淺析高速瀝青路面機(jī)械化施工中的設(shè)備選擇和控制

高長(zhǎng)清

摘 要：文章采用瀝青路面機(jī)械化施工原理分析與實(shí)例研究相結(jié)合的方法，對(duì)瀝青路面機(jī)械化施工的機(jī)械設(shè)備合理選配、拌和工藝與質(zhì)量控制、攤鋪工藝與質(zhì)量控制、壓實(shí)工藝與質(zhì)量控制四道施工工序要點(diǎn)進(jìn)行分析，闡述了瀝青混凝土路面施工機(jī)械選擇，著重論述了瀝青混凝土路面以攪拌攤鋪機(jī)組為主導(dǎo)的控制方法。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；機(jī)械化施工；質(zhì)量控制；設(shè)備選擇

20世紀(jì)六七十年代，一些發(fā)達(dá)國(guó)家為滿足高速公路建設(shè)需要，不斷使用先進(jìn)機(jī)械設(shè)備，路面施工機(jī)械化日趨完善。80年代初電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，又使路面機(jī)械化施工向自動(dòng)化邁進(jìn)一步。如美國(guó)，瀝青路面施工機(jī)械化程度基本達(dá)到100%。近年我國(guó)瀝青路面機(jī)械化程度逐漸提高，并產(chǎn)生很大經(jīng)濟(jì)效益。

1 瀝青路面施工設(shè)備選擇原則

（1）能完成基本作業(yè)；（2）有較高生產(chǎn)率；（3）作業(yè)質(zhì)量能得到保證；（4）花費(fèi)少，提高施工機(jī)械的臺(tái)班作業(yè)效率及施工機(jī)械的臺(tái)班運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用都是降低單位工程造價(jià)的有效途徑。通常采用“預(yù)算-對(duì)比-篩選方法”確定。

2 拌和設(shè)備的選型

通常在施工前所要完成的工程量和計(jì)劃的工期來(lái)選擇拌合設(shè)備的生產(chǎn)能力，不能低于攤鋪能力。高速公路瀝青路面施工應(yīng)選用拌和能力較大設(shè)備。其單位產(chǎn)品所消耗人工、燃料和易損配件費(fèi)用較低，但價(jià)格較高。

國(guó)內(nèi)瀝青混合料設(shè)備大的可生產(chǎn)400噸以上。國(guó)外研制的設(shè)備可達(dá)800～1000t/h。300t/h以下的應(yīng)用多。在高速瀝青路面施工中，很多招標(biāo)條件中要求拌和設(shè)備不小于200t/h。

3 運(yùn)輸貯存設(shè)備的選擇

瀝青混凝土運(yùn)輸時(shí)宜用15t以上的自卸汽車。運(yùn)時(shí)不得大于0.5h。

瀝青在生產(chǎn)和使用過(guò)程中需要貯罐保溫貯存，進(jìn)入貯罐貯存或經(jīng)保溫罐車運(yùn)輸都是保持在140～160℃，甚至高達(dá)180℃。運(yùn)距不等，貯存周期也有差別。長(zhǎng)時(shí)間高溫和表面接觸空氣的作用會(huì)硬化。通過(guò)進(jìn)行暗處厚層加熱試驗(yàn)研究結(jié)果表明，罐貯溫度不超過(guò)140～160℃，貯存天數(shù)不超過(guò)10天。卸車時(shí)加熱溫度最好不超過(guò)120℃，加熱不超過(guò)8h。

4 瀝青攤鋪機(jī)的選擇

攤鋪機(jī)形式涉及其結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用、維修等方面，選擇不同。在歐洲，輪胎式與履帶式比例為7：3，輪胎式在美國(guó)應(yīng)用比例較高。我國(guó)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)90%以上采用履帶式，熨平板選用高密實(shí)度機(jī)械加長(zhǎng)形式，這兩種組合可提高攤鋪預(yù)壓密實(shí)度，保證了平整度和生產(chǎn)效率。

5 壓實(shí)機(jī)械的選擇

（1）通過(guò)國(guó)內(nèi)外的研究和實(shí)踐成果，振動(dòng)壓路機(jī)比普通靜力壓路機(jī)具有更好的壓實(shí)效率，組合式的振動(dòng)輪胎壓路機(jī)比同振動(dòng)特性的單一鋼輪的壓實(shí)效果更好，因此大多國(guó)家都有使用雙輪振動(dòng)壓路機(jī)的趨向；（2）先用振動(dòng)壓路機(jī)，后用輪胎壓路機(jī)，能得出較好的壓實(shí)效果；（3）當(dāng)混合料中集料含量較多，或?yàn)r青稠度高時(shí)，需較大壓實(shí)能力的壓路機(jī)；（4）使用振動(dòng)壓路機(jī)時(shí)，在一定范圍內(nèi)增加線壓力可改善壓實(shí)效果，對(duì)于大中型振動(dòng)壓路機(jī)，最佳靜線壓力范圍為200～400N/cm。施工中均規(guī)定線壓力不小于350N/cm；（5）壓實(shí)瀝青混合料時(shí)最實(shí)用的頻率范圍為33～55Hz，最適用的振幅范圍是0.3～1.0mm；（6）壓路機(jī)可研究混合料冷卻速度，根據(jù)攤鋪速度、寬度和壓實(shí)速度，確定數(shù)量。

6 瀝青路面機(jī)械化施工控制要點(diǎn)

