瀝青路面施工機械優化配置探討
2008-12-31 00:00:00胡曉林王志強
現代商貿工業 2008年10期
摘 要：對瀝青混凝土路面施工過程中，施工機械之拌合機械、運輸機械、攤鋪機械、壓實機械的合理配置，根據優化配置原則，從拌和設備生產能力、運輸車輛、攤鋪機攤鋪能力與攤鋪組合方式、壓實機械的壓實能力、需求數量等方面進行了闡述。
關鍵詞：瀝青路面;施工機械 優化配置
中圖分類號：TU文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）10-0399-02
1 主要機械設備優化配置
1.1 運輸車輛
在瀝青混凝土路面施工過程中，為保證現場攤鋪機均勻連續的進行施工作業，要求瀝青混合料的供給量和攤鋪工作量相匹配，拌和設備生產能力確定后，可依據運距遠近確定運輸車輛的數量，通過實際計算與分析，可以通過如下公式確定：
N=A#8226;h#8226;ρq（1）
式中：N-表示所需運輸車次總數，（次）；
A-施工現場計劃施工面積，（m2）;
h-施工結構層厚度，（m）；
ρ-結構層壓實密度，（t/ m3）
q-汽車平均載重量，（t）。
n=QbDKqV+n′（2）
式中：n-單位時間內運輸車量需求，（量）；
Qb-拌和設備的單位生產能力，（t/h）；
D-平均運距，（km）；
V-運輸車輛平均運輸速度，（km /h）；
K-時間利用系數；
n'-攤鋪機前等待卸料車輛，（量）。
在實際計算過程中，時間利用系數與施工組織具有密切關系，一般取值在0.75～0.85之間，施工組織越嚴密，管理越規范，取值越大，反之，越小。攤鋪機前等待卸料車輛n'的取值要考慮瀝青混合料對施工溫度的要求，在攤鋪機前卸料等待車輛不能過多，當外界施工溫度較高（30℃）以上，等待車輛可以取2～4量，當外界施工溫度較低（20℃）左右，等待車輛可以取3～5量即可。
1.2 攤鋪機械
1.2.1 攤鋪機械生產能力及數量確定
為保證運到攤鋪現場的瀝青混合料能夠及時攤鋪完畢，在選擇瀝青混凝土攤鋪機械時應考慮其實際攤鋪能力應略大于拌和設備的實際拌和能力，或者在攤鋪機械選定的前提下，在去確定拌和設備的實際生產能力。攤鋪機的實際攤鋪能力應以實際攤鋪寬度、厚度，在一定的攤鋪速度下能夠攤鋪符合工程質量要求的生產能力，可用下式計算：
Qt=60KtBhVtρ （3）
式中：Qt-攤鋪機實際生產能力，（t/h）；
Kt-時間利用系數；
B-攤鋪機作業寬度，（m）；
h-混合料壓實厚度，（m）；
Vt-攤鋪機攤鋪速度，（m/min）；
ρ-結構層壓實密度，（t/ m3）
在式（3）中，時間利用系數同樣與施工組織具有密切關系，一般取值在0.75～0.95之間，施工組織越嚴密，管理越規范，施工連續性越好，取值越大，反之，越小。
攤鋪機需求數量可以通過下式確定：
n=KQbQt(4)
式中：Qb-拌和設備的單位生產能力，（t/h）；
K-拌合機與攤鋪機的機械匹配系數（1.2～1.3）；
Qt-攤鋪機實際生產能力，（t/h）。
1.2.2 攤鋪機械組合方式確定
在瀝青混凝土攤鋪施工過程中，攤鋪機械的組合方式有兩種，一種是一臺攤鋪機在全寬范圍內一次性攤鋪成型，這種攤鋪方式要求拌和生產能力較大、運輸能力較大，而且該方式攤鋪施工有效減小了施工縱向接縫，施工平整度、施工質量較高，由于采用單一攤鋪機攤鋪作業，可以有效降低施工成本，提高解經濟效益；但該種攤鋪機械一次性投入或租用費用較高，一般適用于大型施工企業。另外一種攤鋪作業方式為兩臺或兩臺以上攤鋪機以臺階式聯合作業，前后距離約10m左右，該施工方法工藝控制簡單，但施工過程中容易產生縱向接縫、厚度不均勻、橫坡不平等問題。一般適用于中小型施工企業或低等級公路建設。在實際選擇攤鋪方式過程中，應充分考慮施工進度、施工質量、經濟效益要求來確定采用何種攤鋪方式。
1.2.3 攤鋪機的作業速度
攤鋪機的作業速度對攤鋪機的作業效率和攤鋪質量影響很大，正確選擇攤鋪作業速度，是加快施工進度、提高攤鋪質量的重要手段，選擇的原則是保證攤鋪機作業的連續性?；旌狭系墓芰礊r青混合料拌和設備的生產能力和運輸車輛的運輸能力，應使攤鋪設備在某種速度下連續作業。合理的攤鋪速度可根據混合料供給能力、攤鋪速度和厚度確定，計算公式如下：
v=100Q60bhr（5）
式中: Q-混合料的實際供給能力，t/ h；
