瀝青混凝土路面機(jī)械化施工中機(jī)群管理策略探討

趙素剛

(中國水利水電第十三工程局有限公司，天津300384)

0 引 言

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，高等級(jí)公路瀝青混凝土路面鋪筑已基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)，而由瀝青攪拌站、運(yùn)料車、攤鋪機(jī)、壓路機(jī)等機(jī)械設(shè)備組成的機(jī)群施工系統(tǒng)則在機(jī)械化作業(yè)的過程中發(fā)揮著重要作用。

機(jī)群施工系統(tǒng)的機(jī)械化程度高，其使用性能在相當(dāng)程度上取決于內(nèi)部配置的合理性，由于系統(tǒng)內(nèi)各類設(shè)備間存在著相互配合、相互制約的關(guān)系，因此若僅依靠以往經(jīng)驗(yàn)或定性認(rèn)識(shí)進(jìn)行機(jī)械搭配，就很容易引起生產(chǎn)效率下降、施工成本上升的問題。

所以在實(shí)際工程中，管理人員應(yīng)以機(jī)群的綜合性能為依據(jù)，結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)際情況對(duì)機(jī)群進(jìn)行合理配置、科學(xué)管理，以便為爭創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程、經(jīng)濟(jì)效益最大化工作目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供有效保障。

1 機(jī)群施工系統(tǒng)管理工作的重要性分析

對(duì)于機(jī)群施工系統(tǒng)的管理，就是以提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)、以系統(tǒng)內(nèi)各類機(jī)械設(shè)備為對(duì)象，通過一系列科學(xué)有效的方法和措施對(duì)設(shè)備的物質(zhì)和價(jià)值運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行管理，簡單的講，就是對(duì)機(jī)群施工系統(tǒng)從設(shè)備選型開始到報(bào)廢更新為止的全過程進(jìn)行科學(xué)管理。

近年來，公路工程領(lǐng)域的市場競爭正隨著我國公路事業(yè)的快速發(fā)展而變得日趨激烈，在這樣的時(shí)代背景下，公路工程企業(yè)想要實(shí)現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展，就必須在施工管理中引進(jìn)系統(tǒng)工程的理念和方法，使設(shè)備效率和經(jīng)濟(jì)效益始終處于理想狀態(tài)，從而更好的實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置的目標(biāo)，以此為項(xiàng)目建設(shè)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益以及企業(yè)自身經(jīng)營目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供保障［1－3］。

2 施工機(jī)械的合理選型

施工機(jī)械的合理選型對(duì)于保證瀝青混凝土路面的鋪筑質(zhì)量具有重要意義，原因在于:若存在機(jī)械不配套問題，攤鋪機(jī)就無法處于連續(xù)、勻速、無間斷作業(yè)的良好狀態(tài)，施工質(zhì)量也會(huì)因此下降。

為避免發(fā)生這一問題，管理人員在配套選型的過程中必須緊密圍繞“保障攤鋪機(jī)連續(xù)作業(yè)”的目標(biāo)，具體來說，就是結(jié)合工程的實(shí)際情況，以攤鋪機(jī)前進(jìn)2 ～4 m/min作為基本參數(shù)對(duì)各類機(jī)械的需求量進(jìn)行計(jì)算。

下面，我們就結(jié)合某次工程的設(shè)計(jì)情況，對(duì)施工機(jī)械的合理選型進(jìn)行分析和討論［4－5］。

2.1 瀝青混合料拌和站

該設(shè)備的主要工作任務(wù)是提供溫度適宜、拌和均勻、符合設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求的瀝青混合料，在實(shí)際工程中，以生產(chǎn)率QB作為瀝青混合料攪拌設(shè)備選型的依據(jù)，其計(jì)算公式為:

式中:L、B、H 分別代表鋪筑長度、攤鋪寬度、鋪筑厚度，m;D 為壓實(shí)密度，t/m3;T 為施工工期，d;K 為開工日系數(shù)，取值范圍一般為0.8 ～1.0;t 為每日實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，h。

