路面铺层质量的控制

马志波

摘要：现代高等级公路的路面施工都采用工厂式拌和，摊铺机摊铺的施工工艺。而摊铺机以其摊铺均匀、密实度高和可实现自动找平、连续作业等优良性能进入了成套施工设备的行列。因此，在摊铺作业中如何科学、合理地使用、调正摊铺机，是获得最佳摊铺平整度、保证工程质量的关键。

关键词：路面铺层质量控制

0引言

现代大型摊铺机是集机、电、液于一体的高科技产品，主要由动力供给系统、液压系统、混合料供应系统、行走系统、自动调平系统及熨平装置等几大系统组成，而混合料供应系统、行走系统、自动调平系统、熨平装置的正常与否直接影响着摊铺路面平整度的好坏。因此，在正常摊铺作业中，这几个系统的正确调正对平整度的影响起着关键的作用。

在进行高质量的摊铺工作中，控制自由浮动熨平装置相对于正在进行摊铺纵向铺装面的垂直位移是影响质量的一个主要因素。摊铺速度、材料的高程、混合料的稳定性、预压度和熨平装置的工作仰角等因素，都影响着熨平装置的垂直位移。在摊铺过程中，如果这些因素中的任何一个发生变化，都会使铺层厚度、密实度或铺层结构改变。由图1可以确定熨平装置工作仰角、材料料位的高程和摊铺速度是影响自由浮动熨平装置垂直位移的三个主要因素。对于任何一种能够铺设高质量路面铺层的摊铺机来讲，了解它们之间的相互影响和控制这三个可变因素对提高铺层质量都是绝对重要的。

1熨平装置工作仰角

熨平装置的熨平底板和正在进行摊铺的纵铺装面之间的夹角称为熨平装置的工作仰角。这个角度是确定在给定的距离内从熨平装置下通过材料数量的一个主要因素，并且也是控制铺层厚度的基本要素。在平坦的水平路面上摊铺时，由于所有可变因素都保持不变，因此将会产生一个几何形状稳定的路面铺层。在以这种方式摊铺时，如果熨平装置或牵引点产生垂直位移，那么工作仰角就会出现变化。熨平装置在这种可变因素的影响下，将会朝着恢复初始工作仰角的方向运动，熨平装置的这种。恢复性运动被称为自动找平。当工作仰角增大时，会有更多的材料在熨衬板下通过，从而使熨平装置抬高直到它再次作平面运动并基本与纵向铺层面保持平行。熨平装置在这个平面上将连续保持运动，保持铺层厚度，直到所有的可变因素都保持稳定状态。

熨平装置工作仰角的控制主要由人工控制和自动控制两种。工作仰角的人工控制是根据施工要求人为地改变熨平装置或拖挂点垂直位移，从而使工作仰角产生变化。首先，我们来看两张根据熨平装置或拖挂点的垂直位移制出的曲线图，这两张曲线图的准确度根据工作仰角变化产生垂直位移的数值和从熨平装置拖挂点到铰接点的距离(拖挂长度)两个因素确定。假设拖挂长度为3米，垂直位移是25mm，同时熨平装置向下移动，以恢复初始工作仰。

当摊铺工作中使用自动控制装置(即自动找平系统)时，有效的拖挂长度将会减少，其长度大约是熨平装置铰接点和传感器之间的距离。使用这种自动控制系统将大大减轻操作人员工作强度，并且能够获得高质量的铺层。在理想的环境中试验，该装置能够电动地反应出极小的比例误差。而在实际摊铺中，传感器必须要在真正的信号和许多外部输入的振动和加速度信号之间进行辨别。振动太严重令传感器的有效灵敏度降低，并且会由于传输高度不足或高度超调的信号而改变其修正值。所以在安装传感器时，应保持最低振动频率，通常做法是利用粘性阻片去缓冲高振动元件的振动。传感器安装位置可采取与螺旋轴中心线形成一直线的方法来设置，绝对不允许传感器位于这一中心线后方，否则将会使铺层出现明显的波浪。另外，自动找平控制装置的灵敏度要适中，过度的灵敏度会导致拖挂点找平油缸连续升高或降低。这种情况会导致相应的工作仰角产生频繁变化，使之在摊铺行驶的路面上再次产生“微波”，从而影响路面铺层质量。

