寬幅大厚度攤鋪機(jī)抗離析技術(shù)

向國(guó)強(qiáng)，陳 鋒

（三一重工股份有限公司泵送研究院，湖南長(zhǎng)沙 410100）

0 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，進(jìn)一步推動(dòng)了我國(guó)道路交通事業(yè)的發(fā)展。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)各地區(qū)都在加快道路施工，而在施工過(guò)程中用到的施工技術(shù)以及施工設(shè)備，將對(duì)最終的工程質(zhì)量造成重要影響。在當(dāng)前的瀝青混凝土施工中，普遍用到了攤鋪機(jī)進(jìn)行材料的鋪設(shè)，但國(guó)內(nèi)在這方面的技術(shù)水平以及施工經(jīng)驗(yàn)有所不足，也缺少必要的理論研究。因此，必須充分借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，并從當(dāng)?shù)氐氖┕ち鞒坛霭l(fā)，研究攤鋪施工過(guò)程中的各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，進(jìn)而探討寬幅大厚度攤鋪機(jī)抗離析技術(shù)。

1 寬幅大厚度攤鋪施工工藝及壓實(shí)特性

1.1 施工工藝

結(jié)合過(guò)往施工經(jīng)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，接縫處出現(xiàn)離析，往往是由并機(jī)施工造成的；邊緣處出現(xiàn)離析，則多是由設(shè)計(jì)參數(shù)不規(guī)范造成的。但從根本上來(lái)說(shuō)，兩者都會(huì)給最終的工程質(zhì)量帶來(lái)影響。盡管通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)、攤鋪等操作，有效地解決了早期物料離析的問(wèn)題，但這種操作與國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的施工規(guī)范是存在差別的。這就使得在實(shí)際的施工中，若是使用梯形并機(jī)施工，以及螺旋半埋的高速輸料方法，就很容易引發(fā)二次離析的現(xiàn)象。為了避免這一情況的出現(xiàn)，進(jìn)一步提升施工質(zhì)量，就需要對(duì)攤鋪機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)上的優(yōu)化，改進(jìn)設(shè)備的運(yùn)行方式，為其添加二次攪拌功能，進(jìn)而有效控制離析現(xiàn)象的發(fā)生。實(shí)際上，大功率攤鋪技術(shù)就是通過(guò)二次攪拌的形式來(lái)改善其抗離析能力，通過(guò)整機(jī)、螺旋驅(qū)動(dòng)等配置對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，再加上更大噸位的壓實(shí)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)單機(jī)大寬幅作業(yè)，如此一來(lái)，就能充分改善離析情況，進(jìn)而提高道路工程質(zhì)量。

1.2 壓實(shí)特性

（1）厚度壓實(shí)的特性。通常指的是級(jí)配較好的集料，被壓路機(jī)不斷碾壓過(guò)后，壓實(shí)度、壓實(shí)深度之間的最優(yōu)關(guān)系。可從施工操作的具體要求出發(fā)，結(jié)合不同型號(hào)、噸位的壓路機(jī)對(duì)其進(jìn)行分類。

（2）壓實(shí)次數(shù)。不管是怎樣的工程情況，隨著壓實(shí)次數(shù)的增加，土層的應(yīng)力都會(huì)隨之得到增長(zhǎng)，這與壓實(shí)方法也有著極為密切的聯(lián)系。從近些年國(guó)內(nèi)的眾多工程來(lái)分析，振動(dòng)、沖擊等形式比較多的用于厚鋪層土壤的壓實(shí)操作，但在整體上的壓實(shí)度并不是很理想。盡管經(jīng)碾壓路基能夠在鋪層較薄的地方使用，但在實(shí)際的使用過(guò)程中存在很大的局限性，對(duì)其發(fā)展有著很大的限制。

（3）路基、路面壓實(shí)。從具體的工程施工情況來(lái)看，壓實(shí)設(shè)備的壓實(shí)特性會(huì)對(duì)路基密實(shí)度、壓實(shí)度造成較大程度的影響。研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用壓實(shí)特性進(jìn)行深層次的研究是有著一定可行性的。

