淺析高速瀝青路面機械化施工中的設備選擇和控制

高長清

摘 要：文章采用瀝青路面機械化施工原理分析與實例研究相結合的方法，對瀝青路面機械化施工的機械設備合理選配、拌和工藝與質量控制、攤鋪工藝與質量控制、壓實工藝與質量控制四道施工工序要點進行分析，闡述了瀝青混凝土路面施工機械選擇，著重論述了瀝青混凝土路面以攪拌攤鋪機組為主導的控制方法。

關鍵詞：瀝青路面；機械化施工；質量控制；設備選擇

20世紀六七十年代，一些發(fā)達國家為滿足高速公路建設需要，不斷使用先進機械設備，路面施工機械化日趨完善。80年代初電子計算機的廣泛應用，又使路面機械化施工向自動化邁進一步。如美國，瀝青路面施工機械化程度基本達到100%。近年我國瀝青路面機械化程度逐漸提高，并產(chǎn)生很大經(jīng)濟效益。

1 瀝青路面施工設備選擇原則

（1）能完成基本作業(yè)；（2）有較高生產(chǎn)率；（3）作業(yè)質量能得到保證；（4）花費少，提高施工機械的臺班作業(yè)效率及施工機械的臺班運轉費用都是降低單位工程造價的有效途徑。通常采用“預算-對比-篩選方法”確定。

2 拌和設備的選型

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

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

3 運輸貯存設備的選擇

瀝青混凝土運輸時宜用15t以上的自卸汽車。運時不得大于0.5h。

瀝青在生產(chǎn)和使用過程中需要貯罐保溫貯存，進入貯罐貯存或經(jīng)保溫罐車運輸都是保持在140～160℃，甚至高達180℃。運距不等，貯存周期也有差別。長時間高溫和表面接觸空氣的作用會硬化。通過進行暗處厚層加熱試驗研究結果表明，罐貯溫度不超過140～160℃，貯存天數(shù)不超過10天。卸車時加熱溫度最好不超過120℃，加熱不超過8h。

4 瀝青攤鋪機的選擇

攤鋪機形式涉及其結構、性能、應用、維修等方面，選擇不同。在歐洲，輪胎式與履帶式比例為7：3，輪胎式在美國應用比例較高。我國攤鋪作業(yè)90%以上采用履帶式，熨平板選用高密實度機械加長形式，這兩種組合可提高攤鋪預壓密實度，保證了平整度和生產(chǎn)效率。

5 壓實機械的選擇

（1）通過國內(nèi)外的研究和實踐成果，振動壓路機比普通靜力壓路機具有更好的壓實效率，組合式的振動輪胎壓路機比同振動特性的單一鋼輪的壓實效果更好，因此大多國家都有使用雙輪振動壓路機的趨向；（2）先用振動壓路機，后用輪胎壓路機，能得出較好的壓實效果；（3）當混合料中集料含量較多，或瀝青稠度高時，需較大壓實能力的壓路機；（4）使用振動壓路機時，在一定范圍內(nèi)增加線壓力可改善壓實效果，對于大中型振動壓路機，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）壓實瀝青混合料時最實用的頻率范圍為33～55Hz，最適用的振幅范圍是0.3～1.0mm；（6）壓路機可研究混合料冷卻速度，根據(jù)攤鋪速度、寬度和壓實速度，確定數(shù)量。

6 瀝青路面機械化施工控制要點

6.1 攪拌設備功率計算

按每小時半只混合料的數(shù)量Q（t）來計算

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

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

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

6.2 瀝青砼運輸質量控制

（1）宜用較大噸位運料車，是否和攤鋪機匹配。（2）運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）及時下料，車輛應多挪動位置，平衡裝料。（4）運輸時宜用保溫油布保溫、防雨、防污染。（5）進入攤鋪現(xiàn)場，輪胎上不得有污染物。（6）運料車應在攤鋪機前10cm～30cm處停住、等候，由攤鋪機推動前進開始緩緩卸料。（7）不得急剎車、掉頭造成透層、封層損傷。（8）混合料運到現(xiàn)場溫度不低于140°C。

6.3 攤鋪機作業(yè)速度

在攤鋪瀝青混合料過程中，不應隨意變更攤鋪速度，避免中途停頓，即使目前最先進的攤鋪機，其縱向找平系統(tǒng)重新啟動后仍需行駛3～8m距離才能恢復正常。因此要將每天必須停機中斷處安排在構造物一端預定做收接位置。目前攤鋪瀝青混合料面層時，其攤鋪速度選擇為2～12m/min，有時可達20m/min；攤鋪各種瀝青混合料面層時攤鋪速度選擇為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-壓實后的攤鋪厚度（cm）；γ-壓實后瀝青混合料毛體積密度（t/3），一般γ=2.35t/3；C-攤鋪機的效率系數(shù)。根據(jù)材料供應，拌合機的生產(chǎn)能力和運輸能力等配套情況確定，一般宜為0.9左右。

（2）鋪筑層對攤鋪速度的影響。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，最大不應超過6m/min，對于薄層罩面，則應更慢，因為攤鋪速度慢，鋪層可收到較多振搗次數(shù)。一般攤鋪機每前進1m，振搗次數(shù)不得少于200次。

6.4 壓路機

采用2011年山西忻保高速分段組合碾壓工藝：以50-60m為1個碾壓作業(yè)段，6臺壓路機聯(lián)合作業(yè)，一臺壓路機在前面初壓（大多是DD110），前進時靜壓，后退時就開振。兩組壓路機復壓，每一組壓路機各管半幅，每組壓路機采用一臺雙鋼輪和一臺膠輪（28噸以上）組合，兩臺壓路機相距2m左右，統(tǒng)一的速度，同步前進、同步后退，壓實四遍（相當于八遍，鋼輪、膠輪各四遍），最后雙鋼輪終壓。實踐證明該方案壓實遍數(shù)清晰，現(xiàn)場控制方便大大降低了現(xiàn)場施工管理難度。膠輪與鋼輪組合時，采用揉搓與振動共同作用后，與傳統(tǒng)的鋼輪、膠輪單獨碾壓相比，壓實機理可能有很大的差別，傳統(tǒng)的調(diào)整幅、頻率的經(jīng)驗可能不一定有效，施工單位應加強這方面的試驗總結，建立組合式碾壓的物理、數(shù)學模型，完善該工藝的理論體系。

7 結束語

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

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