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摘要：施工机械的合理配置决定着工程工期和施工质量。由于高速公路沥青路面机械化施工涉及众多机械设备及其型号、数量和工艺等技术层面和人员、施工时间等管理层面内容，可以说是个庞大的施工系统，也直接说明了合理高效配置机械设备对施工质量和工期的关键性和难度。基于此，本文笔者选取某高速公路沥青路面施工为例探讨了机械化施工系统下如何配置施工机械，实践证明这种配置措施在高速公路施工中起到了明显的效果。
关键词：高速公路；沥青路面；施工；机械配置
Abstract: the reasonable allocation of construction machinery depends on the construction period and construction quality. Due to the highway asphalt pavement mechanical construction in many mechanical equipment and its model, quantity and process technology level and staff, construction time and content management level, can say is a huge construction system, also direct shows the reasonable efficient allocation of construction machinery equipment quality and time of a key and difficult. Based on this, this paper the author selected a highway asphalt pavement construction as an example to discuss the mechanical construction system how to configure construction machinery, the practice proves that this kind of configuration measures in the highway construction has obvious effect.
Keywords: highways; and The asphalt pavement; The construction; Mechanical configuration
中图分类号：U412.36+6文献标识码：A 文章编号：
据了解，目前世界范围内的高速公路路面一般都是以沥青混凝土来进行铺设，而基于沥青的特性以及工程本身对工期和质量的高标准使得施工机械必须以连续性的作业来确保达到工程目标。高速公路沥青路面机械化施工内容工序众多且复杂，概括有沥青混凝土的制备、沥青混凝土的运输和摊铺以及沥青混凝土摊铺层的压实等，然而铺设后的路面成形质量与上述内容有着直接的关系，而施工机械工序的有效合理配置最终决定了施工的效率和施工质量。本文从两种主导性施工设备配置为出发点，以某高速公路沥青路面施工为例探讨了如何合理配置高速公路沥青路面施工机械以保障施工工期和提高施工质量，现将情况介绍如下：
1 高速公路沥青路面机械施工设备选型及配置
1.1沥青混凝土拌合设备及配置
拌合设备的选型一般依据工程量和工期要求以及设备自身的拌合量和安装方式，且其生产能力（混凝土拌合量）要与后续的摊铺设备的摊铺能力相一致。拌合设备生产量超过原材料的供应能力和摊铺机的摊铺能力,搅拌设备不能满负荷工作, 势必造成浪费。所以沥青混凝土拌和设备根据工程量和工期选型的同时,还要考虑原材料供应和摊铺能力等其他多方面因素，以达到合理化。拌合设备生产能力有固定的公式可以计算出：
QB = SHD/TK t
式中: QB—拌和机的生产能力,t/h;
S — 摊铺面积, m²
H —设计摊铺层的厚度,m;
D—混合料压实密度,t/m³;
T —计划铺筑天数, d;
K — 开工日系数, K = 实际工作天数/ 计划日工作天数;
t — 每日作业小时,h/d。
1.2 运距
从经济技术角度考虑, 沥青混凝土拌和场地与施工现场之间最合理、最经济的距离可根据下式计算
S = A + B / 1000bx + kx / 2e
式中: S— 每m²铺筑层混合料的成本，元/m²;
A— 与运输距离无关的费用( 每m²混合料拌和基地作价成本)，元/ m²;
B—拌和基地迁往另一地点的安装和设备费用，元;
x— 拌和基地到施工现场的距离，km;
k— 每吨混合料每公里的运费，元/ tXkm
e—每吨混合料所能摊铺的面积，m²/t ;
b— 铺砌层的宽度，m。
对S 求导有:
令则
故：x=
某高速公路沥青路面施工中采用的拌合设备为美造ASTEC—3000型沥青混凝土拌合楼，设备生产能力为300t/h，按工期T=90d，净工期T0=KT，K为开工期系数，综合考虑气候和设备因素，取K=0.08.则净工期T0=72d，每天拌合时间以12h来计算，依据QB=SHD/TKt公式可大致计算出QB=185t/h，而实际中拌合设备拌合楼一般为理论值的80%～90%，即198 t/h～215 t/h,因此该设备能够满足施工要求。
1.3沥青混凝土摊铺设备选型及配置
摊铺设备的型式涉及到结构、性能、应用和维护等方面的问题, 应根据施工条件选用。履带式沥青混凝土摊铺机的牵引力及接地面积较大, 可减少对下层的作用, 对下层的平整度不太敏感, 再者履带式摊铺机摊铺质量稳定、适合工地各种恶劣环境, 故高速公路沥青混凝土路面的铺筑, 应优先考虑选择履带式沥青混凝土摊铺机。
摊铺作业是沥青路面施工的关键工序之一, 在对沥青混凝土摊铺设备进行选型时, 应结合所铺筑沥青混凝土路面的宽度、厚度和技术要求, 在确定摊铺作业方式( 全幅式摊铺或梯队作业方式) 后,选择精度高、可靠性高的沥青混凝土摊铺设备, 所确定摊铺设备的型号、台数应与沥青混凝土拌和设备的生产能力相适应。摊铺机的生产能力应以大于拌和设备能力20% ～ 30% 为宜。我国高速公路路面单幅宽度一般为10～14m，匝道加宽段可宽至18～20m，。为了减少摊铺次数, 每一条摊铺带的宽度应该按该型号摊铺机的最大摊铺宽度来考虑，即摊铺能力应尽量达到拌合设备能力的25%上下。摊铺机摊铺能力计算公式为