2 攤鋪過(guò)程中離析的產(chǎn)生

一般來(lái)說(shuō)，在攤鋪過(guò)程中引起離析的因素有很多，設(shè)備設(shè)計(jì)方面的不合理以及材料運(yùn)送過(guò)程中的不規(guī)范都有可能引起離析現(xiàn)象。具體來(lái)說(shuō)，可分為2 種情況：①級(jí)配離析，指的是集料受到外力的影響而使得大、小粒徑料分別發(fā)生了聚集。眾所周知，粒徑不同，所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)慣量也就不同，當(dāng)其受到外力的影響時(shí)，大粒徑集料的運(yùn)動(dòng)速度將更快，這必然會(huì)造成離析現(xiàn)象的發(fā)生。②溫度離析，指的是在實(shí)際攤鋪過(guò)程中，經(jīng)過(guò)充分的攪拌處理后，溫度均勻的混合料，受到某些作用的影響，溫度出現(xiàn)一定差異的情況，這在很大程度上也會(huì)造成離析的產(chǎn)生。

2.1 級(jí)配離析的產(chǎn)生

（1）縱向離析的產(chǎn)生。很多工程實(shí)踐都表明，縱向離析的產(chǎn)生是由螺旋布料器的結(jié)構(gòu)造成的?？紤]到攤鋪機(jī)在工作時(shí)，材料是從中間向兩邊傳送，這種情況下，就需要具備一個(gè)中間驅(qū)動(dòng)的鏈輪箱，在兩側(cè)還需要加上支撐，這就很容易造成螺旋的不連續(xù)，再加上材料在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中必然會(huì)產(chǎn)生一定的阻力，就會(huì)導(dǎo)致不同粒徑材料的分離，進(jìn)而引發(fā)離析現(xiàn)象。

（2）橫向離析的產(chǎn)生。其與攤鋪機(jī)自身沒(méi)有太大關(guān)系，更多的是由操作過(guò)程的施工方法引起的。在一個(gè)具體的工作流程中，存料時(shí)會(huì)不可避免的形成錐狀堆料，這就第一次導(dǎo)致了在貯料倉(cāng)中出現(xiàn)離析，接著在向卡車卸料時(shí)也會(huì)形成錐狀堆料，這就第二次導(dǎo)致了料斗中出現(xiàn)離析，當(dāng)向攤鋪機(jī)中進(jìn)行卸料時(shí)，又會(huì)形成錐狀堆料，就會(huì)再一次的引發(fā)離析。如此一來(lái)，當(dāng)一個(gè)工作流程完全走完后，最后留下的大粒徑的材料會(huì)全部被送至螺旋分料器，進(jìn)而導(dǎo)致了橫向離析。

2.2 溫度離析的產(chǎn)生

溫度離析，主要是由自卸車的運(yùn)送和卸載過(guò)程造成的。在運(yùn)送過(guò)程中，混合料難免會(huì)與空氣進(jìn)行熱交換，處在車廂壁及頂層附近的混合料溫度有所下降，因?yàn)閷?dǎo)熱性能較低，熱量從中心位置向四面擴(kuò)散的速率很慢。因此，在運(yùn)輸?shù)竭_(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，四壁與中心的物料溫度就會(huì)出現(xiàn)一定差別。卸載過(guò)程中，溫度高的材料的黏性較低，將首先被卸下來(lái)，而溫度低的材料總會(huì)到了最后落在料斗的頂部，這種情況下，高溫材料又是首先被鋪到基層上，這就更加加劇了混合料在溫度上的不均衡性，這樣，由溫度引發(fā)的離析將變得更為嚴(yán)重，而且每次的運(yùn)送、卸載過(guò)程都會(huì)引發(fā)離析現(xiàn)象。

3 對(duì)離析的控制措施

實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，在施工過(guò)程中離析的產(chǎn)生很難完全避免，但還是可以利用一些措施進(jìn)行控制，盡可能減少離析的產(chǎn)生。對(duì)于瀝青路面施工來(lái)說(shuō)，應(yīng)該從集料生產(chǎn)、堆集、運(yùn)輸、攤鋪等各個(gè)環(huán)節(jié)入手，嚴(yán)格遵照施工規(guī)范進(jìn)行，以確保路面施工質(zhì)量。

