路橋施工中機械的配置與優(yōu)化管理研究

郅乃榮

(山西路橋第三工程有限公司，山西忻州 034000)

1 概述

伴隨工程施工技術(shù)和機械設(shè)備的快速發(fā)展和升級，省內(nèi)的高等級公路施工效率和質(zhì)量得到顯著提升;最近幾年以來，省內(nèi)高等級公路發(fā)展迅速，在經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)和可持續(xù)、低碳循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的背景下，為了能夠讓省內(nèi)高等級公路的施工質(zhì)量和進度再提升一個臺階，除了提高施工技術(shù)、施工設(shè)備機械化、智能化程度及優(yōu)化現(xiàn)場施工組織外，還必須落實好施工現(xiàn)場施工設(shè)備的配置選型及優(yōu)化管理問題。

2 路橋施工實踐中機械配置與優(yōu)化管理意義及原則

在路橋施工實踐中，以省內(nèi)路橋施工項目為例，使用到的施工機械及機具設(shè)備大體上可以分為運輸型機械設(shè)備、工程施工主要設(shè)備及工程施工附屬設(shè)備三種。在具體施工組織過程中，為了保證現(xiàn)場的施工進度和質(zhì)量，保證各施工機械設(shè)備均能夠最大程度發(fā)揮出自身的功能，必須做好現(xiàn)場的施工機械配置及優(yōu)化管理工作。此外，對于一些施工工況較差的項目，為了最大程度保護施工人員的人身安全，降低土建施工過程中人的參與度，合理安排好不同施工機械設(shè)備的相互配合至關(guān)重要，使用相應(yīng)的施工設(shè)備不但可以更好地完成施工任務(wù)，還能夠降低施工現(xiàn)場的風(fēng)險，提升施工項目的施工效率和安全性。

在具體的施工設(shè)備配置選型及優(yōu)化管理實踐中，必須落實好以下基本原則:

1)施工機械設(shè)備及機具應(yīng)保證安全可靠。在機械設(shè)備選型過程中，應(yīng)先確保施工機械設(shè)備的安全性和可靠性，在施工機械設(shè)備及機具進場之前，施工現(xiàn)場機械操作員應(yīng)詳細檢查機械設(shè)備的可靠性，排查設(shè)備故障，防止機械設(shè)備帶故障運行，正式施工之前應(yīng)先進行試運行，記錄設(shè)備運行情況，確保機械設(shè)備在正式進入施工現(xiàn)場前安全可靠。此外，對于施工工況較差的危險項目，做好必要的防護措施，防止全程自動化施工，盡量采取人工遙控施工技術(shù)。

2)路橋施工項目施工機械設(shè)備換代更新快，設(shè)備在研發(fā)不久就投入到項目生產(chǎn)中，但由于項目施工機械操作員的文化程度較低，對很多現(xiàn)代化的施工設(shè)備的掌握程度不夠，在具體施工過程中存在較大的安全隱患。為了降低施工過程中的突發(fā)事故率，項目施工機械設(shè)備選取標準并非越高越好，應(yīng)結(jié)合項目施工實際，選取穩(wěn)妥的施工機械配套方案。

3)施工機械設(shè)備選型配置必須和施工現(xiàn)場的環(huán)境相結(jié)合。結(jié)合施工項目現(xiàn)場的具體環(huán)境，譬如:若施工現(xiàn)場的施工空間較小，在設(shè)備選取過程中應(yīng)盡量選用體量較小的設(shè)備，保證機械設(shè)備的施工作業(yè)環(huán)境滿足設(shè)備要求;此外，還應(yīng)該充分考慮好施工現(xiàn)場的氣候條件及運輸車輛的運輸難易程度。

3 施工設(shè)備配置選型——以瀝青混凝土路面施工項目為例

3.1 混合料攪拌設(shè)備及攤鋪機械

以省內(nèi)某高等級公路瀝青混凝土路面施工項目為例，在施工機械設(shè)備選型過程中，必須綜合考慮到瀝青混凝土路面的設(shè)計等級、施工技術(shù)標準、施工工期、機械設(shè)備效率、機械設(shè)備的移動速率等。以瀝青混合料的攪拌速率為例，應(yīng)控制好攪拌設(shè)備的攪拌頻率、材料供給速率等條件。省內(nèi)瀝青混凝土路面的瀝青混合料攪拌設(shè)備大部分為強制式間歇性攪拌設(shè)備，該設(shè)備具備優(yōu)勢凸顯，生產(chǎn)效率高及經(jīng)濟性強等特點。瀝青混合料的攪拌效率q計算公式如下:

其中，t為施工工期;Ck為項目開工系數(shù)指標，值介于0.7～1.1之間;l為路面攤鋪長度;b為路面攤鋪寬度;h為路面攤鋪厚度;d為路面壓實密度值，數(shù)值一般介于2.1 t/m3～2.5 t/m3。