QT=QBKt1(QT表示摊铺机生产能力，t/h；Kt1匹配系数，取值1.0～1.4为保障摊铺连续性的最佳系数值。)
某高速公路瀝青路面施工中采用的拌合设备为德制ABG423型沥青摊铺机，摊铺厚度小于等于300 mm，摊铺宽度为3m～12 m，行驶速度为0～3.6 km/ h，摊铺速度为0～16m/min，理论摊铺能力可达800t/h。由于前述拌合楼能力已限定（300t/h），这与摊铺机摊铺能力不符，因而既要发挥拌和楼的最大工作能力又要保证摊铺机最高匀速摊铺速度的最佳匹配，可根据摊铺的宽度、厚度和拌和楼的实际产量来确定摊铺机的摊铺速度。其摊铺速度可依据以下公式来计算：
v=100Q/60bhγ（v表示摊铺速度，m/min；Q为实际摊铺量,t/h；b表示摊铺宽度,m；h为摊铺压实厚度,cm；γ为沥青混合料压实后容重,t/m3）在以上公式中，依据设备性能和现场环境，Q取值范围应限定在198 t/h～215 t/h范围内。
1.3 沥青混合料转运机配置
拌合后的混合料常常需要在不同施工点进行转运，在转运过程由于外部环境和转运过程中温差变化等运营需要二次拌合、保温以及装卸，因此混合料转运机设备也是机械化施工中必不可少的设备之一。某高速公路沥青路面施工中采用的转运机为美造SB-2500B沥青混合料转运机。该设备集储存、二次拌和、保温、 转输等多功能于一体，机额定输料能力544t/h，工作速度 0～4.8 km/h，行驶速度 0～18.7 km/h。该装置配备的温度感应系统，具有自动进行混合料的升温、保温功能，保证了路面摊铺料的温度值、配比值,能够减少路面早期破坏，降低了路面后期维修养路费用。
1.4碾压设备配置
压实是沥青路面施工的最后一道工序, 其目的是强化沥青混合料的强度、稳定性以及耐疲劳特性。压实工作的主要内容是压实设备的选型和组合、压实温度、速度、遍数、压实方式的确定及特殊路段的压实。
目前, 沥青路面施工中最常用的压实设备有静作用光轮压路机、轮胎压路机和振动压路机。选择何种类型压路机及其大小和数量, 应结合实际施工工程, 还要考虑摊铺机的生产率、混合料的特性、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, 从而影响压路机的选用; 混合料的特性为选择压路机的吨位、最佳频率与振幅提供了依据。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0135~ 016mm 的中小型振动压路机( 2~ 6t) ,压实较厚的摊铺层( 厚度大于10cm) 时, 使用高振幅( 可高达110mm) 的大中型振动压路( 6~ 10t ) 。
某高速公路沥青路面施工中采用的碾压设备为iNGersoII—Rand DD-130双钢轮振动压路机2辆，1辆三一重工集团XP301 型胶轮压路机，通过设备性能与现场施工环境进行对比，均满足碾压沥青混凝土的要求。为确保碾压质量，将碾压分为分初压、 复压和末压。初压选择静压来回各1遍，为降低对平整度的冲击，行车速度保持在2 km/h～3 km/h，温度150℃左右；复压选择振动压1遍～2 遍，速度保持4 km/ h～5 km/h，温度140 ℃以上；末压是以消除前次作业的轮迹为止，速度控制在2 km/h，温度120℃以上。
2 结语
通过选用以上施工机械设备型号及配置，高速公路路面沥青工程在施工效率和質量上都达到了国家对工程的要求，尤其是在工期上更是高质量地提前完成路面沥青化，从施工本身角度上说，本文尝试的机械设备选型及其依据设备性能和工程实际而提出的设备配置得到的工程质量和效率的验证，说明此次研究成果具有一定的参考价值。不过，高速公路施工环境千差万别，在机械设备选型及其配置中必须严格考虑设备本身性能以及工程施工环境。
参考文献：
[1] 李旭,唐咸远.沥青混凝土路面施工机械选择及质量控制[J].山西建筑,2008(20),17-21
[2] 唐咸远,李旭.沥青混凝土拌合机及配套设备在施工中的应用[J].山西建筑,2009,(21),25-30
[3]刘振东,孙雪飞.高速公路沥青路面施工机械合理配置[J].黑龙江科技,2005(201),11-13
关键词：高速公路；沥青路面；施工；机械配置
Abstract: the reasonable allocation of construction machinery depends on the construction period and construction quality. Due to the highway asphalt pavement mechanical construction in many mechanical equipment and its model, quantity and process technology level and staff, construction time and content management level, can say is a huge construction system, also direct shows the reasonable efficient allocation of construction machinery equipment quality and time of a key and difficult. Based on this, this paper the author selected a highway asphalt pavement construction as an example to discuss the mechanical construction system how to configure construction machinery, the practice proves that this kind of configuration measures in the highway construction has obvious effect.
