所属栏目：推荐论文发布时间：2011-04-20浏览量:331
高速公路沥青路面机械设备的合理选配
袁忠利
[摘要]简要介绍高速公路沥青路面机械化施工的流程和施工机械的选择原则，并结合沥青路面施工对施工机械配置的要求，提出沥青路面施工机械配置中应当考虑的问题，并对这一思路进行探讨，使项目部对施工机械的选择与配置更加合理，避免了机械设备的闲置，有效降低了施工成本。
[关键词]沥青 高速 路面 施工机械 合理配置
在沥青路面机械化施工中，施工机械是确保工程质量、加快工程进度、改善劳动条件、提高经济效益、降低工程成本、安全生产等的重要装备条件，我国高速公路路面大多采用沥青混凝土面层，其施工的主要内容有：沥青混凝土生产、沥青混凝土的运输和摊铺以及沥青混凝土摊铺层的压实。高速公路沥青混凝土路面机械化施工系统，是指以沥青混合料拌和设备、运输车辆、沥青混合料摊铺设备以及各型压路机等多种机械组成的一种作业施工系统，该系统能顺利进行的关键就是施工机械的合理配置。
1、沥青混凝土搅拌设备的选定
重庆外环高速公路东北段路面工程全长86.3公里，是交通部典型示范科技路之一；其中北段长49.5公里，路面宽度15M。重庆外环北段沥青混凝土路面设计为20cm厚，分三层铺筑，下面层ATB-25 10cm面积97万M2、中面层改性沥青AC-20 6cm面积180万M2、上面层改性沥青SMA-13 4cm面积180万M2计划工期6个月。沥青混凝土搅拌站是路面工程施工机械的关键设备之一，其配备的冷料仓数量要符合配合比的要求，并能进行初级级配和计量。加热燃烧器要雾化可靠，燃烧性能好，点火容易，升温快。同时，能对热骨料进行精确筛分，最好是用电子称重传感器进行称重，称重误差应控制在0.5%以内。沥青导热油加温装置能保持沥青24h恒温在规定的温度(一般150℃)。其拌和要均匀，无离析花料，球状集团等，并保证出料温度。拌和站要实现全自动操作，电脑输入配合比并能联机打印，各部位工作要可靠，拌和质量要稳定，其生产能力应根据工程量、工期来决定。
根据公式QB=SHD／TKt
式中：QB—搅拌站生产能力，t/h； S—铺筑面积，m2，三层计算；
H—铺筑厚度，m, H1，2，3=0.10m，0.06m，0.04m三层；
D—混合料压实密度，t/m3,可取D=2.38t/m3； T—计划铺筑天数，T=180天；
K—开工日系数，若不考虑节假日只考虑降雨、机械检修、工作作业面等，
K=工期中可能的工作天数/计划日历天数=6×20/6×30=2/3
t—每日实际运转时间，取t=10h。 则 QB=SHT/TKT=550 (t/h)
因该路面项目工程量大、战线长于是我们在该项目上确定了两个施工作业面；我们选定了两台DG4000型青混凝土拌和站，单台产量为240~320t/h，每台并配有5个冷料仓、5个热料仓和1个200t成品料仓。从使用情况看其拌和质量稳定完全可以满足高速公路沥青混凝土路面要求，其价格比同类型进口拌和站降低了25%。
2、摊铺机的选配和摊铺速度
为保证路面铺设质量，必须保证摊铺机的连续作业，摊铺机的生产能力应大于搅拌站生产能力1.2～1.3倍，然后用调整摊铺机速度的办法与搅拌站协调，保证连续作业，减少停车而造成的路面不平整。摊铺机的作业能力为：
QT=(1.2～1.3)QB=336～364(t/h)；
摊铺机作业速度V=QB／60LHD；
式中：L为摊铺宽度，L=15m；H为铺层厚度，m。
则V1=QB／60LH1D=1.29(m/min)；
同理V2=2.14m/min；V3=3.20m/min；
V1、V2、V3分别为下层、中层、上层摊铺速度。
为确保路面质量我们选择了ABG公司生产的4台固定式ABG423型沥青混凝土摊铺机、2台伸缩式ABG423型沥青混凝土摊铺机（用于匝道、立交加宽）;ABG423摊铺机为液压驱动电子控制，可用于摊铺各型道路；电子找平、摊铺宽度变化范围2.5～12.5m，摊铺厚度最大为0.3m，生产率可达500t/h；配有VDT121型双夯拼装式熨平板，可减少压路机作业量；其摊铺速度为0～16m/min无级变速，可以保证最低稳定速度达0.7m/min，具有较好的低速稳定性。该机在螺旋器工况开关处于“PROP”(比例)位置时转速可在0～90r/min之间无级变化，保证按需要输送分配，有利于减少材料的的离析，对保证混合料质量极为有利。夯锤速度0～1470r/min，振动器振动频率0～3900r/min无级调节，夯锤与振动装置可根据厚度、速度、材料性能及密实度要求而改变，其夯实频率和夯锤行程可调范围大，并可避免熨平板共振使摊铺机的找平装置处于稳定状态而不影响平整度。
3、压路机的选配
