路橋施工中機械的配置與優化管理研究

郅乃榮

(山西路橋第三工程有限公司，山西忻州 034000)

1 概述

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

2 路橋施工實踐中機械配置與優化管理意義及原則

在路橋施工實踐中，以省內路橋施工項目為例，使用到的施工機械及機具設備大體上可以分為運輸型機械設備、工程施工主要設備及工程施工附屬設備三種。在具體施工組織過程中，為了保證現場的施工進度和質量，保證各施工機械設備均能夠最大程度發揮出自身的功能，必須做好現場的施工機械配置及優化管理工作。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備的相互配合至關重要，使用相應的施工設備不但可以更好地完成施工任務，還能夠降低施工現場的風險，提升施工項目的施工效率和安全性。

在具體的施工設備配置選型及優化管理實踐中，必須落實好以下基本原則:

1)施工機械設備及機具應保證安全可靠。在機械設備選型過程中，應先確保施工機械設備的安全性和可靠性，在施工機械設備及機具進場之前，施工現場機械操作員應詳細檢查機械設備的可靠性，排查設備故障，防止機械設備帶故障運行，正式施工之前應先進行試運行，記錄設備運行情況，確保機械設備在正式進入施工現場前安全可靠。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。

2)路橋施工項目施工機械設備換代更新快，設備在研發不久就投入到項目生產中，但由于項目施工機械操作員的文化程度較低，對很多現代化的施工設備的掌握程度不夠，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事故率，項目施工機械設備選取標準并非越高越好，應結合項目施工實際，選取穩妥的施工機械配套方案。

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

3 施工設備配置選型——以瀝青混凝土路面施工項目為例

3.1 混合料攪拌設備及攤鋪機械

以省內某高等級公路瀝青混凝土路面施工項目為例，在施工機械設備選型過程中，必須綜合考慮到瀝青混凝土路面的設計等級、施工技術標準、施工工期、機械設備效率、機械設備的移動速率等。以瀝青混合料的攪拌速率為例，應控制好攪拌設備的攪拌頻率、材料供給速率等條件。省內瀝青混凝土路面的瀝青混合料攪拌設備大部分為強制式間歇性攪拌設備，該設備具備優勢凸顯，生產效率高及經濟性強等特點。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，應及時進行攤鋪，瀝青混凝土攤鋪設備的選型配置應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備的加工效率。相應的瀝青攤鋪設備的推進速率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 壓實設備

對于瀝青混凝土路面施工而言，壓實設備的選型對于瀝青路面的施工質量起到決定性作用，在選型過程中應綜合分析考慮瀝青混凝土路面施工情況、攤鋪設備工作性能、瀝青混合料組分及施工現場環境等因素。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，將嚴重影響壓實設備的行進速率，為了保證大粒徑骨料的壓實性能，應選用壓實能力較強的設備;若瀝青的稠度值較高，也應選用壓實能力較強的設備。一般情況下，壓實設備確定過程中應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，為了保證施工質量，一般是多臺壓實設備聯合壓實施工，且應反復碾壓，保證碾壓結合重疊位置的壓實質量，重復碾壓速率應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，壓實度指標均值應不低于95%，確保碾壓效率和質量。在具體碾壓施工過程中，在不考慮重復碾壓、加速及減速效應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面的情況計算相應的系數值:

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

省內高等級瀝青路面施工已經基本實現了大型機群聯合作業形式，結合工程建設項目的實際情況，根據現有的運輸車輛的服務情況判定后期運行情況。以瀝青混凝土路面施工項目及設備運行情況分析，其目的是保證各種機械設備之間的相互配合能力，確保施工效率滿足條件的基礎上，較為理想的大型施工機群應最大程度地滿足設計要求，提升設備的運行效率，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流程。

圖1 本工程項目的大型機群作業流程

4 結語

綜上分析可知，在路橋施工實踐中，施工機械設備的配置選型及優化管理直接決定了施工項目的進度和質量;通過制定科學、合理的施工方案和制度能夠最大程度提升施工機械設備的利用率。文章以省內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備及機具眾多，必須對其性能和經濟性進行綜合比選，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，項目施工現場的機械選型及配置必須緊密結合項目施工實際，尤其是施工工況及作業環境條件，在力保施工安全和質量的前提下，提升施工速度。