2材料的高程

材料高程是指直接在前面沿着熨平装置整个横侧面摊铺的容量或质量。材料高程的容量和稳定性是确保材料在熨平装置下流动的主要因素，也是控制铺层密实度、结构和轮廓的基本要求。熨平装置前面的材料容量可确定压力值或确定向前行驶中施加给熨平装置的阻力。材料的稳定性或成分可确定材料的可塑性或确定材料在熨平装置下流动和转换成高质量铺层的难易程度。

熨平装置前面最佳的材料容量是从中央沿着熨平装置的整个横向长度向两侧水平均匀地输送，几乎覆盖2／3螺旋摊铺器。如果材料高程太高，就增加了摊铺前进的阻力，熨平装置将向上抬起，极力要克服增加的阻力。出现这种情况，会使铺设的路面产生微波和长波浪，并会由于增加了铺层厚度而使密实度降低。如果材料高程过低，就会由于供料不足降低压力，减少摊铺机前进的运行阻力。这时，熨平装置将会逐渐向下，在这种情况下，将会使铺层厚度减小，同时在铺层中还会产生空隙。综上所述，材料高程波动产生的欠缺再加上铺层结构的交替变化，改变了材料在熨平装置下的流动，从而导致铺层密实度和结构的变化，从而影响路面铺层的平整度。

材料高程的控制目标是保证材料不间断流动，要尽可能接近和和达到供料系统的连续操作，保持熨平装置整个横向长度的材料容量稳定，料位均匀。为了实现这一目标，现代摊铺机大多选择安装了超声波传感自动供料装置。这种装置的功能近似于声纳深度探测系统，是一种比例传感器。这种不接触材料的传感器元件可确定和控制熨平装置前面的外端材料摊铺量。来自传感器的信号传递到螺旋摊铺器的驱动处，用来按比例控制自动供料系统的开关和布料器的输料速度。从而实现了材料均匀连续流动，保证材料料位的稳定性。

3摊铺速度

在进行摊铺工作时，由输送到摊铺机的材料供应速率确定摊铺速度。摊铺机的摊铺速度取决于供料情况，绝不允许由于摊铺速度过慢，而使过多的自卸车等待卸料。在摊铺机停止和开始摊铺操作时要转换迅速，以保持稳定的摊铺速度。对于有些混合料，慢慢停止和慢慢地转回到摊铺速度，将会在铺层上产生不平整的区域。改变摊铺速度会直接地影响材料料位高程，其次会导致仰角产生变化。提高摊铺速度将会减少铺层厚度，降低摊铺速度将会增加铺层厚度。因此，在摊铺作业过程中，除了摊铺机应选择适中的摊铺速度匀速连续地摊铺外，还应消除自卸车猛烈撞击摊铺机和急剧刹车等不当操作。自卸车卸料时猛烈撞击摊铺机会使已铺装层面产生痕迹和隆起，而自卸车急剧刹车将会降低摊铺速度，使铺层厚度增加，并且还会使摊铺机的驱动履带打滑，而导致破坏铺层的极端恶劣情况。

除了以上所述的三个主要影响因素外，对带有预夯实装置的摊铺机来说，保证夯锤级别的稳定，也是提高铺层质量的关键。否则，会出现铺层密实度的不一致，从而影响路面铺层平整度。另外，当摊铺宽度大于6米时，应采用双纵坡控制方法，即熨平装置左、右两侧的工作仰角都使用纵坡传感器控制，这样可以克服熨平装置的基础体与延伸体因刚性误差形成的挠度，以提高摊铺精度。当摊铺宽度小于6米时，由于延伸体和基础熨平板长度较小，刚性误差小，可在熨平装置一侧安装纵坡传感器，另一侧安装横坡传感器，这样既减轻测量人员的工作量，还能保证摊铺精度。

综上所述，只要我们在实际摊铺作业中，对各个细微部分都抱着科学、仔细的态度去合理使用摊铺机，就不难摊铺出高质量的路面铺层。