3.1 實(shí)際攤鋪過(guò)程中的控制

在實(shí)際攤鋪過(guò)程中，拌和站的生產(chǎn)能力要與攤鋪機(jī)的施工能力相匹配，不然就會(huì)使得攤鋪機(jī)在工作中缺乏持續(xù)性，離析的產(chǎn)生也就不能避免了。同時(shí)，還應(yīng)根據(jù)要求對(duì)混合料的料徑等進(jìn)行嚴(yán)格控制，因?yàn)榱皆酱?，其運(yùn)動(dòng)慣性也就越大，在運(yùn)送以及后續(xù)的施工過(guò)程中就越容易造成顆粒的分離，進(jìn)而引發(fā)離析現(xiàn)象。因此，在進(jìn)行集料的篩分、級(jí)配時(shí)，應(yīng)控制好最大粒徑在其中的含量，并盡可能提高級(jí)配的準(zhǔn)確性。

3.2 級(jí)配離析的控制

（1）縱向離析的控制措施。①對(duì)攤鋪機(jī)的性能進(jìn)行不斷的優(yōu)化，以確保工作過(guò)程中的穩(wěn)定性與可靠性，則混合料將能夠?qū)崿F(xiàn)均勻分布，這方面原因?qū)е碌碾x析將得到有效的控制；②對(duì)超聲波料位器進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使得物料達(dá)到螺旋葉片的2/3 以上，進(jìn)行這樣的改造之后，物料在運(yùn)動(dòng)時(shí)就能實(shí)現(xiàn)整體上的運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)出現(xiàn)過(guò)多的翻滾，對(duì)大小料分離的情況進(jìn)行了有效的控制；③螺旋前導(dǎo)料板間隙進(jìn)行隨機(jī)適度的調(diào)整，使材料在分料時(shí)進(jìn)行二次拌和，這就在一定程度上避免了粗細(xì)粒料的堆積，進(jìn)而有效降低離析現(xiàn)象的發(fā)生。

（2）橫向離析的控制措施。①在材料的運(yùn)送環(huán)節(jié)，應(yīng)盡量選擇更大噸位的卡車，這可以減少運(yùn)輸過(guò)程中的離析量；②在通過(guò)自卸卡車進(jìn)行裝料時(shí)，應(yīng)采用移動(dòng)裝料的方式，并按照一定順序進(jìn)行，從而避免離析現(xiàn)象的產(chǎn)生；③在貯料倉(cāng)中卸料時(shí)，每次可在倉(cāng)里留下一部分料，考慮到裝料過(guò)程中總會(huì)形成同心圓狀的離析，最后剩下的多是粗集料；④使用自卸車時(shí)，要加快速度，以盡可能避免離析；⑤每輛車卸完料后，不要將其中的材料完全鋪完，要使得新、舊料得到充分的混合，以控制離析現(xiàn)象。

3.3 溫度離析的控制方法

（1）選用重?cái)嚢杪菪龣C(jī)，可有效減輕或是消除溫度離析的產(chǎn)生，還可以設(shè)計(jì)變徑、變螺距裝置，僅當(dāng)寬螺距時(shí)才能進(jìn)入攤鋪，窄螺距時(shí)則要再次進(jìn)行攪拌處理，這一操作能夠?qū)崿F(xiàn)材料的重新拌和，在一定程度上避免了運(yùn)送過(guò)程中溫度離析的產(chǎn)生。

（2）選用“瀝青混合料轉(zhuǎn)運(yùn)車”這種機(jī)械設(shè)備，其主要是對(duì)使用前的材料重新進(jìn)行一次攪拌處理。而且，還避免了車輛對(duì)攤鋪機(jī)的撞擊，減輕了運(yùn)輸過(guò)程中的溫度離析。

4 寬幅大厚度攤鋪機(jī)抗離析技術(shù)

4.1 差異性施工方式下的離析對(duì)比

可以通過(guò)差異性施工方式來(lái)對(duì)抗離析技術(shù)進(jìn)行論證，甲地使用的是常規(guī)的攤鋪方法，乙地使用的則是大功率寬幅攤鋪機(jī)進(jìn)行操作，準(zhǔn)備好的材料被直接傳送到攤鋪機(jī)進(jìn)行攪拌，并進(jìn)行二次拌和攤鋪。

