公路工程瀝青路面機械化施工研究

馮玉州

摘 要：隨著科技水平的不斷提高，在現代化的公路建設中機械化的施工運用的越來越廣泛，如何科學合理地進行機械化施工是保證公路建設質量和工程進度的重要保證。本文將對瀝青路面施工機械的使用性能、選用原則、瀝青路面施工選用的主要機械幾方面進行論述。

關鍵詞：公路;瀝青路面;機械化施工

Abstract： With the continuous improvement of the level of science and technology， mechanized construction is more and more widely used in modern highway construction. How to carry out mechanized construction scientifically and reasonably is an important guarantee to ensure the quality of highway construction and project progress. In this paper， the performance of asphalt pavement construction machinery， selection principles， the main machinery selection of asphalt pavement construction are discussed.

Keywords： Highway; Asphalt pavement; Mechanization construction

一、瀝青路面施工機械的使用性能

為了保證公路施工的各項工作，整個的公路項目中有品類眾多、型號眾多的機械，各種機械都有著不盡相同的技術特性[1]。為了保證施工機械的有效應用，保證施工效果和經濟效益，非常有必要掌握機械的性能。施工機械的主要性能主要體現在以下幾方面。

（一）牽引特性

這種特性通過牽引特性圖解曲線形式來表示，它主要反映出在規定的地面條件下，在平坦地段機械以全油門進行相等速度的運動時，機械在不同檔位速度下的實際速度、牽引的效率、牽引的功率、發動機的油耗量、發動機功率等等[2]。牽引特性對機械的作業性能和效率都有著重要的影響。牽引特征曲線是機械最基本的一項技術指標，對于機械的設計和使用都非常重要。根據牽引特性能有效地使用機械，充分發揮機械的生產能力，根據牽引特性使各種機械種類合理配合。

（二）動力特性

動力特征是用來反映鏟土運輸類機械在運輸的工作情況下動力性的。主要對鏟土運輸類機械的速度、加速性能以及爬坡的能力進行評價。鏟土運輸類機械的動力性指標通常用D（動力因素）來評價，機械的動力特性直接影響到機械的生產效率[3]。

其中公式中的Fk代表切線牽引力;Fw代表風阻力、慣性阻力、坡度阻力等一系列阻力的總和;ms代表機械的總質量。

D反映了在去除風阻力的影響之后，機械單位機器重量能夠獲得的克服滾動、坡道、慣性等阻力的切線牽引力。所以在使用機械時要注意在起步時采用低檔位，在作業中要采用中檔位，在行駛中要采用高檔位[4]。

（三）機動性

機械的機動性主要影響機械在公路施工場所的適用程度，和機械的操縱性有密切的聯系，主要反映機械在施工場地是否能夠穩定的直線行駛以及是否能夠在狹窄的地點通過和轉彎轉向[5]。

（四）穩定性

機械的穩定性主要體現機械在進行坡道的施工或者是上坡下坡時是否能夠抵抗橫向和縱向上傾翻和滑移方面的能力[6]。

（五）經濟性

這個特征主要表現在施工機械在運行和作業的時候能否保證燃料的消耗經濟合理。

二、瀝青路面施工機械的選用原則

施工機械的品類繁多，規格型號多種多樣，各種機械都有自身的使用性能和適用范圍。一種機械或許有許多的用途，而一項施工內容通常也可以使用不同的機械進行施工，或者幾種施工機械共同配合完成施工作業[7]。所以在進行瀝青路面施工機械的選擇時要根據施工的工程量以及施工進度科學合理地進行瀝青路面施工機械的選擇。機械要與公路建設的施工條件、地理特征、施工質量要求、施工工期等具體情況相適應。選擇時要平衡施工機械的性能、先進性、可靠性與機械的使用成本之間的關系，選擇經濟性的機械。公路質量是公路的“生命”，所以在選擇時還要充分地考慮機械施工是否能夠保證公路施工的質量，而且要重點關注機械的安全性能，防止機械出現故障導致的公路、人員安全事故。在組織機械施工時要合理地配置公路機械的數量、類型以及技術性能，優化機械組合，保證工程的施工質量以及施工效率，使公路能夠如期完成建設[8]。盡量選擇同系列的機械方便進行維護和管理工作。

三、瀝青拌和設備的選擇

根據目前國際國內的市場上來看，目前瀝青拌和設備主要類型有間歇式和滾筒式攪拌機兩種比較流行的類型。間歇式的攪拌機使用的計量方法是分批計量，采用強制攪拌的工藝，其優點是能實現瀝青混合料的骨料級配與油石比的精確化，攪拌均勻并且含水量較低[9]。但是此類型的設備體量龐大，能源消耗量比較大。對于標準比較高的高速公路，為了適應高速公路路面施工質量要求高、負荷量大、流量大等運輸特點，必須使用間歇式的瀝青攪拌機，間歇式瀝青攪拌機如圖1所示。

滾筒式的攪拌機能夠進行連續作業、自由攪拌，具有設備緊湊、在相同的生產率下動力能源消耗較少等優點。但是這類機械對于瀝青混合料的骨料級配與油石比的精確程度不高，而且在瀝青與火焰接觸時，容易發生老化，從而降低了使用性能。

四、瀝青攤鋪機施工過程

瀝青路面攤鋪機械作業主要是通過攤鋪機、壓路機、自卸汽車這三者進行聯合作業。攤鋪機通過刮板運輸器以及螺旋攤鋪器把混合料進行攤鋪作業，使其達到一定的寬度，瀝青攤鋪層要先用振搗板搗實，然后把多出來的瀝青刮掉，經過初步搗實以后使用熨平器把瀝青混凝土層整理平整。

