公路工程機械設備選型和優(yōu)化

張元洪

（中鐵十九局集團國際建設分公司，北京 100176）

1 工程概況

三施高速公路第一合同段進行瀝青路面施工時，根據(jù)公路工程實際情況，選擇機械設備。工期2 個月，需要拌合站混合料日產(chǎn)1500 t，如果選擇3000 型的拌合站，需要每天工作9 h，選擇4000 型的拌合站，則需要每天工作7 h。開機和停機的時間大概為1 h，還要考慮維護保養(yǎng)以及氣候因素導致停工的情況，如果選擇3000 型拌合站，則難以在工期內(nèi)完成任務，因此，確定為4000 型拌合站，并確定配套的機械設備。配套設備的選擇應該做到少而精，滿足正常施工需要，盡可能降低機械設備的配套數(shù)量，提升質(zhì)量。例如，選擇4000 型拌合站，配套設備有2臺攤鋪機、壓路機等，如果配套設備過少，一旦設備出現(xiàn)故障，則可能影響到施工進度。如果配套設備過多，則會增加工程成本。因此，公路工程必須做好經(jīng)濟效益的分析，合理確定公路工程設備以及配套設備的選擇。在施工高峰時期，三施高速選擇了700 多臺套各類施工設備，設置了6 套600 型的水穩(wěn)拌合設備、2 臺套5000 型的瀝青拌合樓，11 套大型的水泥混凝土拌合。目前其全面竣工，日均承載量為3492 輛車，高峰時期，約9600 輛車次。

2 公路工程機械設備選用和配套原則

2.1 機械設備選用原則

首先，適應性原則。由于公路工程施工項目面臨復雜且多變的局面，選擇機械設備時，需要結(jié)合工程項目的實際情況確定。例如，施工場地大小、施工地的地形、土質(zhì)、氣候因素、施工斷面、運輸距離、工程質(zhì)量等因素。除此之外，機械設備的選擇要與工程的工作內(nèi)容、工作效率、工程進度、工程質(zhì)量等情況結(jié)合起來，避免由于機械設備無法滿足施工需要，出現(xiàn)利用率偏低，延誤工期的情況。因此，必須結(jié)合公路工程實際，選擇合適機械設備。

其次，經(jīng)濟性原則。經(jīng)濟性是公路工程項目關注的重點內(nèi)容，施工單位考慮的是如何最大化地降低工程費用。機械設備的消耗以及設備運行費用是選擇機械設備的重要考慮因素。如果使用大型機械設備開展公路施工，必然會投入大量資金，而且大型公路工程，還需要使用到小型機械設備?？梢钥闯?，機械設備的選擇必須考慮經(jīng)濟性原則，對工程項目進行量化分析，充分考慮機械費用和工程量的關系，選擇性價比高的機械設備。

再次，安全性原則。公路工程施工時，機械設備的選擇需要確保工程項目的進度和質(zhì)量的同時，還需要考慮到施工安全，考慮機械設備的安全性能，確保設備安全可靠。除此之外，還需要確保工程項目不會給自然環(huán)境帶來不利影響。

最后，通用性和專用性原則。選擇公路工程項目施工設備時，需要充分考慮到機械設備的通用性和專用性。通用性是指機械設備可以做到一機多用，也就是一種設備有著多種用途，擴大機械設備使用范圍，減少設備使用數(shù)量，提升設備利用率，方便對機械設備進行管理。

2.2 配套設備的選用原則

公路工程施工使用到的機械設備并非是單一的，而是需要具有不同功能的設備共同配合完成，合理選擇配套設備，同樣可以起到提升工程效率，降低工程成本的目的。配套設備的選擇原則如下。

首先，先主導后配套。公路工程項目的實際情況，決定了工程需要使用到哪些主導設備，同時也決定了采取何種施工方式方法。結(jié)合工程主導設備，合理配置配套設備，才能與主導設備配合，形成最佳效果。

其次，配套設備需要做到少而精。同樣出于減少設備使用，節(jié)約工程項目投資的目的，減少配套設備的使用。

最后，配套設備應相互配套。配套設備必須相互配合，與主導設備和其他配套設備形成合力。此外，為確保設備正常使用，做好設備的維修和管理工作，需要配置相應的設備維修和保養(yǎng)人員，保證設備運行狀態(tài)。

3 公路施工中各類機械的選型方法

3.1 拌合站

拌合站需要滿足規(guī)定時間內(nèi)產(chǎn)出一定的拌和量，也就是要有良好生產(chǎn)能力，滿足攤鋪機工作需要。因此，選擇拌合主機時，可以選擇使用雙軸式攪拌類型機械。拌合站還需要配備控制和調(diào)解攪拌時間的裝置，保證攪拌的轉(zhuǎn)速和時間。

3.2 攪拌主機

攪拌主機一般都是使用雙軸臥式攪拌機，可以實現(xiàn)出料門的自動開合，拌合物的攪拌時間應該不少于35 s，確保運料車可以持續(xù)進出。集料倉的功能是進行集料儲存，保持倉位充足，攪拌機可以實現(xiàn)滿負荷運轉(zhuǎn)。為避免不同集料出現(xiàn)混合情況，可以加裝隔板；出料口應該配備計量設備，實現(xiàn)精準攪拌。

3.3 水泥供應裝置

水泥倉應該確保容積充足，可以選擇體積計量或稱重方式，明確計量出需要使用的水泥量。水泥倉還需要有良好的防水性能和密封性能。

3.4 攤鋪機

一般情況下，攤鋪機有料斗、夯梁、螺旋布料器、振動熨平板、可調(diào)節(jié)熨平板。選擇攤鋪機時，需要考慮攤鋪機的穩(wěn)定性，選擇的攤鋪機需要滿足攤鋪作業(yè)要求，讓混凝土達到一定的平整度和厚度。攤鋪機的兩側(cè)必須有側(cè)向模板進行互換，公路路面車道和模板呈15°角或者垂直。此外，高級公路的施工，還需要配備抗滑料灑鋪裝置。

