寬幅大厚度攤鋪機抗離析技術

向國強，陳 鋒

（三一重工股份有限公司泵送研究院，湖南長沙 410100）

0 引言

隨著國民經濟的發展，進一步推動了我國道路交通事業的發展。近年來，國內各地區都在加快道路施工，而在施工過程中用到的施工技術以及施工設備，將對最終的工程質量造成重要影響。在當前的瀝青混凝土施工中，普遍用到了攤鋪機進行材料的鋪設，但國內在這方面的技術水平以及施工經驗有所不足，也缺少必要的理論研究。因此，必須充分借鑒國外經驗，并從當地的施工流程出發，研究攤鋪施工過程中的各個關鍵環節，進而探討寬幅大厚度攤鋪機抗離析技術。

1 寬幅大厚度攤鋪施工工藝及壓實特性

1.1 施工工藝

結合過往施工經驗可以發現，接縫處出現離析，往往是由并機施工造成的；邊緣處出現離析，則多是由設計參數不規范造成的。但從根本上來說，兩者都會給最終的工程質量帶來影響。盡管通過轉運、攤鋪等操作，有效地解決了早期物料離析的問題，但這種操作與國內現行的施工規范是存在差別的。這就使得在實際的施工中，若是使用梯形并機施工，以及螺旋半埋的高速輸料方法，就很容易引發二次離析的現象。為了避免這一情況的出現，進一步提升施工質量，就需要對攤鋪機進行設計上的優化，改進設備的運行方式，為其添加二次攪拌功能，進而有效控制離析現象的發生。實際上，大功率攤鋪技術就是通過二次攪拌的形式來改善其抗離析能力，通過整機、螺旋驅動等配置對其進行優化，再加上更大噸位的壓實裝置來實現單機大寬幅作業，如此一來，就能充分改善離析情況，進而提高道路工程質量。

1.2 壓實特性

（1）厚度壓實的特性。通常指的是級配較好的集料，被壓路機不斷碾壓過后，壓實度、壓實深度之間的最優關系。可從施工操作的具體要求出發，結合不同型號、噸位的壓路機對其進行分類。

（2）壓實次數。不管是怎樣的工程情況，隨著壓實次數的增加，土層的應力都會隨之得到增長，這與壓實方法也有著極為密切的聯系。從近些年國內的眾多工程來分析，振動、沖擊等形式比較多的用于厚鋪層土壤的壓實操作，但在整體上的壓實度并不是很理想。盡管經碾壓路基能夠在鋪層較薄的地方使用，但在實際的使用過程中存在很大的局限性，對其發展有著很大的限制。

（3）路基、路面壓實。從具體的工程施工情況來看，壓實設備的壓實特性會對路基密實度、壓實度造成較大程度的影響。研究發現，運用壓實特性進行深層次的研究是有著一定可行性的。

2 攤鋪過程中離析的產生

一般來說，在攤鋪過程中引起離析的因素有很多，設備設計方面的不合理以及材料運送過程中的不規范都有可能引起離析現象。具體來說，可分為2 種情況：①級配離析，指的是集料受到外力的影響而使得大、小粒徑料分別發生了聚集。眾所周知，粒徑不同，所產生的運動慣量也就不同，當其受到外力的影響時，大粒徑集料的運動速度將更快，這必然會造成離析現象的發生。②溫度離析，指的是在實際攤鋪過程中，經過充分的攪拌處理后，溫度均勻的混合料，受到某些作用的影響，溫度出現一定差異的情況，這在很大程度上也會造成離析的產生。

2.1 級配離析的產生

（1）縱向離析的產生。很多工程實踐都表明，縱向離析的產生是由螺旋布料器的結構造成的。考慮到攤鋪機在工作時，材料是從中間向兩邊傳送，這種情況下，就需要具備一個中間驅動的鏈輪箱，在兩側還需要加上支撐，這就很容易造成螺旋的不連續，再加上材料在運動過程中必然會產生一定的阻力，就會導致不同粒徑材料的分離，進而引發離析現象。

（2）橫向離析的產生。其與攤鋪機自身沒有太大關系，更多的是由操作過程的施工方法引起的。在一個具體的工作流程中，存料時會不可避免的形成錐狀堆料，這就第一次導致了在貯料倉中出現離析，接著在向卡車卸料時也會形成錐狀堆料，這就第二次導致了料斗中出現離析，當向攤鋪機中進行卸料時，又會形成錐狀堆料，就會再一次的引發離析。如此一來，當一個工作流程完全走完后，最后留下的大粒徑的材料會全部被送至螺旋分料器，進而導致了橫向離析。

2.2 溫度離析的產生

溫度離析，主要是由自卸車的運送和卸載過程造成的。在運送過程中，混合料難免會與空氣進行熱交換，處在車廂壁及頂層附近的混合料溫度有所下降，因為導熱性能較低，熱量從中心位置向四面擴散的速率很慢。因此，在運輸到達施工現場時，四壁與中心的物料溫度就會出現一定差別。卸載過程中，溫度高的材料的黏性較低，將首先被卸下來，而溫度低的材料總會到了最后落在料斗的頂部，這種情況下，高溫材料又是首先被鋪到基層上，這就更加加劇了混合料在溫度上的不均衡性，這樣，由溫度引發的離析將變得更為嚴重，而且每次的運送、卸載過程都會引發離析現象。

3 對離析的控制措施

實踐經驗表明，在施工過程中離析的產生很難完全避免，但還是可以利用一些措施進行控制，盡可能減少離析的產生。對于瀝青路面施工來說，應該從集料生產、堆集、運輸、攤鋪等各個環節入手，嚴格遵照施工規范進行，以確保路面施工質量。

