拖拉機(jī)牽引性能試驗(yàn)跑道施工實(shí)例淺談*

李成海 馮曉鵬

四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械鑒定站，四川成都

前言

牽引性能試驗(yàn)是拖拉機(jī)試驗(yàn)鑒定適用性評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容，包括拖拉機(jī)的最大牽引力、最大牽引功率、最大牽引功率工況下的牽引比油耗等項(xiàng)目牽引性能試驗(yàn)跑道建設(shè)重點(diǎn)在于路面附著系數(shù)的調(diào)控，即路面附著系數(shù)在橡膠輪胎驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)率為15%時(shí)，應(yīng)不低于0.85。

路面附著系數(shù)為牽引力加上拖拉機(jī)空擋位被拖勻速前行時(shí)的滾動(dòng)阻力與附著重力的比值。要提高試驗(yàn)路面附著系數(shù)，必須使路面具有較大的摩擦系數(shù)以適應(yīng)輪胎相應(yīng)的構(gòu)造深度。

1 建設(shè)需求

某試驗(yàn)場(chǎng)需設(shè)計(jì)施工拖拉機(jī)牽引性能試驗(yàn)跑道一條，用于拖拉機(jī)的適用性評(píng)價(jià)，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度180 m，寬5 m，附著系數(shù)不小于0.85。路面基層前期已完工，僅5 cm 厚的磨耗層待施工，路面結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖1。

圖1 路面結(jié)構(gòu)圖

2 路面設(shè)計(jì)

2.1 磨耗層材料

高附著系數(shù)磨耗層需具有很強(qiáng)的抗磨耗性、高耐久性和耐酸堿腐性。調(diào)研國(guó)內(nèi)多個(gè)同類(lèi)別試驗(yàn)場(chǎng)，材料選擇各不相同，但其共性是選擇高強(qiáng)度耐磨骨料配合高強(qiáng)度混凝土進(jìn)行施工，如水泥鋼（鐵） 屑沙漿方案、C40 金剛砂骨料耐磨混凝土方案、基性巖或超基性巖細(xì)石骨料混凝土等。

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)技術(shù)驗(yàn)證并結(jié)合當(dāng)?shù)夭牧线x擇的便捷性，該項(xiàng)目磨耗層選擇基性巖細(xì)石做骨料的混凝土施工方案。

2.2 磨耗層骨料

磨耗層混凝土集料采用細(xì)集料（石英砂、棕剛玉砂）∶粗集料（玄武巖） ＝31∶69 混合料，集灰比為2∶1，按照水泥∶集料∶水=1∶2∶0.5拌制混合料。配合比例、級(jí)配及用量見(jiàn)表1、表2。

表1 混合料各材料比例和級(jí)配（累計(jì)篩余百分率）

表2 每立方米材料用量 單位：Kg

3 重點(diǎn)施工工藝

3.1 接觸面處理

基層路面前期已完成施工，5 cm 磨耗層與舊施工面極易粘合不緊，且路面受橫向摩擦力可能出現(xiàn)整體滑移。首先，需對(duì)基層路面清洗鑿毛；然后，植入高強(qiáng)度定位水泥釘；最后，涂刷雙組份環(huán)氧界面粘接劑，以提高試驗(yàn)道路成型整體性。

3.2 混合料攪拌

磨耗層設(shè)計(jì)厚度為5 cm，混合料理論用量45 m3，用料總量小，遠(yuǎn)程運(yùn)輸物料離析風(fēng)險(xiǎn)大。采用現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)制式拌合機(jī)攪拌，嚴(yán)格加料順序和物料配比，并參照透水混凝土施工技術(shù)加入一定比例專(zhuān)用膠結(jié)劑，以提升混合料結(jié)合效果。

3.3 路面攤鋪

磨耗層混合料在環(huán)氧界面粘接劑干凝前攤鋪，避免結(jié)構(gòu)粘接不緊密。磨耗層需整塊澆筑不留施工縫，以保證混凝土路面很好的完整性。磨耗層中線高程±10 mm，橫向坡度小于0.5 %，縱向坡度小于0.1 %，平直度要求較高，現(xiàn)場(chǎng)采取輥軸滾壓方式作業(yè)，設(shè)紅外找平儀驗(yàn)證。

