瀝青混凝土攤鋪設備的選擇及操作控制要點

牌魯寧

（中交路橋建設有限公司，北京 100027）

0 引言

在瀝青混凝土面層建設施工中，攤鋪機屬于專用施工設備，主要作用在于將拌合料瀝青混凝土均勻的攤鋪在準備好的下承層之上，使面層的寬度、橫坡、厚度、平整度等均達到設計標準。為了確保瀝青混凝土的作用能夠在工程中充分發(fā)揮，需要對設備類型進行合理的選擇，并且做好對各個環(huán)節(jié)的控制，使設備的使用壽命得到有效延長，工程建設效果得到顯著提升。

1 瀝青混凝土攤鋪設備的選型

1.1 基本概念

瀝青混凝土攤鋪機的主要作用是將瀝青混凝土混合料均勻地攤鋪在事先準備好的基層上，確保攤鋪層的厚度、平整度以及路面拱度等均與設計標準相符合，然后對路面進行初級的夯實與攤平操作。攤鋪機在公路、停車場、機場跑道、港口碼頭等工程的攤鋪作業(yè)中得到廣泛應用。根據(jù)行走裝置的不同，將攤鋪機劃分為履帶式與輪式兩種類型。攤鋪機包括牽引、攤鋪兩個部分，在牽引部分中包括動力裝置、料斗、輸料裝置、駕駛系統(tǒng)等，而攤鋪部分則包括振實裝置、行走裝置、牽引臂、熨平裝置等構成。

1.2 攤鋪機的選型

在道路工程中，攤鋪機的選型應與道路施工現(xiàn)場情況與實際需求相結合，不但要保障道路施工質量，還應做好成本管理工作，否則將造成不必要浪費，甚至更加嚴重的后果，如后期資金投入不足等，影響后續(xù)工程的順利開展。

1.2.1 低速高密的鋪設特點

現(xiàn)階段，道路施工中所使用的攤鋪機大多數(shù)為低速高密攤鋪機，具有較強的平整度，并且材料需求較少，壓實遍數(shù)較少。大量施工案例表明：低速高密攤鋪機與快速攤鋪機相比，不但能夠使道路鋪設質量得到有效保障，還具有一定的成本優(yōu)勢，減少設備投入與后期維修費用。但是，在施工機械的配套能力上處于劣勢，對輔助設備的要求較高，因此在許多大型工程中，如高速公路建設工程等，當工程資金充足，擁有充足的施工機械配套時，一般優(yōu)先選擇快速攤鋪。

1.2.2 攤鋪機類型的選擇

對于履帶式攤鋪機來說，由于履帶與地面的接觸面積較大，在工程施工過程中具有較強的牽引性能，摩擦度較強，并且能具有良好的攤鋪濾浪作用，能夠有效提高攤鋪的平整度與穩(wěn)定性。對于許多高等公路的大規(guī)模攤鋪作業(yè)來說，由于很少轉移工地，常常使用履帶式攤鋪機；而對于城市道路與廠區(qū)道路來說，由于轉場頻繁，則更適用于輪胎式攤鋪機。

1.2.3 基層攤鋪的設備選擇

現(xiàn)階段，許多品牌的攤鋪機既可用于基層攤鋪，亦可用于面層攤鋪。合理的使用攤鋪機進行基層攤鋪，能夠達到較高的平整度，并且減少5%～10%的材料浪費，壓實遍數(shù)更少，生產(chǎn)效率更高，更重要的是還能夠確保公路基層的施工質量更加良好。

1.2.4 攤鋪寬度的選擇

在許多路面建設工程中，通常采用一次性完成攤鋪的方式，并非根據(jù)工程實際需求，一味的強調使用超大型攤鋪機，片面的要求全方位無縱向接縫的攤鋪方式，輕視了攤鋪材料過度離析而出現(xiàn)的后果，極大的影響了攤鋪質量。相關調查結果表明，攤鋪的寬度越大，邊緣處瀝青混合料的離析情況便越發(fā)明顯?，F(xiàn)階段，隨著縱向接縫質量控制技術的不斷優(yōu)化，多臺攤鋪機階梯作業(yè)方式的成功案例眾多，能夠使材料嚴重離析的情況得到有效緩解，并且最大限度的降低對攤鋪質量產(chǎn)生的不良影響，但在施工過程中，仍然需要合理選擇攤鋪寬度，將損失與風險降到最低[1]。

2 瀝青混凝土攤鋪設備的操作控制

2.1 相關結構參數(shù)的調整

（1）熨平板寬度與調整原則。①對稱原則，即組裝完畢后的熨平板與機械自身應呈現(xiàn)左右對稱；②最小縱向接縫原則，即在熨平板的組合寬度中應最大限度的減少縱向接縫；③不重合原則，即在多層次路面中，上下層之間的縱向接縫不應重合。