Keywords: highways; and The asphalt pavement; The construction; Mechanical configuration
中图分类号：U412.36+6文献标识码：A 文章编号：
据了解，目前世界范围内的高速公路路面一般都是以沥青混凝土来进行铺设，而基于沥青的特性以及工程本身对工期和质量的高标准使得施工机械必须以连续性的作业来确保达到工程目标。高速公路沥青路面机械化施工内容工序众多且复杂，概括有沥青混凝土的制备、沥青混凝土的运输和摊铺以及沥青混凝土摊铺层的压实等，然而铺设后的路面成形质量与上述内容有着直接的关系，而施工机械工序的有效合理配置最终决定了施工的效率和施工质量。本文从两种主导性施工设备配置为出发点，以某高速公路沥青路面施工为例探讨了如何合理配置高速公路沥青路面施工机械以保障施工工期和提高施工质量，现将情况介绍如下：
1 高速公路沥青路面机械施工设备选型及配置
1.1沥青混凝土拌合设备及配置
拌合设备的选型一般依据工程量和工期要求以及设备自身的拌合量和安装方式，且其生产能力（混凝土拌合量）要与后续的摊铺设备的摊铺能力相一致。拌合设备生产量超过原材料的供应能力和摊铺机的摊铺能力,搅拌设备不能满负荷工作, 势必造成浪费。所以沥青混凝土拌和设备根据工程量和工期选型的同时,还要考虑原材料供应和摊铺能力等其他多方面因素，以达到合理化。拌合设备生产能力有固定的公式可以计算出：
QB = SHD/TK t
式中: QB—拌和机的生产能力,t/h;
S — 摊铺面积, m²
H —设计摊铺层的厚度,m;
D—混合料压实密度,t/m³;
T —计划铺筑天数, d;
K — 开工日系数, K = 实际工作天数/ 计划日工作天数;
t — 每日作业小时,h/d。
1.2 运距
从经济技术角度考虑, 沥青混凝土拌和场地与施工现场之间最合理、最经济的距离可根据下式计算
S = A + B / 1000bx + kx / 2e
式中: S— 每m²铺筑层混合料的成本，元/m²;
A— 与运输距离无关的费用( 每m²混合料拌和基地作价成本)，元/ m²;
B—拌和基地迁往另一地点的安装和设备费用，元;
x— 拌和基地到施工现场的距离，km;
k— 每吨混合料每公里的运费，元/ tXkm
e—每吨混合料所能摊铺的面积，m²/t ;
b— 铺砌层的宽度，m。
对S 求导有:
令则
故：x=
某高速公路沥青路面施工中采用的拌合设备为美造ASTEC—3000型沥青混凝土拌合楼，设备生产能力为300t/h，按工期T=90d，净工期T0=KT，K为开工期系数，综合考虑气候和设备因素，取K=0.08.则净工期T0=72d，每天拌合时间以12h来计算，依据QB=SHD/TKt公式可大致计算出QB=185t/h，而实际中拌合设备拌合楼一般为理论值的80%～90%，即198 t/h～215 t/h,因此该设备能够满足施工要求。
1.3沥青混凝土摊铺设备选型及配置
摊铺设备的型式涉及到结构、性能、应用和维护等方面的问题, 应根据施工条件选用。履带式沥青混凝土摊铺机的牵引力及接地面积较大, 可减少对下层的作用, 对下层的平整度不太敏感, 再者履带式摊铺机摊铺质量稳定、适合工地各种恶劣环境, 故高速公路沥青混凝土路面的铺筑, 应优先考虑选择履带式沥青混凝土摊铺机。
摊铺作业是沥青路面施工的关键工序之一, 在对沥青混凝土摊铺设备进行选型时, 应结合所铺筑沥青混凝土路面的宽度、厚度和技术要求, 在确定摊铺作业方式( 全幅式摊铺或梯队作业方式) 后,选择精度高、可靠性高的沥青混凝土摊铺设备, 所确定摊铺设备的型号、台数应与沥青混凝土拌和设备的生产能力相适应。摊铺机的生产能力应以大于拌和设备能力20% ～ 30% 为宜。我国高速公路路面单幅宽度一般为10～14m，匝道加宽段可宽至18～20m，。为了减少摊铺次数, 每一条摊铺带的宽度应该按该型号摊铺机的最大摊铺宽度来考虑，即摊铺能力应尽量达到拌合设备能力的25%上下。摊铺机摊铺能力计算公式为
QT=QBKt1(QT表示摊铺机生产能力，t/h；Kt1匹配系数，取值1.0～1.4为保障摊铺连续性的最佳系数值。)