h-為壓實后的攤鋪厚度，m；
b-為攤鋪寬度，m；
r-為瀝青混合料壓實后的密度(t/ m3)
在實際施工過程中，攤鋪速度還因混合料的種類、溫度及鋪筑的層次有所區別，一般下層的攤鋪較快，約為10 m/ min，上面層的攤鋪速度較慢，為6 m/ min以下。
1.3 壓實機械
1.3.1 壓實機械選型
攤鋪機型號一經選定，即攤鋪機實際生產能力確定后，就可以選擇合適的壓路機了。壓實作業是瀝青路面施工的關鍵工序之一，對瀝青混合料的強度、穩定性、疲勞強度具有至關重要的影響，壓實作業的主要內容包括壓實設備的選型與組合、碾壓溫度、速度、編數、碾壓方式等的確定。
碾壓機械選型時要考慮兩方面的因素：一是要保證攤鋪機與壓路機之間生產能力的相互配套；二是要求保證路面壓實度的同時結構不受破壞。壓路機選型主要通過結構層厚度、寬度及壓實度要求來確定。
在瀝青混凝土路面施工過程中，通常需配置四臺套壓路機：兩臺鋼輪壓路機，兩臺輪胎式壓路機。在高等級瀝青混凝土路面施工中一般采用雙軸雙輪式壓路機，該種壓路機前后各一個鋼輪，壓實效果較好，壓實寬度較大，能在攤鋪層上橫向碾壓，產生更均勻的密實度和良好的路面平整度，常用在高等級公路瀝青混凝土路面的初壓。
輪胎壓路機是利用沖氣輪胎的特性來進行壓實的機械，它除有垂直壓實力外，還有水平壓實力。不但沿行駛方向有壓實力的作用，沿機械的橫向也有壓實作用。這些力的作用下就可以產生很好的壓實效果，故在瀝青混凝土路面施工中，必須選用輪胎式壓路機。輪胎壓路機有輕型、中型和重型三種，其質量分別為10t～16t，20t～25t和30t以上。在高等級瀝青路面施工中，根據瀝青混合料的密實要求以及對路面質量要求，一般可選用輕型和中型的輪胎壓路機。振動壓路機壓實效果好，影響深度大，生產效率高，所以在瀝青混合料壓實作業中亦必不可少。高等級瀝青公路碾壓施工作業中宜選用串聯振動壓路機，一般情況下，鋼輪壓路機本身自帶振動可靜壓和振動。因此選用這種壓路機比較合適，機械效率較高。
1.3.2 壓路機的數量確定
為使混合料達到最大密實度與壓實質量，需選擇合理的壓路機組合及碾壓溫度、速度、編數、碾壓方式。瀝青混合料的壓實宜采用鋼筒靜態壓路機、輪胎式壓路機和振動壓路機組合的方式。壓路機的數量依據其生產能力來確定。
靜態鋼輪壓路機的生產能力按下式確定:
Q=3600(b-c)LhKY(L/v+t)n(6)
式中: Q-為壓路機生產能力， m3/h；
b-為碾壓帶寬度，m；
c-為碾壓帶重疊寬度，m；
L-為碾壓作業帶長度，m；
h-為鋪層壓實后厚度，m；
v-為碾壓行駛速度，m/s；
t-為轉彎調頭或換擋時間，s；
n-為碾壓遍數；
KY-為時間利用率(0.75～0.95)。
輪胎壓路機的生產能力按下式確定:
Q=3600(b-c)LhKY(L/v+t)n(7)
式中: Q-為輪胎壓路機生產能力，m3 /h；
L-為碾壓作業帶長度，m；
b-為碾壓帶寬度，m；
c-為碾壓帶重疊寬度，m；
h-為鋪層壓實后厚度，m；
KY-為時間利用率(0.75～0.95)；
v-為壓路機運行速度，m/h；
t-為壓路機的換向時間， 1s～2s；
n-為碾壓遍數。
振動壓路機的生產率按下式確定:
Q=1000WvHCn（8）
式中: Q-為振動壓路機生產能力，m3/h；
W-為振動輪寬度，m；
v-為壓路機運行速度， m/h；
H-為壓實后厚度，m；
n-為碾壓遍數；
C為機械效率系數， （壓路機實際生產能力與理論生產能力之比）。
壓路機數量通過下式確定：
n=QTQ(9)
式中：n-攤鋪機需求數量；其他符號含義同前。
壓路機數量確定以后，根據施工要求，對碾壓作業的初壓、復壓、終壓三個階段進行壓路機的配置和組合。
2 結語
該瀝青路面施工機械優化配套技術在實際瀝青路面施工過程中具有一定的指導意義，對于保證整個施工的連續性，最大程度的發揮單機工作效率、整個機械系統的綜合工作效率，加快瀝青路面施工速度，降低施工周期，提高瀝青路面施工質量、降低工程造價等方面具有較高的借鑒價值。
參考文獻
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［2］邵明建.瀝青路面機械化施工與質量控制［J］.人民交通出版社，2001，（7）.
［3］洋文淵.簡明工程機械施工手冊［J］.人民交通出版社，2000，（12）.
