瀝青混凝土路面機械化施工中機群管理策略探討

趙素剛

(中國水利水電第十三工程局有限公司，天津300384)

0 引 言

隨著技術的不斷進步，高等級公路瀝青混凝土路面鋪筑已基本實現了機械化作業(yè)，而由瀝青攪拌站、運料車、攤鋪機、壓路機等機械設備組成的機群施工系統(tǒng)則在機械化作業(yè)的過程中發(fā)揮著重要作用。

機群施工系統(tǒng)的機械化程度高，其使用性能在相當程度上取決于內部配置的合理性，由于系統(tǒng)內各類設備間存在著相互配合、相互制約的關系，因此若僅依靠以往經驗或定性認識進行機械搭配，就很容易引起生產效率下降、施工成本上升的問題。

所以在實際工程中，管理人員應以機群的綜合性能為依據，結合項目建設的實際情況對機群進行合理配置、科學管理，以便為爭創(chuàng)優(yōu)質工程、經濟效益最大化工作目標的實現提供有效保障。

1 機群施工系統(tǒng)管理工作的重要性分析

對于機群施工系統(tǒng)的管理，就是以提高系統(tǒng)的經濟效益為目標、以系統(tǒng)內各類機械設備為對象，通過一系列科學有效的方法和措施對設備的物質和價值運動過程進行管理，簡單的講，就是對機群施工系統(tǒng)從設備選型開始到報廢更新為止的全過程進行科學管理。

近年來，公路工程領域的市場競爭正隨著我國公路事業(yè)的快速發(fā)展而變得日趨激烈，在這樣的時代背景下，公路工程企業(yè)想要實現自身的可持續(xù)發(fā)展，就必須在施工管理中引進系統(tǒng)工程的理念和方法，使設備效率和經濟效益始終處于理想狀態(tài)，從而更好的實現資源優(yōu)化配置的目標，以此為項目建設社會、經濟效益以及企業(yè)自身經營目標的實現提供保障［1－3］。

2 施工機械的合理選型

施工機械的合理選型對于保證瀝青混凝土路面的鋪筑質量具有重要意義，原因在于:若存在機械不配套問題，攤鋪機就無法處于連續(xù)、勻速、無間斷作業(yè)的良好狀態(tài)，施工質量也會因此下降。

為避免發(fā)生這一問題，管理人員在配套選型的過程中必須緊密圍繞“保障攤鋪機連續(xù)作業(yè)”的目標，具體來說，就是結合工程的實際情況，以攤鋪機前進2 ～4 m/min作為基本參數對各類機械的需求量進行計算。

下面，我們就結合某次工程的設計情況，對施工機械的合理選型進行分析和討論［4－5］。

2.1 瀝青混合料拌和站

該設備的主要工作任務是提供溫度適宜、拌和均勻、符合設計及相關規(guī)范要求的瀝青混合料，在實際工程中，以生產率QB作為瀝青混合料攪拌設備選型的依據，其計算公式為:

式中:L、B、H 分別代表鋪筑長度、攤鋪寬度、鋪筑厚度，m;D 為壓實密度，t/m3;T 為施工工期，d;K 為開工日系數，取值范圍一般為0.8 ～1.0;t 為每日實際運轉時間，h。

在 此 次 工 程 中，L、B、H 分 別 為26 000 m、21.75 m、0.09 m;D=2.4 t/m3;T=60 d;K=1;t=10 h。將以上數值代入公式，可得 QB為203.58 t/h。根據計算結果，最終確定采用理論生產率為240 t/h的LB3000 型瀝青拌和機。

2.2 自卸汽車

該設備的主要工作任務是輸送瀝青混合料，從使用性能和經濟效益兩方面考慮，自卸汽車的承載量≥10 t。根據以往的實踐經驗，想要讓攤鋪機處于連續(xù)作業(yè)的良好狀態(tài)，至少應有3 輛自卸汽車處于等待卸料的狀態(tài)。