3.1 實際攤鋪過程中的控制

在實際攤鋪過程中，拌和站的生產能力要與攤鋪機的施工能力相匹配，不然就會使得攤鋪機在工作中缺乏持續性，離析的產生也就不能避免了。同時，還應根據要求對混合料的料徑等進行嚴格控制，因為粒徑越大，其運動慣性也就越大，在運送以及后續的施工過程中就越容易造成顆粒的分離，進而引發離析現象。因此，在進行集料的篩分、級配時，應控制好最大粒徑在其中的含量，并盡可能提高級配的準確性。

3.2 級配離析的控制

（1）縱向離析的控制措施。①對攤鋪機的性能進行不斷的優化，以確保工作過程中的穩定性與可靠性，則混合料將能夠實現均勻分布，這方面原因導致的離析將得到有效的控制；②對超聲波料位器進行適當的調整，使得物料達到螺旋葉片的2/3 以上，進行這樣的改造之后，物料在運動時就能實現整體上的運動，而不會出現過多的翻滾，對大小料分離的情況進行了有效的控制；③螺旋前導料板間隙進行隨機適度的調整，使材料在分料時進行二次拌和，這就在一定程度上避免了粗細粒料的堆積，進而有效降低離析現象的發生。

（2）橫向離析的控制措施。①在材料的運送環節，應盡量選擇更大噸位的卡車，這可以減少運輸過程中的離析量；②在通過自卸卡車進行裝料時，應采用移動裝料的方式，并按照一定順序進行，從而避免離析現象的產生；③在貯料倉中卸料時，每次可在倉里留下一部分料，考慮到裝料過程中總會形成同心圓狀的離析，最后剩下的多是粗集料；④使用自卸車時，要加快速度，以盡可能避免離析；⑤每輛車卸完料后，不要將其中的材料完全鋪完，要使得新、舊料得到充分的混合，以控制離析現象。

3.3 溫度離析的控制方法

（1）選用重攪拌螺旋機，可有效減輕或是消除溫度離析的產生，還可以設計變徑、變螺距裝置，僅當寬螺距時才能進入攤鋪，窄螺距時則要再次進行攪拌處理，這一操作能夠實現材料的重新拌和，在一定程度上避免了運送過程中溫度離析的產生。

（2）選用“瀝青混合料轉運車”這種機械設備，其主要是對使用前的材料重新進行一次攪拌處理。而且，還避免了車輛對攤鋪機的撞擊，減輕了運輸過程中的溫度離析。

4 寬幅大厚度攤鋪機抗離析技術

4.1 差異性施工方式下的離析對比

可以通過差異性施工方式來對抗離析技術進行論證，甲地使用的是常規的攤鋪方法，乙地使用的則是大功率寬幅攤鋪機進行操作，準備好的材料被直接傳送到攤鋪機進行攪拌，并進行二次拌和攤鋪。

對于瀝青混合料的整個卸料過程，存在著比較明顯的離析情況，而且鋪料機在收斗階段也會出現一定程度的離析。在其到達攤鋪機內部螺旋以后，發生離析的集料必然會出現某種程度的變化，使得原先的材料在經過離析再攪拌處理之后基本消失掉了。通過對甲、乙兩地施工情況的對比分析來看，使用大功率寬幅攤鋪機，得到的顆粒要更加均勻，攤鋪效果更好，路面平整性更加突出，基本上未發現有離析現象。而應用常規的施工方法，則產生了較為明顯的離析，最終的工程質量與前者存在較大差距。

4.2 攤鋪工藝對級配的影響

通過對攪拌站的出料進行檢查，來確定生產級配以及瀝青的用量是否能夠滿足工程施工標準，并利用該方法來證明鋪設過程中級配的穩定性。結果表明，生產級配在該過程中是相對比較穩定的，并未產生明顯的波動。在收斗的過程中，也會對離析造成一定程度的影響。在取樣時，應抽取收斗之前的材料，連續抽取試驗，對所得數據進行研究。

在溫度方面，盡管不同溫度的材料會在操作階段出現依次坍塌的現象，但這同樣也起到了二次混合的效果。在整體上來說，并不會給溫度離析帶來多么明顯的影響，但在后續的施工過程中有可能會引發低溫料的聚集，進而引發嚴重的溫度離析，這也是造成溫度離析的主要原因。因此，運輸車輛在卸車時，所需時間要盡可能的短，從而對溫度進行控制，以確保卸下的材料溫度在規定范圍以內，當然也可以適當超出范圍。此外，在卸料時，兩側的溫度是比較低的，使得材料被擠壓到兩側，造成了輸料器的運行困難。因此，如果攤鋪機的收料不足，工作人員會翻起兩側板，實現集中攤鋪，以此保證鋪料工作的順利運行，而且還能夠進一步提高工程質量。

5 結語

隨著我國經濟的發展，國內的道路交通事業迎來了一段高速發展的時期，道路施工工程不斷增多，而在施工過程中用到的施工技術，將對工程項目質量造成重要的影響。在當前的瀝青混凝土施工中，普遍用到了攤鋪機進行材料的鋪設，這一過程中，會出現一定程度的離析現象，若是不能提出有效的解決辦法，必然會對最終的工程質量造成影響。但國內在這方面的技術水平以及施工經驗有所不足，也缺少必要的理論研究，因此，必須充分借鑒國外經驗，并結合我國的工程實際研究攤鋪施工中的各個關鍵環節，進而提高工程質量。本文著重分析當前道路施工過程中出現的離析現象，對常見的離析現象提出了解決措施，并采用差異性的施工方式論證了寬幅大厚度攤鋪設備施工技術的可行性，結果表明，該技術能夠對離析現象進行有效的控制，具有很高的實用價值。