压路机作业是保证路面施工的重要环节，它直接关系着路面的密实度和平整度，其压实效果受混合料性质、级配、厚度、压路机性能、碾压速度、压实温度及有效压实时间等因素影响，在其性能符合规范的前提下压实能力由设备的结构和性能参数决定。有两种选配方法：一种是按压实面积，另一种是按压实方量。我们采用按压实面积初选，以摊铺机摊铺后完成碾压时间校核。
(1) 初选机型(对下层和中层)
初压：双钢轮压路机DD110型；
复压：双钢轮振动压路机DD130型；
终压：轮胎压路机XP261型。
(2) 初选压实速度：初压2km/h，复压5km/h，终压4km/h。
(3) 压实工艺：DD110初压1遍→DD130振动压路机振压3遍→胶轮压路机终压2遍。 （来回为1遍）。
根据每天预计可摊铺面积：S=60VLt
其中，V—摊铺速度，m/min，取V=V2=2.14m/min；
L—路面宽度，m;
t—每天工作时间，h。
则S=60VLt=60×2.14×15×10=19260(m2)。
(4) 选DD110双钢轮压路机数量
总压实面积为2S=2×19260=38520(m2)；
10h碾压面积：S10=V初压(L轮-0.3)t*Ky=2000×(1.98-0.3)×10×0.75=25200(m2)；
因S10<2S,2S10>2S,故选2台压路机，式中0.3m为轮迹重叠尺寸；Ky为压路机综合使用系数取0.75。
(5) 选DD-130振动压路机数量
总压实面积6S=6×19260=115560(m2)；
10h碾压面积：S10=V复压(L轮-0..3)×t×Ky =5000×(1.98-0.3)×10×0.75=63000(m2)；
S10<6S, 2S10>6S;故暂选2台压路机；式中0.3m为轮迹重叠尺寸。
(6) 选XP261轮胎压路机数量
总压实面积：4S＝77040(m2)；
10h碾压面积：S10=V终压(L轮-0.3)×t ×Ky =4000×(2-0.3)×10×0.75=51000(m2)；
S10<4S, 2S10>4S,故选2台轮胎压路机，式中0.3m为轮迹重叠尺寸。
(7) 所选压路机特点
英格索兰DD130型压路机，具有优越的性能，激振力最大可达160kN，轮较宽，使轮迹减少；具有高低2个频率8种振幅可选择，范围大，转向平稳，倒车时偏心机构自动换向；当行驶速度低于0.8km/h时自动停振，可避免停车造成凹坑；为了达到最佳压力效果，DD130机型设置了世界独一无二的专利产品激振间隔表，司机只需观察振动间隔表使之指针达到绿色区域，即可实现最大密实度和平整度。所有振动模块均采用集成电路控制。其喷水系统具有8个主喷嘴、7个辅助喷嘴，可变量控制成扇形线喷射，雾化好，在不粘轮的情况下，喷水量少，对面层降温小，有利于后续工序压实。
考虑到施工中的连续性和易操作性，在两个作业面中我们项目部配置了4台DD110、6台DD130(其中2台备用)、4台XP261、2台DD16压路机。
4、确定自卸车
根据 Qk=60GE/Cm， 式中：Qk—自卸车作业量，t；
G—自卸车每次运量，取G=20t(为保温及和摊铺机配合选大型自卸车)；
E—作业效率，取E=0.8；
Cm—每次循环时间，min，搅拌站到摊铺机最远距离为20km，经计算得Cm=72min。
因此，QK=60×20×0.8/72=13.33 (t);
自卸车车数n=2QB/QK=2×280/13.3=42.12，即42台。
考虑到车辆故障及其它原因，应备用车辆6台，故投入48辆20t自卸车即可满足运料要求。
5、确定搅拌站上料装载机
根据 Qs=60QHKKE/Cm,
式中：Qs—装载机作业量，m3/h；
QH—铲斗额定容量，m3，ZL50装载机QH=3m3；
K—铲斗充满系数，取K=0.8；
E—作业效率；取E=0.75；
Cm—工作一次循环时间，经计算得Cm=1min。
则Qs =60×3×0.8×0.75／1=108(m3/h)；
装载机台数ns=2QB/Qs=2×280/108=5.2，故取3台。
6、搅拌站供配电选择
DG4000型沥青混凝土拌和站装机容量850kW，为用电可靠及经济性，我们选择每个作业面1000KW配电房满足了拌和站用电及附属照明等。
根据以上分析，我们于2009年上半年投资9600万元，2台DG4000型沥青拌和站，美国双钢轮振动压路机DD-130 6台、DD110 4台，德国ABG423沥青摊铺机6台，以及国产双桥自卸车48辆，XP261 压路机4台，ZL50装载机6台，以进口设备为龙头组建了一支现代化施工队伍，通过精心组织，合理安排，严格规范，科学施工，提前铺筑出了高质量的沥青混凝土路面。
7、 结束语?
该沥青路面施工机械优化配套技术在实际沥青路面施工过程中具有一定的指导意义，对于保证整个施工的连续性，最大程度的发挥单机工作效率、整个机械系统的综合工作效率，加快沥青路面施工速度，降低施工周期，提高沥青路面施工质量、降低工程造价等方面具有较高的借鉴价值。?