瀝青混凝土混合料攪拌完成后，應(yīng)及時進行攤鋪，瀝青混凝土攤鋪設(shè)備的選型配置應(yīng)綜合考慮路面攤鋪寬度、攤鋪密實性、攤鋪表面平整度、攤鋪工作量及攤鋪施工要求等因素，綜合分析后，合理確定攤鋪設(shè)備，攤鋪機械的施工能力q計算公式如下:

其中，q值為瀝青混合料的攪拌設(shè)備的加工效率。相應(yīng)的瀝青攤鋪設(shè)備的推進速率V可以通過下式計算:

其中，q為瀝青混合料的攪拌效率;c為效率系數(shù)指標，值介于0.5～0.7之間;d為壓實后的瀝青路面厚度指標，值約為2.3 t/m3;h為攤鋪厚度值;b為攤鋪實際寬度值。

3.2 壓實設(shè)備

對于瀝青混凝土路面施工而言，壓實設(shè)備的選型對于瀝青路面的施工質(zhì)量起到?jīng)Q定性作用，在選型過程中應(yīng)綜合分析考慮瀝青混凝土路面施工情況、攤鋪設(shè)備工作性能、瀝青混合料組分及施工現(xiàn)場環(huán)境等因素。若瀝青混合料中的粗骨料占比較高，或者骨料的粒徑值較大，將嚴重影響壓實設(shè)備的行進速率，為了保證大粒徑骨料的壓實性能，應(yīng)選用壓實能力較強的設(shè)備;若瀝青的稠度值較高，也應(yīng)選用壓實能力較強的設(shè)備。一般情況下，壓實設(shè)備確定過程中應(yīng)綜合考慮和分析瀝青混合料的厚度值、溫度值等。在高等級公路瀝青混凝土路面施工過程中，為了保證施工質(zhì)量，一般是多臺壓實設(shè)備聯(lián)合壓實施工，且應(yīng)反復(fù)碾壓，保證碾壓結(jié)合重疊位置的壓實質(zhì)量，重復(fù)碾壓速率應(yīng)保證后一次碾壓速率大于前一次碾壓速率的0.75% ～0.8%;此外，每次碾壓過程中，壓實度指標均值應(yīng)不低于95%，確保碾壓效率和質(zhì)量。在具體碾壓施工過程中，在不考慮重復(fù)碾壓、加速及減速效應(yīng)影響和方向變化等因素，則碾壓部分瀝青混凝土路面的有效工作時間為T1，完成相同的施工工程量的實際碾壓時間為T，對應(yīng)的實際利用時間計算公式如下:

其中，Kb為每日的瀝青混凝土路面的碾壓面積值，且碾壓面積的影響因素相對明確。路面施工單位可以依照作業(yè)面的情況計算相應(yīng)的系數(shù)值:

其中，l為施工碾壓長度;bn為路面寬度值;b為碾壓設(shè)備的碾壓寬度值;vy為碾壓行進速率;n為瀝青混凝土路面碾壓次數(shù)。

省內(nèi)高等級瀝青路面施工已經(jīng)基本實現(xiàn)了大型機群聯(lián)合作業(yè)形式，結(jié)合工程建設(shè)項目的實際情況，根據(jù)現(xiàn)有的運輸車輛的服務(wù)情況判定后期運行情況。以瀝青混凝土路面施工項目及設(shè)備運行情況分析，其目的是保證各種機械設(shè)備之間的相互配合能力，確保施工效率滿足條件的基礎(chǔ)上，較為理想的大型施工機群應(yīng)最大程度地滿足設(shè)計要求，提升設(shè)備的運行效率，防止必要的施工重疊引起的施工資源浪費。圖1為本工程項目的大型機群作業(yè)流程。

圖1 本工程項目的大型機群作業(yè)流程

4 結(jié)語

綜上分析可知，在路橋施工實踐中，施工機械設(shè)備的配置選型及優(yōu)化管理直接決定了施工項目的進度和質(zhì)量;通過制定科學(xué)、合理的施工方案和制度能夠最大程度提升施工機械設(shè)備的利用率。文章以省內(nèi)瀝青混凝土路面施工項目為例，由于瀝青混凝土路面的施工工藝相對繁瑣，需要使用到的施工設(shè)備及機具眾多，必須對其性能和經(jīng)濟性進行綜合比選，選擇最佳的施工機群組合方式，降低能耗，提升施工機械的利用率。此外，項目施工現(xiàn)場的機械選型及配置必須緊密結(jié)合項目施工實際，尤其是施工工況及作業(yè)環(huán)境條件，在力保施工安全和質(zhì)量的前提下，提升施工速度。