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摘 要:工程实践表明现代公路施工不仅要以大规模机械化为基础,而且各机型之间必须协调工作,形成与路面材料特性相适应的,并充分发挥设备作业性能的有机整体。特别是高速公路施工,设备日益大型化、多功能,并以集群的方式形成生产能力。为了保证工程质量,降低成本,提高综合效率,需要对工程机械进行合理选择。本人对自己多年的工程施工经验进行整理,对常用的机械设备做简要的说明,希望对业界同仁具有参考价值。
关键词:混凝土 路面施工
中图分类号:U415.5 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)04(a)-0107-01
1 拌和设备的类型及选择
(1)沥青混凝土拌和设备按生产能力分为大型、中型及小型3种,大型的生产率为400 t/h以上,都属于固定式,适用于集中工程及城市道路;中型的生产率为30～350t/h,可以是固定式或半固定式;小型的生产率为30t/h以下,多为移动式,适用于工程量小的公路施工过程或养路作业。
(2)沥青拌和设备的选择由实际需要决定拌和设备的生产能力可按下式度算Q =nqKt/h式中:n为每小时拌和次数(n =60t/h);t为每次拌和所需时间,min;q为每次拌和的重量,t;K为机械的时间利用系数,K=0.85～0.90。
2 运输车辆的组织
从技术管理、物资供应、设备保养和维修及技术工人的培训等管理方面的因素考虑,选用的车辆型号越少越好;最好选用标准化、系统化、成批定型生产的自卸汽车,自卸汽车的载重量应与工程使用的机械相配套。
车辆的数量必须满足拌和设备连续生产的要求,不能因为车少而临时停工,在生产中所用运输车辆数量n,视拌和设备生产能力G(t/h)、车辆的载重能力G0(t)及运输时间等因素确定,可按下式计算n=α×(t1+t2+t3)/T式中:t1为重载运程时间,min;t2为空载运程时间,min;t3为在工地卸料和等待的总时间,min;T为拌制一车混合料所需的时间,min;T=60G0/G;α为储备系数,视交通情况而定,一般取α=1.1～1.2。
运输自卸汽车的数量应较拌和能力和摊铺速度稍有所富余,应保证将拌和设备拌制的沥青混合料及时运送到摊铺现场,并在摊铺机前保持常有4～5辆待卸车。运输作业中另一个问题是车辆在施工现场的组织,现场卸料时停滞地点的确定,卸料时的定位和与摊铺的配合都直接影响到摊铺速度和质量。
3 摊铺设备的选择
沥青混合料摊铺机是用来将拌制好的沥青混合料按一定的技术要求均匀地摊铺在已整好的基层上,并给以初步的捣实和整平的专业设备。摊铺设备是沥青路面施工机械中结构、功能最复杂的机械,在实际应用中很多问题值得探讨。
3.1 沥青混合料摊铺机的类型
按行走方式分为拖式或自行式;按装置分为轮胎式、履带式和轮胎履带组合式;按传动方式分为机械式和液压式等。就轮胎式摊铺机和履带式摊铺机而言,轮胎式摊铺机行驶速度高,可自动转移工地,费用较低,机动性和操纵性能好,对单独的小面积高堆和沉坑适应性好,不致过分影响铺层的平整度;弯道摊铺质量好,结构简单,造价低,适用于城市道路和已有道路的罩面。履带式摊铺机接地面积大,对地面的单位压力小,牵引力大,能充分发挥其动力性,对基层的不平度不太敏感,尤其对有凹坑的基层不影响其摊铺质量,在我国的高速公路建设上有广泛的运用。
3.2 摊铺机的摊铺宽度和速度
摊铺作业速度的选择,主要应考虑的因素是工期要求、质量要求、与之配套的拌和机生产能力、压路机生产能力、气候特点、摊铺层次和混合料的类型。对于我国高速公路來讲,由于摊铺机采用高密度熨平板,故宜使用较低的摊铺速度。摊铺机的速度可按下式计算V=C/140WD式中:V为摊铺机的速度,m/min;W为路面铺筑宽度,m;D为路面铺筑厚度,m;C为沥青拌和设备的能力,t/h。国内高速公路的各结构层厚度一般为4～8cm,在实际
施工过程中发现2～6m/min的作业速度都可使结构层有较好的平整度和较高的作业效率。摊铺质量和摊铺效率不仅和摊铺速度有关,还与摊铺机是否连续作业、压路机的碾压情况、路面机械配套协调有关。所以,摊铺速度的选择还要考虑拌和设备、运输车辆、压路机的碾压等各方面的因素来综合选用。