在 此 次 工 程 中，L、B、H 分 別 為26 000 m、21.75 m、0.09 m;D=2.4 t/m3;T=60 d;K=1;t=10 h。將以上數(shù)值代入公式，可得 QB為203.58 t/h。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，最終確定采用理論生產(chǎn)率為240 t/h的LB3000 型瀝青拌和機(jī)。

2.2 自卸汽車

該設(shè)備的主要工作任務(wù)是輸送瀝青混合料，從使用性能和經(jīng)濟(jì)效益兩方面考慮，自卸汽車的承載量≥10 t。根據(jù)以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，想要讓攤鋪機(jī)處于連續(xù)作業(yè)的良好狀態(tài)，至少應(yīng)有3 輛自卸汽車處于等待卸料的狀態(tài)。

設(shè)自卸汽車的數(shù)量為N，則其計(jì)算公式為:

式中:a 為儲(chǔ)備系數(shù)，取值范圍一般為1.1 ～1.2;t1、t2、t3分代表重載運(yùn)行時(shí)間、空載運(yùn)行時(shí)間、卸料與等待時(shí)間，min;t4為瀝青混合料拌和機(jī)裝滿一輛自卸汽車所需時(shí)間，其計(jì)算公式為:

式中:QB為瀝青混合料拌和機(jī)的生產(chǎn)率，t/h;G 為自卸汽車承載量，t。

在此次工程中，以上參數(shù)的具體值為:a=1.1;t1=32.5min;t2=20min;t3=15min;QB=240 t/h;G=30 t;t4=6。將以上數(shù)值代入公式，可得n 為13.48，即想要保障攤鋪的連續(xù)性，應(yīng)選配14 量自卸車進(jìn)行運(yùn)輸。

2.3 瀝青攤鋪機(jī)

瀝青攤鋪機(jī)的型號(hào)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求、工程量、工期等進(jìn)行選擇，其作業(yè)能力QT的計(jì)算公式為:

式中:QB為瀝青混合料拌和機(jī)的生產(chǎn)率，t/h。結(jié)合本次工程的實(shí)際情況，QT=312 t/h，因此選擇理論生產(chǎn)率為800 t/h的三一LTU90C 型瀝青攤鋪機(jī)。

2.4 壓路機(jī)

單位線壓力是決定壓路機(jī)壓實(shí)作用的主要因素，在實(shí)際工程中，需要結(jié)合所用材料強(qiáng)度、施壓后所應(yīng)達(dá)到的承載力水平等對(duì)單位線壓力進(jìn)行合理選擇。

除此之外，管理人員還要考慮各道工序?qū)郝窓C(jī)提出的不同要求，例如，初壓時(shí)所用壓路機(jī)的單位線壓力和前進(jìn)速度應(yīng)相對(duì)較小，終壓時(shí)所用壓路機(jī)的單位線壓力和前進(jìn)速度則應(yīng)適當(dāng)提高。就當(dāng)前比較常用的壓路機(jī)性能來看，其工作速度一般為1.5 ～4km/h，結(jié)合此次工程攤鋪寬度較大的實(shí)際情況，管理人員最終確定采用兩臺(tái)YZC13C 型雙驅(qū)動(dòng)振動(dòng)壓路機(jī)。

3 施工機(jī)群的合理配置

在最終成為瀝青混凝土路面前，混合料需要依次經(jīng)過攪拌站、自卸汽車、攤鋪機(jī)等多種機(jī)械設(shè)備的處理，由此我們不難看出，在整個(gè)機(jī)群施工系統(tǒng)中，各類機(jī)械設(shè)備被緊密的結(jié)合在一起，共同完成機(jī)械化施工作業(yè)的任務(wù)。