設自卸汽車的數量為N，則其計算公式為:

式中:a 為儲備系數，取值范圍一般為1.1 ～1.2;t1、t2、t3分代表重載運行時間、空載運行時間、卸料與等待時間，min;t4為瀝青混合料拌和機裝滿一輛自卸汽車所需時間，其計算公式為:

式中:QB為瀝青混合料拌和機的生產率，t/h;G 為自卸汽車承載量，t。

在此次工程中，以上參數的具體值為:a=1.1;t1=32.5min;t2=20min;t3=15min;QB=240 t/h;G=30 t;t4=6。將以上數值代入公式，可得n 為13.48，即想要保障攤鋪的連續(xù)性，應選配14 量自卸車進行運輸。

2.3 瀝青攤鋪機

瀝青攤鋪機的型號應根據設計要求、工程量、工期等進行選擇，其作業(yè)能力QT的計算公式為:

式中:QB為瀝青混合料拌和機的生產率，t/h。結合本次工程的實際情況，QT=312 t/h，因此選擇理論生產率為800 t/h的三一LTU90C 型瀝青攤鋪機。

2.4 壓路機

單位線壓力是決定壓路機壓實作用的主要因素，在實際工程中，需要結合所用材料強度、施壓后所應達到的承載力水平等對單位線壓力進行合理選擇。

除此之外，管理人員還要考慮各道工序對壓路機提出的不同要求，例如，初壓時所用壓路機的單位線壓力和前進速度應相對較小，終壓時所用壓路機的單位線壓力和前進速度則應適當提高。就當前比較常用的壓路機性能來看，其工作速度一般為1.5 ～4km/h，結合此次工程攤鋪寬度較大的實際情況，管理人員最終確定采用兩臺YZC13C 型雙驅動振動壓路機。

3 施工機群的合理配置

在最終成為瀝青混凝土路面前，混合料需要依次經過攪拌站、自卸汽車、攤鋪機等多種機械設備的處理，由此我們不難看出，在整個機群施工系統(tǒng)中，各類機械設備被緊密的結合在一起，共同完成機械化施工作業(yè)的任務。

攪拌機持續(xù)供應混合料、始終有2 ～3 輛自卸汽車等待裝卸料、攤鋪機始終勻速向前推進、壓路機可緊跟攤鋪機持續(xù)勻速完成壓實作業(yè)是施工機群最為理想的作業(yè)狀態(tài)，為了實現或最大程度貼近這一狀態(tài)，管理人員就必須在準確估計施工生產規(guī)模的基礎上，對設備的型號、性能、數量、運行參數等因素進行綜合考慮。

在滿足現行規(guī)范和設計要求的前提下，給出科學合理的施工機群配置方案并在實際施工中對其進行不斷的補充、完善和優(yōu)化，將各類影響因素的負面作用壓縮在最低限度，最終實現機群作業(yè)質量、效率、效益最優(yōu)的管理目標。

3.1 固定生產要素的初始配置

所謂固定生產要素，就是指那些性能和數量一旦確定就不再輕易變更的機械設備，在瀝青混凝土路面機械化施工機群中，瀝青混合料攪拌機、攤鋪機、壓路機都屬于此類設備。

3.1.1 瀝青混合料攪拌站

管理人員應根據工程量以及工期要求計算出攪拌站的最小生產力，在綜合考慮設備性能、工作連續(xù)性以及運行經濟性的基礎上，最終確定瀝青混合料攪拌機的數量。

3.1.2 瀝青攤鋪機

在瀝青混凝土路面機械化施工的機群管理工作中，“后續(xù)機械生產能力應略大于前導機械”是一個非常重要的配置原則，根據這一原則，攪拌站位于整個施工流程的起始環(huán)節(jié)，因此機群中各單機的全部工作過程必須滿足攪拌站的生產能力。