3.3 摊铺机的振动和振捣系统
目前国内的摊铺机都带有振动和振捣系统,对于各种不同结构和不同厚度的路面而言,应采取不同的振动和振捣频率与振幅。
4 压实设备
常用的沥青路面压路机械有静力光轮压路机、轮胎压路机和振动压路机。静力光轮压路机易使混合料产生推移、起动、停机不灵活,所以目前这种压路机已使用不多。
(1)轮胎压路机的工作重量一般为5～25t,目前施工中常用的是前5轮后6轮的9～25t轮胎压路机,轮胎压力在500～620 kPa之间,轮胎压路机可靠它的揉压作用更进一步地提高密实度,减少表面细裂纹和孔隙。
(2)沥青路面施工常用的振动压路机质量为7～18t之间,激振力为150～300kN之间,将其一般分为两种类型:一种是单碾压轮式振动压路机;另一种是双碾压轮(串联)振动压路机。双驱双振的串联振动压路机有可调的振频和振幅。串联振动压路机的转向系统有:铰接转向、前轮转向及前后轮偏移的铰接转向。由于前后轮偏移的铰接转向具有减少转弯中损坏路缘石的危险,以及在弯道时只需注意一个轮子方向的优点,所以目前使用的最为广泛。
(3)施工生产中选择压路机种类、大小和数量时,应考虑摊铺机的生产率、混合料特性、摊铺厚度、施工现场的具体条件等因素。摊铺机的生产率决定了需要压实的能力,从而影响了压路机大小和数量的选用,而混合料的特性则为选择压路机的大小、最佳频率与振幅提供了依据。如混合料矿料含量的增加、骨料最大尺寸的增大、沥青稠度的提高都会使压路机工作能力下降,要达到要求的密实度就需要较大压实能力的压路机,选择压路机重量和振幅,应与摊铺层厚度相适应,摊铺层厚度小于6cm,最好使用振幅为0.35～0.6mm的中小型振动压路机(2～6t),这样,就可避免材料出现堆料、波浪。研究混合料冷却速率表明:利用温度参数可以相当准确地估算有效压实时间。所谓有效压实时间是指混合料从摊铺后的温度降低至最低允许碾压温度所需的时间,可用于压实的有效时间取决于混合料摊铺后的冷却速度,这种有效时间的估计可帮助工地工程技术人员确定需要多少台压路机。
5 结语
沥青混凝土路面施工是一项综合性的施工工艺,它既受沥青混合料生产的控制,又受施工机械设备、施工工艺及气候条件的制约,因此选择配套的施工机械设备是保证沥青路面质量的重要前提。
关键词:混凝土 路面施工
中图分类号:U415.5 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)04(a)-0107-01
1 拌和设备的类型及选择
(1)沥青混凝土拌和设备按生产能力分为大型、中型及小型3种,大型的生产率为400 t/h以上,都属于固定式,适用于集中工程及城市道路;中型的生产率为30～350t/h,可以是固定式或半固定式;小型的生产率为30t/h以下,多为移动式,适用于工程量小的公路施工过程或养路作业。
(2)沥青拌和设备的选择由实际需要决定拌和设备的生产能力可按下式度算Q =nqKt/h式中:n为每小时拌和次数(n =60t/h);t为每次拌和所需时间,min;q为每次拌和的重量,t;K为机械的时间利用系数,K=0.85～0.90。
2 运输车辆的组织
从技术管理、物资供应、设备保养和维修及技术工人的培训等管理方面的因素考虑,选用的车辆型号越少越好;最好选用标准化、系统化、成批定型生产的自卸汽车,自卸汽车的载重量应与工程使用的机械相配套。
车辆的数量必须满足拌和设备连续生产的要求,不能因为车少而临时停工,在生产中所用运输车辆数量n,视拌和设备生产能力G(t/h)、车辆的载重能力G0(t)及运输时间等因素确定,可按下式计算n=α×(t1+t2+t3)/T式中:t1为重载运程时间,min;t2为空载运程时间,min;t3为在工地卸料和等待的总时间,min;T为拌制一车混合料所需的时间,min;T=60G0/G;α为储备系数,视交通情况而定,一般取α=1.1～1.2。
运输自卸汽车的数量应较拌和能力和摊铺速度稍有所富余,应保证将拌和设备拌制的沥青混合料及时运送到摊铺现场,并在摊铺机前保持常有4～5辆待卸车。运输作业中另一个问题是车辆在施工现场的组织,现场卸料时停滞地点的确定,卸料时的定位和与摊铺的配合都直接影响到摊铺速度和质量。