3.4 面層磋磨

面層攤鋪整平后收光，初凝時(shí)再收光，然后噴灑毛面劑溶液（毛面劑溶液按毛面粉劑∶水=1∶4 比例配制），經(jīng)2 h 潤(rùn)蝕后磋磨面層；磋磨采用電動(dòng)磨光機(jī)均勻磋磨，去除表面水泥漿液及少數(shù)脫落的細(xì)小顆粒骨料；磋磨后加壓水沖洗使骨料凹凸外露。

3.5 切縫處理

路面磋磨處理后，要及時(shí)切縫填料并灑水覆膜養(yǎng)護(hù)。切縫機(jī)切縫，縫寬為5 mm，縫深為C30 水泥混凝土面層和磨耗層總厚度，間距為6 m，待混凝土養(yǎng)護(hù)期滿后，清潔縫內(nèi)雜物，采用PG道路嵌縫料填縫，填縫料與混凝土縫壁需粘附緊密不滲水。

4 試驗(yàn)驗(yàn)證

4.1 試驗(yàn)條件

試驗(yàn)選用某404 四輪驅(qū)動(dòng)輪式拖拉機(jī)為驗(yàn)證樣機(jī)，拖拉機(jī)質(zhì)量（含駕駛員、帶配重） 1 318 kg、空擋被拖勻速前行滾動(dòng)阻力0.32 kN。

環(huán)境條件風(fēng)速不超過(guò)5 m/s，大氣壓力不低于96.6 kPa，溫度20±5 ℃范圍內(nèi)。

驗(yàn)證試驗(yàn)中采用某1204 型輪式拖拉機(jī)為牽引負(fù)荷車(chē)，各試驗(yàn)裝置布置如圖2所示。

4.2 試驗(yàn)方法

圖2 試驗(yàn)裝置示意圖

跑道附著系數(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)，采用樣機(jī)1擋、2擋最大牽引力試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。在驗(yàn)證跑道上樣機(jī)無(wú)負(fù)載狀態(tài)啟動(dòng)，逐漸加載，直到滑轉(zhuǎn)率測(cè)試數(shù)據(jù)接近15 %時(shí)，穩(wěn)定負(fù)載，直線持續(xù)行駛至少20 m 或維持行駛20 s 的距離（取兩者中時(shí)間較長(zhǎng)者），讀取的牽引力數(shù)據(jù)。1擋、2擋各取試驗(yàn)數(shù)據(jù)4組，見(jiàn)表3。

表3 牽引試驗(yàn)數(shù)據(jù)

4.3 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)表3，1檔試驗(yàn)無(wú)直接滿足輪滑轉(zhuǎn)率（15±0.15）%的最大牽引力，取滑轉(zhuǎn)率14.32 %、15.53% 時(shí)牽引力數(shù)據(jù)，內(nèi)插法測(cè)算最大牽引力11.225 kN。2 檔試驗(yàn)直接取滑轉(zhuǎn)率15.08 %對(duì)應(yīng)最大牽引力11.217 kN。所以滑轉(zhuǎn)率15.00% 時(shí)的牽引力值FT15%=11.225 kN。

5 結(jié)論

該建設(shè)實(shí)例借鑒了成熟的透水混凝土路面成型特性，選用專(zhuān)用膠結(jié)劑，一方面，增加了水泥水化體的抗壓和粘結(jié)強(qiáng)度，提升磨耗層路面的耐久性和耐候性，另一方面，極大地延長(zhǎng)了可操作時(shí)間、提高骨料表面包漿厚度，使砂漿能均勻地包裹在骨料表面不易流墜底層，整體成型效果較好，如圖3。

圖3 拖拉機(jī)牽引試驗(yàn)跑道

混凝土集料選用參考金剛砂耐磨路面施工，換用多種粒度的石英砂、棕剛玉砂、玄武巖混合骨料，既兼顧了混合骨料的高強(qiáng)度要求，又有效通過(guò)粒度大小增加了路面粗糙度。

施工過(guò)程關(guān)鍵環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制也是施工成功的關(guān)鍵，尤其對(duì)新舊混凝土接觸面的特殊處理和平整度的質(zhì)量把控。牽引性能試驗(yàn)跑道路面不同于應(yīng)用工程道路，此項(xiàng)目是農(nóng)機(jī)試驗(yàn)鑒定與道路工程的跨領(lǐng)域的實(shí)踐，是專(zhuān)用試驗(yàn)設(shè)施與通用工程的有機(jī)融合，提升了四川省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備試驗(yàn)鑒定的供給能力。