（一）攤鋪過程

瀝青混凝土攤鋪機的攤鋪過程，如圖2所示，自卸汽車在裝混合料之前在車箱涂抹好石油或者是潤滑油，然后從瀝青攪拌廠裝混合料并運到施工現場。自卸汽車進行倒車操作，使汽車的后輪好在攤鋪機前面的推動輪上，將汽車的變速箱放到空擋的位置。自卸汽車把一部分混合料卸到攤鋪機的料斗內并運輸到需要攤鋪的地點，然后攤鋪機采用適當的速度推進汽車向前運動，汽車在向前移動的時候均勻的卸載混合料，由攤鋪機跟在后面進行攤鋪作業。攤鋪的瀝青料層經過搗實板的操作得到初步的搗實。再由熨平其對鋪好的料層進行整平工作。最后使用壓路機進行壓實。

（二）攤鋪工藝

如圖3所示，“運轉攤鋪工藝”是指在攤鋪機和運料車之間增加用于材料運轉的材料運轉車。由運轉車進行二次攪拌能夠使在之前環節中有級配離析和溫度問題的瀝青得到充分的拌和。

運轉車本身不用和攤鋪機接觸，也避免了運料汽車和攤鋪機之間的碰撞，其作業的具體情況如圖4所示。

在進行拌和時產生的供料不均勻的問題也可以通過運轉車料斗的存儲量來進行平衡調節。運轉車上的瀝青混合料能倒入攤鋪機上附加的容量為15～18 t的料斗，通過這項裝置可以防止攤鋪機的進料口兩側產生骨料堆積，同時也能調節攤鋪機的負載量。通過對運轉車供料速度的控制，使攤鋪機附加的料斗中瀝青混合料能始終保持料位恒定，進而使攤鋪機能夠連續均載，實現攤鋪機的穩定攤鋪。運轉車的應用能夠使瀝青混合料得到充分地利用，減少溫度和材料的離析，提高壓實度，使公路的孔隙、壽命、滲水性等方面都能夠達到公路建設的技術標準，大大提升了公路瀝青路面的整體質量。

（三）瀝青攤鋪機生產效率的計算

瀝青攤鋪機的生產率計算公式為：

Q = rbvσ

其中b代表的是攤鋪帶的寬度（m）;σ代表的是攤鋪帶的厚度（m）;v代表攤鋪機的行駛速度（km/h）;r代表的是每單位體積瀝青的重量（kg/m3）。

五、瀝青路面壓實機械選擇和施工方案

（一）路面壓實的意義和影響壓實質量的主要因素

路面不是由單一的材料鋪成的，而是多種材料結合到一起而筑成的，為了使各種材料更好的結合成耐受性更好的面層，必須提高材料密實度以及降低材料的透水性能，保證公路在投入使用中面層能夠保持穩定，所以必須進行壓實路面作業。

壓實機械是否能夠具有較好的壓實作用主要是由機械的單位線壓力決定，而路面的材料強度和進行壓實后是否能夠達到承載能力標準是選定線壓力的依據。一般壓路機的單位線壓力和石料強度之間的關系如表1所示。

根據路面的具體壓實要求出發從第一遍壓實和最終的壓實所用的壓路機應該遵循先輕型機械然后再重機械，行駛的速度由高到低的原則進行道路壓實的工作。如果在進行壓實瀝青路面的施工作業中要重點關注路面起伏的情況，即使比較微小的起伏也不能忽視，因為在后期的投入使用中會使這種現象擴大化，嚴重影響公路的質量和安全。出現這種情況要及時進行整改，一般運用壓路機進行對角線壓實，也可以用三輪三軸壓路機消除路面的不平整現象。

（二）壓路機施工

壓路機在進行施壓作業時要以路面的中軸線作為標準線，從左右兩邊逐漸往道路中心碾壓，直到壓到中心位置，在道路的中線位置加壓主輪沒有壓到的地方。根據壓路機的型號制作相應的施工方案。對瀝青路面進行施壓時要“先輕后重”，首先進行接縫碾壓然后在進行初壓、復壓、終壓的工序。要嚴格控制碾壓的遍數和速度，保證施工溫度符合施工要求，改變行駛方向時不要在同一位置上轉向，避免造成凹陷。壓力機的施工一定要把握好技術要點，保證公路的平整性和堅固程度符合國家相關的技術標準。

（三）壓路機生產效率

壓路機的生產效率計算公式為：

其中公式中的Q代表壓路機的生產效率;b1是一次碾壓的寬度（m）;b2表示相鄰兩碾壓帶的重疊寬度（一般取0.15～0.2 m）（m）;L表示一碾壓段的長度（m）;Kb表示時間利用系數（0.8～0.9）;V表示壓路機碾壓行駛速度（m/min）;n表示在同一地點的碾壓次數;t表示換向，換擋時間（0.07～0.08 min）（min）。

六、結束語

綜上所述，公路建設工作是一項復雜而且富有技術的龐大工程，特別是瀝青路面的施工直接影響著交通事業的發展。在進行瀝青路面機械化施工的時候一定要對機械的使用性能、使用方案、生產效率進行詳細的研究，保證施工工作能夠穩定的、高質量、高效率的進行，進而為國家經濟建設的飛速發展和人民生活水平的提高提供良好的交通條件。

參考文獻：

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陜西省商洛公路管理局尖角超限運輸檢測站，陜西 726000