3.5 振動壓路機

振動壓路機主要包括自動行駛、雙碾輪、鋼輪壓路機等，選擇壓路機必須確保振動幅度小于0.7 mm，頻率不小于45 Hz，自重10～12 t，激振力15～20 t。此外，碾輪還需要配備墊板和刮具，以及保持碾輪濕潤的工具。

3.6 裹膠壓路機

裹膠壓路機借助裹膠層具備的可變形特征，可以通過壓實方式，讓混凝土路面變得更加緊密，形成宏觀的構(gòu)造物。一般而言，對于6～10 t 的雙鋼輪振動壓路機表面最好裹30 mm 厚的膠層，對于無裹膠壓路機，可以使用輪胎壓路機代替。

3.7 自卸汽車

自卸汽車是將攤鋪作業(yè)和拌合連接起來的重要設備，選擇自卸汽車，需要滿足以下要求：可以快速裝料；汽車尾部的傾斜角度應該同拌合機的出料口保持一致，確保拌合物均勻地裝入自卸汽車。

4 公路工程施工機械配置與優(yōu)化管理中的問題

4.1 機械配置不合理

公路工程施工需要配備一定的機械設備，才能保證公路施工效率?，F(xiàn)階段，存在許多種類繁多，功能不一的機械設備，這些復雜設備增加了公路工程施工設備的選擇和配置難度，容易出現(xiàn)機械設備配備不合理的情況。例如，選擇機械設備時，需要考慮到施工現(xiàn)場環(huán)境、工程吸納灌木類型、機械設備性能等方面，如果某一方面考慮不到，也會容易出現(xiàn)配置不合理的情況。

4.2 缺少健全的機械管理制度

公路工程項目施工，使用到的機械設備數(shù)量越來越多，對于機械設備的管理工作逐漸暴露出許多問題。機械管理制度不夠健全，施工人員隨意調(diào)配機械設備，對機械設備重使用、輕維護，導致機械設備出現(xiàn)嚴重損壞和磨損等。缺少完善的設備管理制度，會對機械設備的選擇以及使用帶來消極影響。

4.3 機械設備維護意識差

從現(xiàn)階段的公路工程中，對于機械設備存在重使用、輕管理的意識，關注機械設備使用效率，忽視機械設備的管理和維護等。這種問題的存在源于企業(yè)缺少機械設備的維護意識，由于維護意識差，導致機械設備出現(xiàn)許多問題，影響施工正常運行。例如，機械設備長期露天存在，導致設備出現(xiàn)生銹、老化情況；機械設備不重視維修和養(yǎng)護，增加機械設備故障率。

5 公路工程施工機械配置與優(yōu)化策略

5.1 合理配置施工機械

為確保公路工程施工的順利進行，必須合理配置好機械設備。

首先，需要考察公路工程的綜合信息，例如，分析工程地點、施工環(huán)境、具體項目等信息，從而掌握工程施工對機械設備的要求，進而合理地選擇機械設備。以勾機選擇為例，需要考慮到工程現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境、土質(zhì)硬度等內(nèi)容；選擇壓路機時，需要考慮到路面使用到的材料類型以及材料中的顆粒摩擦力等內(nèi)容。

其次，配置機械設備時，可以采取配套購進的方式，保證設備之間可以有效地配合，從而提升公路工程的施工效率和質(zhì)量。

最后，考慮工程資金投入，工程項目需要考慮工程成本，根據(jù)工程施工要求，選擇性價比高的機械設備。

5.2 完善機械管理制度

公路工程施工企業(yè)應該建立起完善的機械設備管理制度，從而規(guī)范機械設備的使用。只有通過工程審批才能使用機械設備，避免出現(xiàn)隨意使用機械設備的情況；避免因設備不規(guī)范的使用損害設備，延長機械設備壽命，降低工程成本。重新劃分機械設備管理人員的職責，依靠完善的設備維護制度，提升設備管理人員的積極性和責任感。對設備管理人員進行培訓，提升管理人員的設備維修知識和經(jīng)驗，更好地排除設備故障。建立起設備定期維護制度，明確設備維護的時間、內(nèi)容，降低設備故障率，保證施工順利進行。

5.3 提升人員機械維護管理意識

良好的設備維護管理意識，能夠保證設備時刻處于一個良好的運作狀態(tài)，避免由于設備故障，影響施工進度。因此，需要提升設備管理人員維修養(yǎng)護設備能力。

首先，提升工程領導者的維護意識。領導者應該重視設備維護，從制度上加以完善，并督促好基層員工嚴格執(zhí)行機械管理制度。

其次，加強設備管理人員培訓，提升人員設備管理意識和專業(yè)技能，保證設備良好運行狀態(tài)。

最后，加大宣傳力度，做好設備維護管理的宣傳，通過設備管理，節(jié)約企業(yè)生產(chǎn)成本。

6 結(jié)束語

隨著經(jīng)濟發(fā)展，公路工程項目建設越來越多，極大地改善了人們生活。公路工程項目施工具有施工周期長、工序復雜、工程量大的特點，會使用到許多機械設備。為保證機械項目施工順利進行，必須做好機械設備的選型和配套設備。除了以上提到的幾點優(yōu)化建議，還應充分分析機械設備的性能，結(jié)合工程項目的實際情況，選擇合適的機械設備和配套設施，提升工程的施工效率和經(jīng)濟效益。