（2）初始工作角與拱度的調整。根據(jù)攤鋪層厚度對熨平板初始工作角進行選擇和調整，即在相同的瀝青混合料情況下，如若攤鋪的厚度較大，則需要選擇較大的初始工作角。在攤鋪過程中，不應對攤鋪厚度進行多次反復調整，否則將導致工作角的數(shù)值不斷改變，而該角度的恢復需要花費一定時間，在此時間段內，必然會對面層的平整度產(chǎn)生不同程度的影響。在熨平板拱度的調整方面，應根據(jù)設計要求對數(shù)值進行調整，確保前后拱差處于合理范圍，通常前拱值與后拱值相比多出（3～5）mm。

（3）螺旋分料器與熨平板距離調整。二者距離的調整主要取決于混合料的下料速度與通過性。在攤鋪的厚度、骨料粒徑較大、密度要求較高的情況下，應將距離調大，使混合料的下料速度與通過性提高。在攤鋪作業(yè)中，應以攤鋪厚度、寬度、速度為依據(jù)，對刮料板的速度進行適當?shù)恼{整，確保螺旋分料器中混合料壓力的穩(wěn)定性。

（4）振搗梁、壓實的控制。在對振動梁的浮動值進行調整時，應以攤鋪的厚度與密度為依據(jù)。在振動壓實的過程中，與小振幅相比，大振度的壓實能力更強。但是，由于瀝青混凝土的攤鋪層較薄，因此通常采用小振幅，即（4～12）mm，以此來防止面層出現(xiàn)松散情況，保障整體強度不受影響[2]。

2.2 基準線的控制

2.2.1 利用基準鋼絲繩法完成底面層攤鋪

在路面的兩側設置基準鋼絲繩，且鋼絲繩的支柱鋼筋距離應保持在（5～10）mm；用兩臺精密水準儀器對鋼筋高程進行測量，使鋼筋與設計高程相比高出（1～2）mm，確保高進高程在鋪設中的精準性；一般情況下，鋼絞線的直徑在（2～3）mm，通過緊線器拉緊以后，將其放置在支柱調整橫桿上，確保每兩根鋼柱之間的撓度在2 mm 以內，張緊鋼絲繩拉力約為800 N；盡可能的縮小基準線與熨平板之間的距離，減少厚度的增加。為了保障作業(yè)的持續(xù)進行，在每側鋼絲繩中最低應配置3 根（200～250）m 長的鋼絞線，在沒有走完本段鋼絲之前，保障下段鋼絲已經(jīng)架設完畢。

2.2.2 利用浮動基準梁法完成中面與表面層攤鋪

利用浮動基準梁來確保攤鋪機前后高差的平衡性，確保攤鋪厚度與平整度符合設計標準。另外，在構造物中掛鋼絲繩提供輔助作用，具體方法為：在基準量的前部設置（2～3）m 的輪架，數(shù)量在（2～4）個，每個輪架中設有（3～4）個小輪，行走在攤鋪機前面下承層；而基準量的后部則按照了滑靴，尺寸在0.5 m×10 m 左右，在攤鋪層頂面滑移。為了最大限度的降低基準誤差，應設置自動找平裝置，在安裝和控制的過程中，應遵循以下4 點要求。

（1）橫坡傳感器的安裝誤差應不超過±0.1%；

（2）浮動基準梁的滑動基面設置應與上橫坡值一致；

（3）不定時的檢查液壓系統(tǒng)中壓力情況，使其始終處于正常的工作狀態(tài)；

（4）不定時檢查橫坡數(shù)值以及攤鋪厚度，看其是否與設計標準值相符合[3]。

2.3 攤鋪進度的控制

正常情況下，攤鋪機的推進速度為（2～6）m/min，實際上，攤鋪機的推進速度與拌合機的產(chǎn)量有著決定性關系，可以通過式（1）對攤鋪速度進行計算。

式中 V——攤鋪速度，m/min

D——壓實后瀝青混凝土的毛體積密度，t/m3

Q——拌合機產(chǎn)量，t/h

W——攤鋪的寬度，m

T——壓實后的平均厚度，m

C——攤鋪機效率系數(shù)

C 由拌合機生產(chǎn)力、材料供應情況、運輸能力等幾個方面決定，通常為0.9 左右。在攤鋪的過程中，應盡可能的防止出現(xiàn)停機等情況，將每天需要停機中斷攤鋪點設置在構造物一端，將其作為收縮縫的位置。對于許多高等公路的大規(guī)模攤鋪作業(yè)來說，由于很少轉移工地，常常使用履帶式攤鋪機；而對于城市道路與廠區(qū)道路來說，由于轉場頻繁，則更適用于輪胎式攤鋪機，在推進的過程中一旦出現(xiàn)停機情況，應立即控制好熨平板，不讓其下沉；當氣溫超過10 ℃時，停頓的時間盡量控制在10 min 之內，一旦停頓的時間大于30 min，或者混合料的溫度不足100 ℃，則應采用冷接縫處理的方式重新對其進行接縫。