攪拌機(jī)持續(xù)供應(yīng)混合料、始終有2 ～3 輛自卸汽車等待裝卸料、攤鋪機(jī)始終勻速向前推進(jìn)、壓路機(jī)可緊跟攤鋪機(jī)持續(xù)勻速完成壓實(shí)作業(yè)是施工機(jī)群最為理想的作業(yè)狀態(tài)，為了實(shí)現(xiàn)或最大程度貼近這一狀態(tài)，管理人員就必須在準(zhǔn)確估計(jì)施工生產(chǎn)規(guī)模的基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)備的型號(hào)、性能、數(shù)量、運(yùn)行參數(shù)等因素進(jìn)行綜合考慮。

在滿足現(xiàn)行規(guī)范和設(shè)計(jì)要求的前提下，給出科學(xué)合理的施工機(jī)群配置方案并在實(shí)際施工中對(duì)其進(jìn)行不斷的補(bǔ)充、完善和優(yōu)化，將各類影響因素的負(fù)面作用壓縮在最低限度，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)群作業(yè)質(zhì)量、效率、效益最優(yōu)的管理目標(biāo)。

3.1 固定生產(chǎn)要素的初始配置

所謂固定生產(chǎn)要素，就是指那些性能和數(shù)量一旦確定就不再輕易變更的機(jī)械設(shè)備，在瀝青混凝土路面機(jī)械化施工機(jī)群中，瀝青混合料攪拌機(jī)、攤鋪機(jī)、壓路機(jī)都屬于此類設(shè)備。

3.1.1 瀝青混合料攪拌站

管理人員應(yīng)根據(jù)工程量以及工期要求計(jì)算出攪拌站的最小生產(chǎn)力，在綜合考慮設(shè)備性能、工作連續(xù)性以及運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上，最終確定瀝青混合料攪拌機(jī)的數(shù)量。

3.1.2 瀝青攤鋪機(jī)

在瀝青混凝土路面機(jī)械化施工的機(jī)群管理工作中，“后續(xù)機(jī)械生產(chǎn)能力應(yīng)略大于前導(dǎo)機(jī)械”是一個(gè)非常重要的配置原則，根據(jù)這一原則，攪拌站位于整個(gè)施工流程的起始環(huán)節(jié)，因此機(jī)群中各單機(jī)的全部工作過程必須滿足攪拌站的生產(chǎn)能力。

反映在瀝青攤鋪機(jī)的配置上，就是攤鋪機(jī)每小時(shí)對(duì)瀝青混合料的消化能力不得小于攪拌站每小時(shí)的生產(chǎn)能力，攤鋪機(jī)的工作速度和數(shù)量均依照這一要求進(jìn)行確認(rèn)。

3.1.3 壓路機(jī)

在施工過程中，壓路機(jī)緊跟攤鋪機(jī)之后負(fù)責(zé)完成對(duì)瀝青混合料的壓實(shí)處理，根據(jù)“后續(xù)機(jī)械生產(chǎn)能力應(yīng)略大于前導(dǎo)機(jī)械”原則，壓路機(jī)每小時(shí)壓實(shí)的路面長度不得少于攤鋪機(jī)每小時(shí)鋪設(shè)的路面長度，壓路機(jī)工作速度由此確定。

需要注意的一點(diǎn)是，若由此得出的壓路機(jī)工作速度超過了國家現(xiàn)行規(guī)范的限制要求，則應(yīng)適當(dāng)增加壓路機(jī)數(shù)量，嚴(yán)禁采用違規(guī)提速。

3.2 可變生產(chǎn)要素的初始配置

所謂可變生產(chǎn)要素，就是指性能和數(shù)量在確定后仍可靈活變更的機(jī)械設(shè)備，在瀝青混凝土路面機(jī)械化施工機(jī)群中，自卸汽車屬于此類設(shè)備。根據(jù)以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在確定工程所需運(yùn)輸力量的過程中，最小、最大運(yùn)料汽車數(shù)量這兩個(gè)機(jī)群靜態(tài)配置中的極限值是非常重要的參考值，管理人員可借此完成對(duì)動(dòng)態(tài)規(guī)模范圍的控制。

