探討公路機械節能施工的合理配置及應用

陳明亮

（海南路橋工程有限公司,海南三亞 572000）

0 引言

在公路工程建設過程中，路基路面等修筑都需要大量的施工機械進行施工作業，而公路工程施工機械的種類較多，作業條件以及技術性能各不相同，因此，對公路工程施工機械進行合理的選擇與配備對于保證公路工程施工質量，促進工程進度，提高公路工程的社會經濟效益具有重要的作用。

1 機械設備合理配置的原則[1-3]

公路施工機械設備的配置原則是保證公路施工機械設備得以合理配置的準繩。在機械化的公路路面施工過程中，應該秉承對應的原則，在此基礎上對施工機械設備的型號、數量以及布置方式等進行合理選擇。

（1）路面施工的機械化施工設備合理配置應該達到的基本目標：參與到施工項目中的施工機械設備自身能力達到施工配套要求，其施工功能滿足道路的機械化施工工藝流程，保證施工配置可以充分發揮各型號機械設備的效能；有利于施工組織的合理調度，使得整個施工配套組織科學合理，各個工藝工序之間銜接高效、有序，實現機械設備的運行與協調一致。

（2）所配置的機械設備應該完全適合施工項目的作業性質與施工環境，諸如施工規模、施工場地以及施工距離等，使得施工機械設備充分發揮其施工潛能。另外，所配置的機械設備的生產能力與作業性能應該滿足施工強度要求，保證施工項目得以順利、持續的運行。

（3）所配置的機械設備應該盡量先進、安全、環保，且具有良好的經濟性能治療。在保證施工質量的基本要求之下，優先使用通用性強的機械設備。

（4）在施工機械配置的過程中，應重視在同類型機械設備中對規格、型號的選擇。當公路工程量大、施工強度高時，應該盡量使用大型機械施工設備，這樣可以得到較高的費效比，提高工程施工項目的經濟效益。但是，大型機械設備在出現故障之后對整個施工的影響范圍較廣；對于小型施工設備，雖然其生產率較低，但是存在易于獲得、通用性強以及投入施工速度快等特點。因此，在機械設備的配置過程中應該合理權衡、選擇。

（5）合理控制設備內部調用以及租賃的比例。當在保證生產項目安全性、可靠性的前提下，保證施工設備質量與施工性能與施工項目相配套時，應該盡量選用內部設備。對于工程量小，且屬于零星作業時，可以考慮采用外租設備的方式。

2 機械設備的合理配置

2.1 拌和設備的合理配置

在對拌和設備進行配置時，應該參考項目工程量以及預設工期等合理選擇拌和設備的生產能力與移動方式，保證施工拌和設備的生產能力與瀝青攤鋪設備的生產能力相一致。尤其是在高等級公路的施工過程中，應該盡量采用拌和能力強的攪拌設備。

（1）拌和設備場地的合理布置。

在設置拌和設備場地時，應該盡量選擇矩形的場地，且將拌和設備置于整個場地的中央，而將其他的輔助設施及設備布置在拌和設備的四周。其中，場地中的堆料場地應該進行硬化處理，通過設置硬質的地面鋪面，達到有效減少原材料損失、提高拌和設備生產效率的目的。與此同時，各種規格的堆料之間應該合理的設置擋墻進行分隔，而對于一些較難組織和收納的原材料應該盡量多存放一些于備料場中。另外，在原材料的進場路線當中還應該合理設置地磅，以保證材料的拌和精度、提高拌和效率。根據項目中對混凝土生產能力要求的不同，不同的拌和設備場地面積應該根據產量設置不同的拌和場地，具體參數見表1。

表1 拌和場地的面積選擇參數

（2）拌和設備的合理選型。

公路路面所攤鋪的瀝青材料拌和設備應該根據項目的實際生產情況進行合理選型。拌和設備每小時的生產量=工程項目的規劃用量／（拌和設備工作效率×影響系數×計劃工作小時數）。其中，影響系數是指設備在正常生產過程中，由于設備維護以及其他不可預測因素導致的拌和設備生產量降低（通常，新設備一般取為0.8～0.85；而舊設備一般取為0.75～0.8）；而項目工程計劃用量則應該根據實際的施工工藝及施工水平、公路路面接縫數量再適當增加0.1%～0.5%；而工程的計劃工作小時數則應該與施工作業制度相關，通常所設置的8 h實際作業時間一般只有6 h，而16 h的作業時間實際上只有13 h的作業時間，24 h的工作設置時間實際只有20 h左右；拌和設備的工作效率同時還應該考慮所采用的原材料情況、拌和設備的實際工作效率等因素，通常可以在0.85～0.95之間合理進行選擇。