2.4 攤鋪操作的控制

盡量選擇攤鋪機操作技能較高的技術人員進行操作，并在其上崗之前進行培訓；在攤鋪的過程中，運料車與攤鋪機之間的距離應在（10～30）m，并空擋，借助攤鋪機的推動而緩慢推進，同時由專人指揮進行材料的裝卸；攤鋪機供料系統(tǒng)應具有較強的連續(xù)性，即攤鋪料倉內的料位高度應穩(wěn)定、連續(xù)，最佳料位是在中心軸與葉片的2/3 之處。如若在攤鋪機推進的過程中，出現(xiàn)停機情況，料斗內部的混合料溫度不足100 ℃，這時應首先將內部冷硬的混合料清理干凈后，重新填入新的混合料，并且派人及時將裝卸料過程中散落的遺料進行清理；在攤鋪之前，需要保障熨平板的干凈整潔，將熨平板的高度與橫坡調整完畢后，對其進行預熱；預熱溫度應與混合料的溫度相接近，一般在（85～90）℃。

3 瀝青混凝土攤鋪機選型與應用的項目分析

在某國道改建項目中，道路全長為56.1 km，施工區(qū)域內最大縱坡4.95%。在路基基層方面，水泥穩(wěn)定砂礫的厚度為32 cm，水泥劑量為4.5%，90#道路石油瀝青，油石比例為4.1%；在中面層中：3 cmSMA-10，SBS 改性瀝青，石油比為6.8%。在攤鋪機的選型上首先應考慮到道路設計寬度、攤鋪的質量與工藝等要求，與各類型號的攤鋪設備相結合，對瀝青混凝土攤鋪設備的最大攤鋪厚度、寬度、速度、生產(chǎn)率、成型精度以及成型質量等進行分析，確保攤鋪設備的主要參數(shù)以及基本性能能夠符合工程要求，使國道045 的改建質量得到切實保障。本文將以該項目為例，對瀝青混凝土攤鋪機的選型和應用進行分析。

3.1 攤鋪設備選型

履帶式攤鋪機由于履帶與地面的接觸面積較大，在工程施工過程中具有較強的牽引性能，摩擦度較強，并且能具有良好的攤鋪濾浪作用，能夠有效提高攤鋪的平整度與穩(wěn)定性。在該項目中，道路全長為56.1 km，施工區(qū)域內最大縱坡4.95%。在路基基層方面，水泥穩(wěn)定砂礫的厚度為32 cm，水泥劑量為4.5%，90#道路石油瀝青，油石比例為4.1%；在中面層中：3cmSMA-10，SBS 改性瀝青，石油比為6.8%[4]。

3.2 現(xiàn)代攤鋪機的關鍵技術與結構

目前大部分路面施工中所采用的攤鋪機均為低速高密攤鋪機，實現(xiàn)成本最低化的目標，因此在該項目中也同樣采用低速高密實度的現(xiàn)代攤鋪機，其關鍵技術與結構如下。

（1）獨立驅動方式。采用左右行走履帶的獨立驅動方式，能夠使圓滑朝著攤鋪與無極變速性能轉變。

（2）全自動比例供料系統(tǒng)。運用全自動比例與非接觸式傳感控制法，能夠使供料在其中始終處于均勻、穩(wěn)定的狀態(tài)，實現(xiàn)高效率、高質量的連續(xù)攤鋪作業(yè)。

（3）多樣化的高密度熨平裝置。在該項目中采用了多樣化的組合式高密度熨平裝置，利用不同的工作原理與結構，使系統(tǒng)的運行效果更加高效；自動找平系統(tǒng)，根據(jù)該項目的設計標準，將參照基準分別設置在已經(jīng)攤鋪和未攤鋪的路面上，利用非接觸式傳感裝置提高平整度與機動性能；全輪驅動輪胎式攤鋪機，使牽引力提升，增加摩擦力，防止出現(xiàn)打滑行為，使攤鋪機的使用性能得到顯著增強。

3.3 拼裝型與伸縮型攤鋪機使用性能對比分析

（1）伸縮型攤鋪機中的熨平板能夠靈活調整，使攤鋪機可以隨著工程實際需求的變化而不斷改變。由于該項目中伸縮攤鋪機負責的路段道路寬度變化較頻繁，利用此類攤鋪機能夠變換自如，大大減少了人工修復工作量，取得良好的攤鋪作業(yè)效果。

（2）輪胎式攤鋪機的轉場性能十分優(yōu)越，其依靠自身動力可實現(xiàn)20 km/h 的行走速度，因此在附近工地之間的轉場無需拖車，更適用于轉場頻繁、快捷工作需求，在攤鋪瀝青磨耗層時能夠完美行走，具有較強的操作性能[5]。

4 結論

在道路修建過程中，瀝青混凝土攤鋪機屬于十分關鍵的設備之一，與路面建設質量能夠產(chǎn)生直接影響。因此，公路工程應加強對其的重視程度，根據(jù)工程實際需求與設計情況，科學合理的選擇恰當?shù)臄備仚C機型，并定時做好保養(yǎng)與維修工作，該項目建設效果能夠符合設計要求，攤鋪設備的作用與優(yōu)勢得到最大限度發(fā)揮，促使公路工程項目能夠保質保量的完成，這對于提高公路施工整體質量與效率來說，具有十分重要的現(xiàn)實意義與應用價值。