根據(jù)前文所述“后續(xù)機(jī)械生產(chǎn)能力應(yīng)略大于前導(dǎo)機(jī)械”的配置原則，管理人員需要分別計(jì)算最小、最大運(yùn)距所對(duì)應(yīng)的自卸汽車最小數(shù)量。

3.3 施工工序?qū)r青混合料溫度的要求

瀝青混合料的溫度控制不僅決定著施工質(zhì)量的整體水平，而且還會(huì)對(duì)工藝流程、機(jī)群配置等產(chǎn)生影響，所以在設(shè)計(jì)機(jī)群配置方案時(shí)，管理人員務(wù)必要對(duì)瀝青混合料的溫度特性進(jìn)行充分考慮，以此保障配置方案的技術(shù)可行和經(jīng)濟(jì)最優(yōu)。

瀝青混合料溫度損失的影響因素有2 個(gè)，分別是運(yùn)輸時(shí)間和大氣溫度:

3.3.1 運(yùn)輸時(shí)間

一般情況下，運(yùn)輸時(shí)間越長，混合料的溫降就越大，即混合料溫降與運(yùn)輸時(shí)間成正比關(guān)系，所以對(duì)于運(yùn)輸時(shí)間的合理控制也就成為了控制混合料溫降的重要手段。

3.3.2 大氣溫度

根據(jù)以往的理論研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，大氣溫度主要在“攤鋪、初壓、復(fù)壓、終壓階段”產(chǎn)生影響。所以當(dāng)施工進(jìn)入這一階段時(shí)，管理人員應(yīng)注意根據(jù)大氣溫度的實(shí)際情況對(duì)混合料出料溫度進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整。

需要說明的一點(diǎn)是，如果出現(xiàn)在規(guī)定范圍內(nèi)調(diào)整混合料出料溫度卻依然無法滿足要求的情況，則說明當(dāng)前采用的機(jī)群配置方案在技術(shù)上不可行，調(diào)整對(duì)象應(yīng)及時(shí)由出料溫度轉(zhuǎn)換為機(jī)群施工配置。

4 結(jié) 語

瀝青混凝土路面機(jī)械化施工中的機(jī)群管理本身就屬于一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，涉及學(xué)科較廣，所需專業(yè)知識(shí)較多。本次研究認(rèn)為，想要確保施工質(zhì)量、效率和效益，就必須按照系統(tǒng)工程的理念對(duì)機(jī)群作業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)管理。

在此次工程中，管理人員通過對(duì)多數(shù)量、多機(jī)種機(jī)械機(jī)群的科學(xué)管理，以最優(yōu)配置滿足了機(jī)械化機(jī)群施工的需要，所運(yùn)用的思想和管理方式對(duì)同類工程具有參考和借鑒的價(jià)值。

［1］曹立強(qiáng).公路工程路面瀝青混凝土施工技術(shù)與質(zhì)量管理［J］.交通世界，2014(20):50－51.

［2］李景國.瀝青混凝土路面機(jī)械化施工管理［J］.交通世界，2014(11):310－311.

［3］趙嶺.瀝青混凝土路面施工中質(zhì)量動(dòng)態(tài)管理方法的應(yīng)用［J］.交通世界，2014(08):43－44.

［4］崔明輝、朱厚民.淺談公路施工機(jī)械設(shè)備對(duì)瀝青混凝土路面施工質(zhì)量的影響［J］.建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理，2011(03):82－83.

［5］陸宏新、莫志凡，等.瀝青混凝土路面機(jī)械化施工機(jī)群作業(yè)規(guī)律研究［J］.黑龍江交通科技，2013(11):181－182.