2.2 攤鋪設備的合理配置

作為公路機械化施工的重要機械設備之一，攤鋪機的選擇過程中應該根據公路施工作業路面的具體標準進行選擇。我國當前高等級公路路面通常單幅路面的寬度在10～14 m之間，部分加寬的路面寬度將達到1～20 m。對于等級較高、城市交通主干道，則應該采用2臺及其以上的攤鋪機械形成梯隊作業的施工模式。因此，在攤鋪機械的選擇過程中，應該滿足下列要求：攤鋪機械的總實際生產力（Q）應該大于拌和設備的實際總生產率；攤鋪機械應該設置有自動、半自動攤鋪調節攤鋪厚度的找平裝置；施工過程中應該有足夠容量的受料斗，且在自卸車換車的間歇期能保證連續攤鋪；確保攤鋪機械有可加熱的振動夯實板及同步壓實裝置，確保攤鋪機械的攤鋪寬度可調。

2.3 碾壓機械設備的合理配置

在選擇碾壓機械設備型號時，確定攤鋪機械的實際生產能力之后，即攤鋪機械的型號確定之后，就可以根據相關參數確定對應的碾壓設備型號。碾壓作業是公路路面施工的重要程序之一，對路面強度、穩定性、疲勞壽命等直接相關。碾壓作業工作的主要內容為：碾壓設備的型號選擇、相配套設備的組合、碾壓溫度的控制、碾壓速度的控制、碾壓方式的選擇等。在選擇碾壓機械型號時，主要考慮如下兩個因素：其一，保證攤鋪機械與碾壓設備之間生產能力的相配套；其二，保證公路路面碾壓的壓實度達到要求的同時，確保路面結構不被破壞。在確定路面壓實度時，可以根據路面結構層的厚度、寬度等來確定。對于混凝土路面的施工，可以采用配置四臺壓路機(兩臺鋼輪壓路機，兩臺輪胎式壓路機)的配置方式。而對于高等級的混凝土公路施工，則主要用雙軸的雙輪式碾壓機械。該設備壓實寬度、壓實致密性以及壓實平整度等效果較佳。

2.4 混合料運輸車的合理配置

為了保證攤鋪機械設備能正常運載，應該合理配置運輸系統，使運輸系統充分發揮其作用，并構建一個完整高效的運輸系統，進而保證公路施工的順利運行。例如：瀝青混合料運輸車的合理配置，應該從瀝青攪拌機械設備所在的位置、施工環境、攤鋪機工作效率、混合料運輸線路、混合料運輸距離以及混合料的運輸類型及其性能等實際情況出發，采用噸位大的自卸車作為運輸工具。同時，在配置運輸設備的運輸效率時，要保證運輸能力比攤鋪機械設備和拌和機械設備的工作效率高。而選擇自卸車時相關技術參數，見表2。

表2 自卸車相關技術參數

除此以外，在配置自卸運輸車輛的數量時，應該充分考慮運出車輛機械故障和影響拌和機械設備和攤鋪機械設備正常工作的情況，一般在進行配置時，可以適當增加自卸運載車的數量。

2.5 灑布車的合理配置

灑水車主要給施工機械設備加水或者對公路路面進行清洗和灑水；路面切縫機械設備主要是對施工路面的切割，以便合理設置路面的伸縮縫；小型壓路機主要是對公路施工工程中其他附屬工作的壓實，而壓實的工作量小，因此，對其配置數量要求不大。為了實現公路機械化施工的節能目的，通常只需要配置灑水車、路面切縫機械設備、小型壓路機等機械設備各一臺即可。

2.6 裝載設備的合理配置

裝載設備是保證混合料供應系統得以正常運轉的重要設備。在拌和設備系統正常工作的過程中，只有保證裝載設備及時的給拌和設備送入足夠的料才能保證整個系統的持續穩定運行。

2.7 其他機械設備的配置

除了上文中論述的相關機械設備之外，路面施工機械還需要其他的相關配套設備予以配合，諸如：灑水車、路面切縫機械、小型振動壓路機等路面機械設備。在機械化的公路路面施工設備當中，由于灑水車、路面切縫機械以及小型振動壓路機械等設備的工作負擔并不大。其中，灑水車主要擔負給其他的施工機械設備加水以及公路路面的清洗、灑水工作；路面切縫機械主要負責對已施工的路面進行分割與切縫，合理設置路面伸縮縫；而小型振動壓路機主要擔負其其他附屬工程的壓實工作，其壓實工作量通常較小，配置的數量并不要求很多。通常而言，在每個機械化的公路施工項目中，只需要配置1臺灑水車、1臺路面切縫機械以及1臺小型振動壓路機即可。

3 結語

公路施工機械化是一個復雜組織過程，機械選擇配置的合理與否，應直接影響工程的施工質量、施工進度以及施工成本。優化合理的施工機械配置時工程能夠高質量、快速度、低能耗以及低污染完成施工任務的關鍵。本文通過對施工機械的性能組合、施工機械的類型、數量組合以及根據工程的特點進行了施工機械的合理配置，能夠提高施工質量、施工進度以及降低施工成本。由于，影響施工機械合理配置的因素較多，還需要對施工單位性質、施工管理、機械的維修及管理等因素綜合考慮，最終配置出技術先進、經濟合理、安全環保的施工機械組合。

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