关于高速公路施工机械合理选择与组合探讨

李晓军

（武汉公路桥梁建设集团有限公司）

关于高速公路施工机械合理选择与组合探讨

李晓军

（武汉公路桥梁建设集团有限公司）

高速公路建设是一项非常复杂的工程，在施工过程中不论是路基工程、路面工程，还是桥梁工程、隧道工程，都需要很多施工机械进行联合作业，才能完成施工任务，这就对施工机械的选择与组合提出了更高的要求。而在高速公路的施工中，用到的施工机械的种类、型号、规格有很多，这些施工机械在技术性能和作业范围上有着明显的差异，要想做出正确的选择和组合，施工人员应该根据高速公路项目的建设要求和实际施工条件做出正确的决定，使施工机械设备能够发挥最大效能，这是现代公路施工机械化作业之前应该妥善处理的一个重要问题。

高速公路施工；机械选择；组合；方法

高速公路的修建涉及到路基工程、路面工程以及桥梁工程和隧道工程等几个方面，是一项十分复杂的系统工程。项目施工人员需要根据现有的实际施工条件，正确选择并组合这些性能指标和作业范围都不相同的施工机械，使施工机械设备的效能发挥到最大，从而达到高速公路项目的建设要求。

1 高速公路施工设备合理选择的依据和原则

1.1 选择施工机械的主要依据

在高速公路施工中，项目工作人员主要根据项目工程的工程量和施工进度来选择施工机械。考虑到高速公路的施工质量、进度和社会经济效益两个方面的因素的情况下，工程量较大的项目应该尽量选用大型机械设备和较先进的机械设备来保证工程的进度，而工程量较小的项目就应该优先选用现有机械设备和中小型机械设备来节省工程成本。然而影响高速公路修建的天然因素很多，因此这些准则并不是绝对的。另外，由于大型机械设备对施工条件具有一定的要求，因此在施工条件不太好的情况下需要做大量的准备工作。在这种情况下，如果选择使用中小型机械设备能够很好的减少大量的准备时间，还能降低施工成本。

1.2 施工机械选择的一般原则

在高速公路施工过程中要根据适应性、先进性、经济性等原则来选择恰当的施工机械设备，具体内容如下：

A适应性原则

适应性是指施工所用机械设备的性能必须要能满足项目建设的实际工程需要，也就是说能适应高速公路所处位置的自然环境条件和工程量。例如，路基施工过程中施工的范围广、条件变化大，在考虑施工机械符合工程量状况下，更应考虑施工作业的地形、地质、场地、气候等自然条件。

B先进性原则

随着科学技术的不断发展，性能优越的新式公路施工机械不断涌现。这些新式的公路施工机械相比于一般的设备具有高效率、低能耗和高可靠性等优势，能够完成一般施工机械所不能完成的作业任务，从而极大地提升施工作业能力和工作效率。然而先进的施工机械设备的使用成本和作业成本也很高，但从高速公路修筑的整体工程看来，先进的施工设备在某些特别复杂的作业环境下，具有不可代替性，因而先进施工机械仍然有很高的性价比。

C经济性原则

高速公路施工作业过程中施工设备的固定资产消耗率和设备消耗的燃油费等费用都需要工程项目的管理人员综合考虑项目工程量和施工设备使用费用之间的性价比，来尽力降低公路施工机械的经济成本。这就是选择施工机械设备要考虑的经济性原则。

2 施工机械的具体选择方法

高速公路施工机械的选择还要根据公路项目作业内容、公路项目的工程量、运输距离和道路情况、作业地区土质情况以及施工气象条件等具体条件来选择。

每项工程都应该根据工程类别来选择施工的设备。以路基工程的施工为例，其施工的内容有基本内容和辅助作业。基本内容铲运、填筑、压实、修整、挖沟以及土石方挖掘等，辅助作业有除根、松土、爆破、表层清理等。在公路建设项目的施工期限内，还需要按照施工计划中的月作业进度和日作业强度来选择施工机械。公路施工中的运输距离和道路情况也需要考虑。比如在沥青路面施工中，自卸车在运输沥青混合料的距离最好不要超过30km，目的是保证沥青混合料铺开工序的温度不低于110℃，压实工序温度不低于90℃，这就是所谓的经济运距。还有道路条件指的是施工道路的类别、路况、坡度以及路面阻力等条件。再有，因为土壤是高速公路施工是的主要工作对象，所以土质直接影响到施工机械的施工质量、作业效率和施工成本。因此，实施作业处的土壤的性质和状态是路基工程施工时选择施工机械设备的重要根据。和地质条件一样，施工时的气象条件也是选择施工机械的重要依据。这是因为雨水能够改变土壤的状态。例如，气候干燥少雨的秋冬季节，土壤干燥，可选择轮式机械进行作业。而雨水丰沛的夏季，由于道路泥泞，轮式机械容易发生打滑，选用履带式机械就能很好地解决打滑的问题。由此看来，高速公路施工设备的选择需要考虑许多的因素，对工程项目的管理人员有着非常高的要求。

表1 根据作业距离与道路条件选择运输机械

3 对高速公路施工设备合理的选择和组合选择

3.1 对施工机械进行合理的组合

对施工机械合理的组合主要有三个部分，分别是主要机械和配套机械的组合，主要机械和辅助机械的组合，牵引车和其他设备的组合。其一，要保证主要机械设备的施工效率，那么必须加入配套机械来完善主要设备的不足。一般来说经过合理配套的施工设备组合的工作量、生产效率都要高于只使用主要设备的作业。如使用车厢容量为挖掘机3~5倍的自卸运输车最为配套机械与主设备挖掘机搭配，能够极大地提高挖掘机的作业效率。二是主要机械和辅助机械的组合，而且辅助机械的生产率应该略大于主要机械的生产率。三是牵引车和其他积聚的合理组合，不能出现“大马拉小车或小马拉大车”的现象。如果牵引车和其他机械相互适应就能有效地提高作业时的设备的适配性，能极大地提高施工效率。从施工成本角度来说施工机械的类型越少，数量越少，高速公路修建工程的成本也就越低。只是因为设备配套组合中的辅助设备越少，组合的施工效率也就越高，同时如果设备组合中施工设备的种类太多、型号众多的情况下，如果一旦负责一道工序的机械设备出现故障就会导致整个设备组合的施工效率大打折扣，另外众多的型号和类型也增大了使用和维修的成本。这就需要高速公路建设工程管理人员根据作业内容、工程量选用大工程量、搞作业效率的相同类型机械设备。另外，并列组合是确保施工进度的一种常用方法。并列组合就是组建两套同样的组合施工设备，当一套施工设备发生故障时，另一套施工设备能继续作业，这样就能保证施工进度。

表2 根据路基工程作业内容选择施工机械组合

3.2 对施工机械的组合选择

还需要根据施工内容来对施工机械设备进行组合。高速公路具有修建周期长，路段环境复杂等特点。例如路基工程施工除了包括石方挖掘、铲运、填筑等基本作业内容外，还有伐树、松土、爆破、清扫等辅助性作业。而这每种作业都需要制定选择恰当的施工设备组合。

4 小结

高速公路施工复杂性增大了施工作业过程中的难度，这就对公路项目的管理人员提出了更高的要求。需要他们在工程开始之前，统筹安排好工程计划，并且根据施工需要选择出最合适的施工设备和设备组合方案。其目的是提高施工效率，保证工程质量的同时降低施工成本。