公路施工機械的作用及其前景

1.公路施工機械與設備

1.1.路基施工機械基礎工程機械， 包括各種樁工機械， 地基處理機械。土石方工程機械， 包括挖掘機、推土機、鏟運機、平地機、裝載機， 自卸車等。

1.2.壓實機械包括各類型壓路機， 羊足輾、夯土機、振動平板夯等。

1.3.路面施工機械包括各種路面材料的拌制， 運輸、攤鋪、壓實和養護修理等所用的各種專用設備。路面施工機械專業性很強， 制造難度較大， 我國過去重視不夠， 以致今日仍需大量從國外進口。自己的研究、設計、制造的力量薄弱， 這與目前形勢極不適應， 經過初步調查， 我們認為應優先發展下列路面機械。

1.3.1.土壤穩定拌和機。其主要用途是對路基土壤進行加固處理， 在國外已大量使用， 生產廠家很多， 如美國Rexworks的HDS系列， 能對多種混合材料進行穩定拌和， 如：水泥與土， 石灰石與土， 瀝青與土以及鹽類氯化鈣等。國外生產的土壤穩定拌和機， 采用了液壓傳動和電子技術，使其能夠精確地控制工作速度和結合料灑布量， 提高了土壤的穩定效果和穩定質量， 使穩定深度增大（可達60m） ， 并實現了過載保護。穩定機一般分場拌和路拌兩種， 場拌雖拌和均勻質量好， 但所需配套機組較多， 結構復雜， 設備費用高。所以一般公路建設多用路拌， 路拌又分一次行程的多轉子式， 和多次行程的單轉子式， 后者結構簡單， 機動靈活， 使用維修都很方便， 因此應用較廣。

1.3.2.水泥硅路面攤鋪機。由于瀝青價格上漲， 國際上近年來鹼路面有所回升， 有的國家達到全部路面的30%， 因之鹼路面攤鋪機的生產量隨之回升， 我國目前鹼路面很少， 遠不及瀝青鹼路面（占95%）， 但是我國瀝青的生產量很少， 質量不過關， 修筑高級路面還需進口瀝青， 而我國水泥生產量很大， 還有不少地區興辦的中小型水泥廠， 因此發展鹼路面物質條件要比較優越。60年代中期國際上發展了一種滑模式鹼攤鋪機， 可以在一次行程中， 完成混合料的攤鋪、振實、成型、切縫、打毛等作業， 每日可鋪筑2—3km， 最高可達5km。它裝有自動導向， 自動調平的電子控制裝置， 采用液壓傳動， 這種攤鋪機工效高， 成本低， 鋪筑質量好， 值得推廣。

1.3.3.水泥硅路面修飾機。用來整平、搗壓和抹光攤鋪機所攤鋪的路面層。整平機常采用葉片軸和螺旋整平器， 搗壓主要是用振動板或搗實板， 對于干硬性混合料應用高頻率的振動板來搗實。抹光是用光面帶或光面梁和光面板來實現的， 光面帶在水平面內擺動， 而光面板作小振幅高頻率的垂直振動， 由此而使路面層光滑。

2.公路施工機械的幾種技術與發展

2.1.電液控制技術

為了節能，20 世紀80 年代筑路機械上大規模采用機電液控制技術。隨著微電子技術的進一步發展， 集成電路的集成度和性能提高， 價格下降， 特別是單片微處理器的出現， 大大推動了筑路機械的機電液一體化進程。使電液控制在筑路機械的發展中起到不可替代的作用。電液控制技術主要有一下幾方面：

2.1.1.位置識別及誘導： 機械自身具有自動辨認所處位置以及機械能確認其在作業中已偏離既定路線，并且具有自動復位的控制機能。

2.1.2.工作過程的監控以及隨機自動保護： 利用專家系統建立的推理和學習機能，可實現某種人工智能。

2.1.3.遙控和無人化技術： 近年已出現了無線遙控挖掘機和全自動液壓挖掘機， 其中大量采用微機集成控制技術， 即在計算機系統存有用于工作時的程序工作時， 電液系統獲取信號將液壓油引向相應液壓缸，自動完成各種功能操作。