某高速公路瀝青路面施工中采用的拌合设备为德制ABG423型沥青摊铺机，摊铺厚度小于等于300 mm，摊铺宽度为3m～12 m，行驶速度为0～3.6 km/ h，摊铺速度为0～16m/min，理论摊铺能力可达800t/h。由于前述拌合楼能力已限定（300t/h），这与摊铺机摊铺能力不符，因而既要发挥拌和楼的最大工作能力又要保证摊铺机最高匀速摊铺速度的最佳匹配，可根据摊铺的宽度、厚度和拌和楼的实际产量来确定摊铺机的摊铺速度。其摊铺速度可依据以下公式来计算：
v=100Q/60bhγ（v表示摊铺速度，m/min；Q为实际摊铺量,t/h；b表示摊铺宽度,m；h为摊铺压实厚度,cm；γ为沥青混合料压实后容重,t/m3）在以上公式中，依据设备性能和现场环境，Q取值范围应限定在198 t/h～215 t/h范围内。
1.3 沥青混合料转运机配置
拌合后的混合料常常需要在不同施工点进行转运，在转运过程由于外部环境和转运过程中温差变化等运营需要二次拌合、保温以及装卸，因此混合料转运机设备也是机械化施工中必不可少的设备之一。某高速公路沥青路面施工中采用的转运机为美造SB-2500B沥青混合料转运机。该设备集储存、二次拌和、保温、 转输等多功能于一体，机额定输料能力544t/h，工作速度 0～4.8 km/h，行驶速度 0～18.7 km/h。该装置配备的温度感应系统，具有自动进行混合料的升温、保温功能，保证了路面摊铺料的温度值、配比值,能够减少路面早期破坏，降低了路面后期维修养路费用。
1.4碾压设备配置
压实是沥青路面施工的最后一道工序, 其目的是强化沥青混合料的强度、稳定性以及耐疲劳特性。压实工作的主要内容是压实设备的选型和组合、压实温度、速度、遍数、压实方式的确定及特殊路段的压实。
目前, 沥青路面施工中最常用的压实设备有静作用光轮压路机、轮胎压路机和振动压路机。选择何种类型压路机及其大小和数量, 应结合实际施工工程, 还要考虑摊铺机的生产率、混合料的特性、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, 从而影响压路机的选用; 混合料的特性为选择压路机的吨位、最佳频率与振幅提供了依据。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0135~ 016mm 的中小型振动压路机( 2~ 6t) ,压实较厚的摊铺层( 厚度大于10cm) 时, 使用高振幅( 可高达110mm) 的大中型振动压路( 6~ 10t ) 。
某高速公路沥青路面施工中采用的碾压设备为iNGersoII—Rand DD-130双钢轮振动压路机2辆，1辆三一重工集团XP301 型胶轮压路机，通过设备性能与现场施工环境进行对比，均满足碾压沥青混凝土的要求。为确保碾压质量，将碾压分为分初压、 复压和末压。初压选择静压来回各1遍，为降低对平整度的冲击，行车速度保持在2 km/h～3 km/h，温度150℃左右；复压选择振动压1遍～2 遍，速度保持4 km/ h～5 km/h，温度140 ℃以上；末压是以消除前次作业的轮迹为止，速度控制在2 km/h，温度120℃以上。
2 结语
通过选用以上施工机械设备型号及配置，高速公路路面沥青工程在施工效率和質量上都达到了国家对工程的要求，尤其是在工期上更是高质量地提前完成路面沥青化，从施工本身角度上说，本文尝试的机械设备选型及其依据设备性能和工程实际而提出的设备配置得到的工程质量和效率的验证，说明此次研究成果具有一定的参考价值。不过，高速公路施工环境千差万别，在机械设备选型及其配置中必须严格考虑设备本身性能以及工程施工环境。
参考文献：
[1] 李旭,唐咸远.沥青混凝土路面施工机械选择及质量控制[J].山西建筑,2008(20),17-21
[2] 唐咸远,李旭.沥青混凝土拌合机及配套设备在施工中的应用[J].山西建筑,2009,(21),25-30
[3]刘振东,孙雪飞.高速公路沥青路面施工机械合理配置[J].黑龙江科技,2005(201),11-13