對(duì)于瀝青混合料的整個(gè)卸料過(guò)程，存在著比較明顯的離析情況，而且鋪料機(jī)在收斗階段也會(huì)出現(xiàn)一定程度的離析。在其到達(dá)攤鋪機(jī)內(nèi)部螺旋以后，發(fā)生離析的集料必然會(huì)出現(xiàn)某種程度的變化，使得原先的材料在經(jīng)過(guò)離析再攪拌處理之后基本消失掉了。通過(guò)對(duì)甲、乙兩地施工情況的對(duì)比分析來(lái)看，使用大功率寬幅攤鋪機(jī)，得到的顆粒要更加均勻，攤鋪效果更好，路面平整性更加突出，基本上未發(fā)現(xiàn)有離析現(xiàn)象。而應(yīng)用常規(guī)的施工方法，則產(chǎn)生了較為明顯的離析，最終的工程質(zhì)量與前者存在較大差距。

4.2 攤鋪工藝對(duì)級(jí)配的影響

通過(guò)對(duì)攪拌站的出料進(jìn)行檢查，來(lái)確定生產(chǎn)級(jí)配以及瀝青的用量是否能夠滿足工程施工標(biāo)準(zhǔn)，并利用該方法來(lái)證明鋪設(shè)過(guò)程中級(jí)配的穩(wěn)定性。結(jié)果表明，生產(chǎn)級(jí)配在該過(guò)程中是相對(duì)比較穩(wěn)定的，并未產(chǎn)生明顯的波動(dòng)。在收斗的過(guò)程中，也會(huì)對(duì)離析造成一定程度的影響。在取樣時(shí)，應(yīng)抽取收斗之前的材料，連續(xù)抽取試驗(yàn)，對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。

在溫度方面，盡管不同溫度的材料會(huì)在操作階段出現(xiàn)依次坍塌的現(xiàn)象，但這同樣也起到了二次混合的效果。在整體上來(lái)說(shuō)，并不會(huì)給溫度離析帶來(lái)多么明顯的影響，但在后續(xù)的施工過(guò)程中有可能會(huì)引發(fā)低溫料的聚集，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重的溫度離析，這也是造成溫度離析的主要原因。因此，運(yùn)輸車輛在卸車時(shí)，所需時(shí)間要盡可能的短，從而對(duì)溫度進(jìn)行控制，以確保卸下的材料溫度在規(guī)定范圍以內(nèi)，當(dāng)然也可以適當(dāng)超出范圍。此外，在卸料時(shí)，兩側(cè)的溫度是比較低的，使得材料被擠壓到兩側(cè)，造成了輸料器的運(yùn)行困難。因此，如果攤鋪機(jī)的收料不足，工作人員會(huì)翻起兩側(cè)板，實(shí)現(xiàn)集中攤鋪，以此保證鋪料工作的順利運(yùn)行，而且還能夠進(jìn)一步提高工程質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)的道路交通事業(yè)迎來(lái)了一段高速發(fā)展的時(shí)期，道路施工工程不斷增多，而在施工過(guò)程中用到的施工技術(shù)，將對(duì)工程項(xiàng)目質(zhì)量造成重要的影響。在當(dāng)前的瀝青混凝土施工中，普遍用到了攤鋪機(jī)進(jìn)行材料的鋪設(shè)，這一過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)一定程度的離析現(xiàn)象，若是不能提出有效的解決辦法，必然會(huì)對(duì)最終的工程質(zhì)量造成影響。但國(guó)內(nèi)在這方面的技術(shù)水平以及施工經(jīng)驗(yàn)有所不足，也缺少必要的理論研究，因此，必須充分借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合我國(guó)的工程實(shí)際研究攤鋪施工中的各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，進(jìn)而提高工程質(zhì)量。本文著重分析當(dāng)前道路施工過(guò)程中出現(xiàn)的離析現(xiàn)象，對(duì)常見的離析現(xiàn)象提出了解決措施，并采用差異性的施工方式論證了寬幅大厚度攤鋪設(shè)備施工技術(shù)的可行性，結(jié)果表明，該技術(shù)能夠?qū)﹄x析現(xiàn)象進(jìn)行有效的控制，具有很高的實(shí)用價(jià)值。