6.1 攪拌設(shè)備功率計(jì)算

按每小時(shí)半只混合料的數(shù)量Q（t）來(lái)計(jì)算

間歇式 Q=nGjKb1000 （t/h） 式中：Gj-每拌制一份混合料的質(zhì)量（kg）；Kb-時(shí)間利用率系數(shù)，Kb=0.8～0.9；n-每小時(shí)拌制的份數(shù)；n=60（t1+t2+t3）。

t1-攪拌器加熱時(shí)間（min）；t2-混合料攪拌時(shí)間（min）；t3-成品料卸料時(shí)間（min）。

連續(xù)式Q=60tGlKb1000（t/h）式中：Gl-攪拌器內(nèi)的料重（kg）；t-拌和時(shí)間（min）。

6.2 瀝青砼運(yùn)輸質(zhì)量控制

（1）宜用較大噸位運(yùn)料車，是否和攤鋪機(jī)匹配。（2）運(yùn)料車使用前后清掃干凈，車廂涂隔離劑或防粘劑，不得積液。（3）及時(shí)下料，車輛應(yīng)多挪動(dòng)位置，平衡裝料。（4）運(yùn)輸時(shí)宜用保溫油布保溫、防雨、防污染。（5）進(jìn)入攤鋪現(xiàn)場(chǎng)，輪胎上不得有污染物。（6）運(yùn)料車應(yīng)在攤鋪機(jī)前10cm～30cm處停住、等候，由攤鋪機(jī)推動(dòng)前進(jìn)開始緩緩卸料。（7）不得急剎車、掉頭造成透層、封層損傷。（8）混合料運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)溫度不低于140°C。

6.3 攤鋪機(jī)作業(yè)速度

在攤鋪瀝青混合料過(guò)程中，不應(yīng)隨意變更攤鋪速度，避免中途停頓，即使目前最先進(jìn)的攤鋪機(jī)，其縱向找平系統(tǒng)重新啟動(dòng)后仍需行駛3～8m距離才能恢復(fù)正常。因此要將每天必須停機(jī)中斷處安排在構(gòu)造物一端預(yù)定做收接位置。目前攤鋪瀝青混合料面層時(shí)，其攤鋪速度選擇為2～12m/min，有時(shí)可達(dá)20m/min；攤鋪各種瀝青混合料面層時(shí)攤鋪速度選擇為5～12m/min。

（1）根據(jù)供料能力確定攤鋪速度。公式計(jì)算：V=100QC/（60bhγ）式中：V-攤鋪速度（m/min）；Q-混合料的供給能力（t/h）；b-攤鋪寬度（m）；h-壓實(shí)后的攤鋪厚度（cm）；γ-壓實(shí)后瀝青混合料毛體積密度（t/3），一般γ=2.35t/3；C-攤鋪機(jī)的效率系數(shù)。根據(jù)材料供應(yīng)，拌合機(jī)的生產(chǎn)能力和運(yùn)輸能力等配套情況確定，一般宜為0.9左右。

（2）鋪筑層對(duì)攤鋪速度的影響。公路瀝青路面施工攤鋪速度一般在2～10m/min范圍內(nèi)選取。為了使攤鋪層有足夠的密實(shí)度和平整度，一般下面層攤鋪可稍快，約為6～10m/min，上面層攤鋪較慢，最大不應(yīng)超過(guò)6m/min，對(duì)于薄層罩面，則應(yīng)更慢，因?yàn)閿備佀俣嚷?，鋪層可收到較多振搗次數(shù)。一般攤鋪機(jī)每前進(jìn)1m，振搗次數(shù)不得少于200次。

6.4 壓路機(jī)

采用2011年山西忻保高速分段組合碾壓工藝：以50-60m為1個(gè)碾壓作業(yè)段，6臺(tái)壓路機(jī)聯(lián)合作業(yè)，一臺(tái)壓路機(jī)在前面初壓（大多是DD110），前進(jìn)時(shí)靜壓，后退時(shí)就開振。兩組壓路機(jī)復(fù)壓，每一組壓路機(jī)各管半幅，每組壓路機(jī)采用一臺(tái)雙鋼輪和一臺(tái)膠輪（28噸以上）組合，兩臺(tái)壓路機(jī)相距2m左右，統(tǒng)一的速度，同步前進(jìn)、同步后退，壓實(shí)四遍（相當(dāng)于八遍，鋼輪、膠輪各四遍），最后雙鋼輪終壓。實(shí)踐證明該方案壓實(shí)遍數(shù)清晰，現(xiàn)場(chǎng)控制方便大大降低了現(xiàn)場(chǎng)施工管理難度。膠輪與鋼輪組合時(shí)，采用揉搓與振動(dòng)共同作用后，與傳統(tǒng)的鋼輪、膠輪單獨(dú)碾壓相比，壓實(shí)機(jī)理可能有很大的差別，傳統(tǒng)的調(diào)整幅、頻率的經(jīng)驗(yàn)可能不一定有效，施工單位應(yīng)加強(qiáng)這方面的試驗(yàn)總結(jié)，建立組合式碾壓的物理、數(shù)學(xué)模型，完善該工藝的理論體系。

7 結(jié)束語(yǔ)

在瀝青路面施工中，攪拌機(jī)、攤鋪機(jī)和壓路機(jī)的選擇應(yīng)以生產(chǎn)效率為主要依據(jù)，盡量使用系列產(chǎn)品。以運(yùn)輸?shù)缆返臅惩ㄐ院妥罱?jīng)濟(jì)合理的運(yùn)輸距離來(lái)選擇攪拌站位置和運(yùn)輸車輛。在瀝青路面機(jī)械配置方面，將攪拌站的最佳生產(chǎn)能力作為控制點(diǎn)，論述了運(yùn)輸車輛、瀝青混合料攤鋪機(jī)、壓路機(jī)的合理優(yōu)化配置，從而形成瀝青混凝土路面機(jī)群施工系統(tǒng)。

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