反映在瀝青攤鋪機的配置上，就是攤鋪機每小時對瀝青混合料的消化能力不得小于攪拌站每小時的生產能力，攤鋪機的工作速度和數量均依照這一要求進行確認。

3.1.3 壓路機

在施工過程中，壓路機緊跟攤鋪機之后負責完成對瀝青混合料的壓實處理，根據“后續(xù)機械生產能力應略大于前導機械”原則，壓路機每小時壓實的路面長度不得少于攤鋪機每小時鋪設的路面長度，壓路機工作速度由此確定。

需要注意的一點是，若由此得出的壓路機工作速度超過了國家現行規(guī)范的限制要求，則應適當增加壓路機數量，嚴禁采用違規(guī)提速。

3.2 可變生產要素的初始配置

所謂可變生產要素，就是指性能和數量在確定后仍可靈活變更的機械設備，在瀝青混凝土路面機械化施工機群中，自卸汽車屬于此類設備。根據以往的實踐經驗，在確定工程所需運輸力量的過程中，最小、最大運料汽車數量這兩個機群靜態(tài)配置中的極限值是非常重要的參考值，管理人員可借此完成對動態(tài)規(guī)模范圍的控制。

根據前文所述“后續(xù)機械生產能力應略大于前導機械”的配置原則，管理人員需要分別計算最小、最大運距所對應的自卸汽車最小數量。

3.3 施工工序對瀝青混合料溫度的要求

瀝青混合料的溫度控制不僅決定著施工質量的整體水平，而且還會對工藝流程、機群配置等產生影響，所以在設計機群配置方案時，管理人員務必要對瀝青混合料的溫度特性進行充分考慮，以此保障配置方案的技術可行和經濟最優(yōu)。

瀝青混合料溫度損失的影響因素有2 個，分別是運輸時間和大氣溫度:

3.3.1 運輸時間

一般情況下，運輸時間越長，混合料的溫降就越大，即混合料溫降與運輸時間成正比關系，所以對于運輸時間的合理控制也就成為了控制混合料溫降的重要手段。

3.3.2 大氣溫度

根據以往的理論研究成果和實踐經驗，大氣溫度主要在“攤鋪、初壓、復壓、終壓階段”產生影響。所以當施工進入這一階段時，管理人員應注意根據大氣溫度的實際情況對混合料出料溫度進行針對性調整。

需要說明的一點是，如果出現在規(guī)定范圍內調整混合料出料溫度卻依然無法滿足要求的情況，則說明當前采用的機群配置方案在技術上不可行，調整對象應及時由出料溫度轉換為機群施工配置。

4 結 語

瀝青混凝土路面機械化施工中的機群管理本身就屬于一項系統(tǒng)性工程，涉及學科較廣，所需專業(yè)知識較多。本次研究認為，想要確保施工質量、效率和效益，就必須按照系統(tǒng)工程的理念對機群作業(yè)系統(tǒng)進行科學管理。

在此次工程中，管理人員通過對多數量、多機種機械機群的科學管理，以最優(yōu)配置滿足了機械化機群施工的需要，所運用的思想和管理方式對同類工程具有參考和借鑒的價值。

［1］曹立強.公路工程路面瀝青混凝土施工技術與質量管理［J］.交通世界，2014(20):50－51.

［2］李景國.瀝青混凝土路面機械化施工管理［J］.交通世界，2014(11):310－311.

［3］趙嶺.瀝青混凝土路面施工中質量動態(tài)管理方法的應用［J］.交通世界，2014(08):43－44.

［4］崔明輝、朱厚民.淺談公路施工機械設備對瀝青混凝土路面施工質量的影響［J］.建設機械技術與管理，2011(03):82－83.

［5］陸宏新、莫志凡，等.瀝青混凝土路面機械化施工機群作業(yè)規(guī)律研究［J］.黑龍江交通科技，2013(11):181－182.