目前，國外在筑路施工機械電液控制方面進行了大量的研究和開發工作，今后此領域的發展方向將有以下幾種趨勢：

（1） 開發具有最佳行走操作自動控制系統， 以提高機械的作業能力、作業效率以及機械操作的簡便化、機動化、安全化等；

（2）進行多臺機械組合無人化施工的研究。現亟需解決的問題是： 密封裝置性能的提高， 今后研究工作的重點是提高密封和軸承的性能。另外，環保性是工程機械面臨的新挑戰。

2.2.潤滑保養技術

由于筑路機械的零部件在干摩擦的情況下會發生“ 咬死” 或燒損， 所以必須對筑路機械的某些部位進行潤滑保養。潤滑與否及潤滑效果的優劣對筑路機械的使用壽命影響很大。目前在潤滑保養技術上面主要有以下幾方面：

2.2.1.選擇適當的潤滑材料： 所采用的品種應是根據原設計所規定的配合件的間隙、承載、工作溫度及結構形式所確定的品種， 最好是原廠標定的品種。潤滑材料的流動性必須符合實際需要。考慮溫度的變化對潤滑材料性能的影響。

2.2.2控制潤滑材料的加注量。對于潤滑油，可用油尺或檢查螺塞來控制加注量。使用油尺時，注油量不能超過油尺標志的上限， 也不能低于標志下限。

2.2.3.保證注油或換油的適當間隔期。潤滑材料由于摩擦熱、雜質和水分等的作用會逐漸消耗或變質， 對已消耗的機械要及時加注潤滑材料， 加注的間隔期要視該部件的運動速度、受力程度、油料性質及其它工作條件而定。

2.3.藍牙在線監測技術

當前筑路機械的發展方向是開發各種智能化的筑路機械， 這就對計算機系統同時在信息采集、復雜信號處理、控制等方面有較高的要求。利用藍牙芯片可對傳感器采集到的數據進行無電纜可靠傳輸， 并能利用非機載設備， 對采集的信號進行復雜有效的處理， 控制施工全過程。

這種藍牙技術， 可以支持物體與物體之間的通信， 低成本的近距離無線連接， 避免了有電纜傳輸遇到的各種問題， 同時還能利用非機載設備， 對采集的信號進行復雜、有效的分析和處理， 從而有效地進行監測、檢測和控制，達到筑路機械智能化的要求。藍牙技術解決上述問題還有許多細節存在問題， 為防止信息的誤傳和被截取， 每個設備都要有相異的頻度； 藍牙具有一對多點的交換數據能力， 故它需要安全系統來防止未經授權的訪問。但是短期內藍牙面臨的最大挑戰是自身的價格。只有這種技術足夠廉價，才可以使所有周邊電子設備都可以無線相連。人們盼望不久藍牙價格能足夠低， 軟件能足夠完善， 以便嵌入到便攜式計算機和其它設備中去。

3.未來的展望

按照國家公路基本建設規劃，到2020年、我國將基本建成“五縱七橫”（約3.5萬km）的國道主干線。每年將以2.2萬km的速度新建公路，若按這一平均增長速率，到2020年，我國公路里程可以達到l80萬km，而與我國土地面積相近的美國。公路總里程已達到630萬km，高速公路達到80000km.由此我們可以推斷，未來十年我國公路建設的任務仍將十分繁重。除此之外，還將面臨已建成公路網的貫修和擴建的艱巨任務。

當今，由于電子技術、傳感技術、自動空竹技術、人工智能（AI）技術等一些現代新技術的快速發展和這些技術在筑路機械領城的廣泛應用。未來將是筑路機械自動化、智能化的時代。筑路機械不僅可以實現單機的自動化，無人化操作，面且還將實現機群聯合施工作業的自動化、無人化。因此，不斷發展的高新技術也必將為筑路機械的發展注入活力。