěn)定性是確保材料在熨平裝置下流動(dòng)的主要因素，也是控制鋪層密實(shí)度、結(jié)構(gòu)和輪廓的基本要求。熨平裝置前面的材料容量可確定壓力值或確定向前行駛中施加給熨平裝置的阻力。材料的穩(wěn)定性或成分可確定材料的可塑性或確定材料在熨平裝置下流動(dòng)和轉(zhuǎn)換成高質(zhì)量鋪層的難易程度。

熨平裝置前面最佳的材料容量是從中央沿著熨平裝置的整個(gè)橫向長(zhǎng)度向兩側(cè)水平均勻地輸送，幾乎覆蓋2／3螺旋攤鋪器。如果材料高程太高，就增加了攤鋪前進(jìn)的阻力，熨平裝置將向上抬起，極力要克服增加的阻力。出現(xiàn)這種情況，會(huì)使鋪設(shè)的路面產(chǎn)生微波和長(zhǎng)波浪，并會(huì)由于增加了鋪層厚度而使密實(shí)度降低。如果材料高程過(guò)低，就會(huì)由于供料不足降低壓力，減少攤鋪機(jī)前進(jìn)的運(yùn)行阻力。這時(shí)，熨平裝置將會(huì)逐漸向下，在這種情況下，將會(huì)使鋪層厚度減小，同時(shí)在鋪層中還會(huì)產(chǎn)生空隙。綜上所述，材料高程波動(dòng)產(chǎn)生的欠缺再加上鋪層結(jié)構(gòu)的交替變化，改變了材料在熨平裝置下的流動(dòng)，從而導(dǎo)致鋪層密實(shí)度和結(jié)構(gòu)的變化，從而影響路面鋪層的平整度。

材料高程的控制目標(biāo)是保證材料不間斷流動(dòng)，要盡可能接近和和達(dá)到供料系統(tǒng)的連續(xù)操作，保持熨平裝置整個(gè)橫向長(zhǎng)度的材料容量穩(wěn)定，料位均勻。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，現(xiàn)代攤鋪機(jī)大多選擇安裝了超聲波傳感自動(dòng)供料裝置。這種裝置的功能近似于聲納深度探測(cè)系統(tǒng)，是一種比例傳感器。這種不接觸材料的傳感器元件可確定和控制熨平裝置前面的外端材料攤鋪量。來(lái)自傳感器的信號(hào)傳遞到螺旋攤鋪器的驅(qū)動(dòng)處，用來(lái)按比例控制自動(dòng)供料系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)和布料器的輸料速度。從而實(shí)現(xiàn)了材料均勻連續(xù)流動(dòng)，保證材料料位的穩(wěn)定性。

3攤鋪速度

在進(jìn)行攤鋪工作時(shí)，由輸送到攤鋪機(jī)的材料供應(yīng)速率確定攤鋪速度。攤鋪機(jī)的攤鋪速度取決于供料情況，絕不允許由于攤鋪速度過(guò)慢，而使過(guò)多的自卸車等待卸料。在攤鋪機(jī)停止和開(kāi)始攤鋪操作時(shí)要轉(zhuǎn)換迅速，以保持穩(wěn)定的攤鋪速度。對(duì)于有些混合料，慢慢停止和慢慢地轉(zhuǎn)回到攤鋪速度，將會(huì)在鋪層上產(chǎn)生不平整的區(qū)域。改變攤鋪速度會(huì)直接地影響材料料位高程，其次會(huì)導(dǎo)致仰角產(chǎn)生變化。提高攤鋪速度將會(huì)減少鋪層厚度，降低攤鋪速度將會(huì)增加鋪層厚度。因此，在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)過(guò)程中，除了攤鋪機(jī)應(yīng)選擇適中的攤鋪速度勻速連續(xù)地?cái)備佂?，還應(yīng)消除自卸車猛烈撞擊攤鋪機(jī)和急劇剎車等不當(dāng)操作。自卸車卸料時(shí)猛烈撞擊攤鋪機(jī)會(huì)使已鋪裝層面產(chǎn)生痕跡和隆起，而自卸車急劇剎車將會(huì)降低攤鋪速度，使鋪層厚度增加，并且還會(huì)使攤鋪機(jī)的驅(qū)動(dòng)履帶打滑，而導(dǎo)致破壞鋪層的極端惡劣情況。

除了以上所述的三個(gè)主要影響因素外，對(duì)帶有預(yù)夯實(shí)裝置的攤鋪機(jī)來(lái)說(shuō)，保證夯錘級(jí)別的穩(wěn)定，也是提高鋪層質(zhì)量的關(guān)鍵。否則，會(huì)出現(xiàn)鋪層密實(shí)度的不一致，從而影響路面鋪層平整度。另外，當(dāng)攤鋪寬度大于6米時(shí)，應(yīng)采用雙縱坡控制方法，即熨平裝置左、右兩側(cè)的工作仰角都使用縱坡傳感器控制，這樣可以克服熨平裝置的基礎(chǔ)體與延伸體因剛性誤差形成的撓度，以提高攤鋪精度。當(dāng)攤鋪寬度小于6米時(shí)，由于延伸體和基礎(chǔ)熨平板長(zhǎng)度較小，剛性誤差小，可在熨平裝置一側(cè)安裝縱坡傳感器，另一側(cè)安裝橫坡傳感器，這樣既減輕測(cè)量人員的工作量，還能保證攤鋪精度。

綜上所述，只要我們?cè)趯?shí)際攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中，對(duì)各個(gè)細(xì)微部分都抱著科學(xué)、仔細(xì)的態(tài)度去合理使用攤鋪機(jī)，就不難攤鋪出高質(zhì)量的路面鋪層。