3 摊铺设备的选择
沥青混合料摊铺机是用来将拌制好的沥青混合料按一定的技术要求均匀地摊铺在已整好的基层上,并给以初步的捣实和整平的专业设备。摊铺设备是沥青路面施工机械中结构、功能最复杂的机械,在实际应用中很多问题值得探讨。
3.1 沥青混合料摊铺机的类型
按行走方式分为拖式或自行式;按装置分为轮胎式、履带式和轮胎履带组合式;按传动方式分为机械式和液压式等。就轮胎式摊铺机和履带式摊铺机而言,轮胎式摊铺机行驶速度高,可自动转移工地,费用较低,机动性和操纵性能好,对单独的小面积高堆和沉坑适应性好,不致过分影响铺层的平整度;弯道摊铺质量好,结构简单,造价低,适用于城市道路和已有道路的罩面。履带式摊铺机接地面积大,对地面的单位压力小,牵引力大,能充分发挥其动力性,对基层的不平度不太敏感,尤其对有凹坑的基层不影响其摊铺质量,在我国的高速公路建设上有广泛的运用。
3.2 摊铺机的摊铺宽度和速度
摊铺作业速度的选择,主要应考虑的因素是工期要求、质量要求、与之配套的拌和机生产能力、压路机生产能力、气候特点、摊铺层次和混合料的类型。对于我国高速公路來讲,由于摊铺机采用高密度熨平板,故宜使用较低的摊铺速度。摊铺机的速度可按下式计算V=C/140WD式中:V为摊铺机的速度,m/min;W为路面铺筑宽度,m;D为路面铺筑厚度,m;C为沥青拌和设备的能力,t/h。国内高速公路的各结构层厚度一般为4～8cm,在实际
施工过程中发现2～6m/min的作业速度都可使结构层有较好的平整度和较高的作业效率。摊铺质量和摊铺效率不仅和摊铺速度有关,还与摊铺机是否连续作业、压路机的碾压情况、路面机械配套协调有关。所以,摊铺速度的选择还要考虑拌和设备、运输车辆、压路机的碾压等各方面的因素来综合选用。
3.3 摊铺机的振动和振捣系统
目前国内的摊铺机都带有振动和振捣系统,对于各种不同结构和不同厚度的路面而言,应采取不同的振动和振捣频率与振幅。
4 压实设备
常用的沥青路面压路机械有静力光轮压路机、轮胎压路机和振动压路机。静力光轮压路机易使混合料产生推移、起动、停机不灵活,所以目前这种压路机已使用不多。
(1)轮胎压路机的工作重量一般为5～25t,目前施工中常用的是前5轮后6轮的9～25t轮胎压路机,轮胎压力在500～620 kPa之间,轮胎压路机可靠它的揉压作用更进一步地提高密实度,减少表面细裂纹和孔隙。
(2)沥青路面施工常用的振动压路机质量为7～18t之间,激振力为150～300kN之间,将其一般分为两种类型:一种是单碾压轮式振动压路机;另一种是双碾压轮(串联)振动压路机。双驱双振的串联振动压路机有可调的振频和振幅。串联振动压路机的转向系统有:铰接转向、前轮转向及前后轮偏移的铰接转向。由于前后轮偏移的铰接转向具有减少转弯中损坏路缘石的危险,以及在弯道时只需注意一个轮子方向的优点,所以目前使用的最为广泛。
(3)施工生产中选择压路机种类、大小和数量时,应考虑摊铺机的生产率、混合料特性、摊铺厚度、施工现场的具体条件等因素。摊铺机的生产率决定了需要压实的能力,从而影响了压路机大小和数量的选用,而混合料的特性则为选择压路机的大小、最佳频率与振幅提供了依据。如混合料矿料含量的增加、骨料最大尺寸的增大、沥青稠度的提高都会使压路机工作能力下降,要达到要求的密实度就需要较大压实能力的压路机,选择压路机重量和振幅,应与摊铺层厚度相适应,摊铺层厚度小于6cm,最好使用振幅为0.35～0.6mm的中小型振动压路机(2～6t),这样,就可避免材料出现堆料、波浪。研究混合料冷却速率表明:利用温度参数可以相当准确地估算有效压实时间。所谓有效压实时间是指混合料从摊铺后的温度降低至最低允许碾压温度所需的时间,可用于压实的有效时间取决于混合料摊铺后的冷却速度,这种有效时间的估计可帮助工地工程技术人员确定需要多少台压路机。
5 结语
沥青混凝土路面施工是一项综合性的施工工艺,它既受沥青混合料生产的控制,又受施工机械设备、施工工艺及气候条件的制约,因此选择配套的施工机械设备是保证沥青路面质量的重要前提。