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“黄金组合”铺就“长寿”道路
——访陕西中大机械集团总裁兼董事长綦开隆

2014-03-09崔丽媛

交通建设与管理 2014年17期
关键词:离析摊铺机压路机

文 / 本刊记者 崔丽媛

“黄金组合”铺就“长寿”道路
——访陕西中大机械集团总裁兼董事长綦开隆

文 / 本刊记者 崔丽媛

如何解决沥青路面在摊铺过程中集料离析和温度离析问题是行内企业一直想要解决的世界性难题,很多国内外科研和施工单位人员为此绞尽了脑汁。比如,缩小摊铺宽度,采用双机同时摊铺;采用沥青混合料转运车等等,但从实际效果来看并不理想,直接影响公路的“寿命”长短。目前,中国高速公路设计寿命15年的路面在交通荷载、特别是在重载交通作用下,普遍达不到设计使用寿命。普通高速公路通车2~3年就出现坑洞、补丁,通车4~5年便需要进行大面积修补。然而,在云南安楚高速7标通车9年后,路面依然保持平整如水、完好如初,这让业内不少人感到惊叹。为了解其中的秘诀,本刊记者在位于西安的陕西中大机械集团(以下简称陕西中大)总部采访了其总裁兼董事长綦开隆。

“只有想不到,没有做不到,用户有什么问题,我们就解决什么问题。”綦开隆自豪地向记者介绍了中大的科研队伍,它是由高级工程技术人员、高级经济管理人员、专家、教授为主体组成,汇聚了一批工程机械、控制技术、液压技术、经济管理、生产制造、专业维修等方面的专业技术人才。“我们不是单纯的工程机械设备生产销售商,而是涵盖了设备和工程施工,为用户提供的是一个完整的解决方案。”

看得出来,綦开隆对自己的明星机器和专业团队十分有信心。

我们施工的高速公路经实践验证,十年都不坏,整体寿命延长了一倍以上。

——綦开隆

据介绍,自2003年以来,陕西中大先后参与了全国20余省市上百个高等级公路项目建设。其中,全线采用中大摊铺机的广东粤赣、云南思小、江西景婺黄、广东广乐(京港澳复线单向12.95~16米)、广西河都、连霍四改八扩建河南郑州段、洛阳段等,以及内蒙鄂尔多斯赛车场、湖南矮寨大桥、上海世博大道、天津滨海大道等项目颇具代表性。常言道,工欲善其事,必先利其器。在多年的公路施工中,中大不断改进和完善自己的“利器”,先后拥有了DT1300、DT1400、DT1600、DT1800以及在DT1800基础上的超级“变形金刚”等多种型号摊铺机,整体成型新工艺特种高端成套设备更好地解决了离析问题,实现了五车道全幅一次摊铺,并将水稳两层和沥青碎石两层一次摊铺、碾压变为了现实。

解决沥青离析不再是难题

众所周知,影响路面“健康”的很多问题早在摊铺中就已埋下隐患,最终导致后期“开膛破肚”式的大修补。而这些“顽疾”多半是由于摊铺过程中离析问题所引发的的“病症”。

“离析产生的原因在于螺旋的旋转抛扬所造成的。” 綦开隆表示,“当物料随着料槽内的中轴旋转搅拌时,在物料半埋或三分之二埋螺旋的情况下,物料的级配会被改变,会出现典型的横、竖、纵、片状集料离析。当粗细不均的集料被摊铺在路面上,细料集中的地方由于缺少骨架支撑,会出现车辙、塌陷、拥包等现象;相反,粗料集中的地方由于缺少细料填充,会出现渗水,在重载荷的作用下,形成水动力,使面层剥离而损坏。因此,在摊铺过程中形成的集料横向离析,使摊铺的沥青路面难以压实、孔隙率高,造成渗水与强度降低等质量隐患,当重载荷冲击时,粒料移位形成龟裂、脱落、水损害等,产生坑洞、车轮槽等早期病害。”

目前,很多施工单位为了解决横向离析而采取并机分层摊铺。然而,并机分层摊铺虽减少横向离析,却同时产生了300毫米至600毫米宽并机接缝带的纵向离析。所谓纵向离析是由于大粒径粒料在两摊铺机的卸荷口联接处自上而下滚落所致,下层粗粒料,上层细粒料,形成明显的一条带状接缝。而且并机接缝带二次摊铺、二次振捣塞料,密实度高,支撑了压实力,导致并机接缝带两边压不实,这在雨后渗水便会一目了然。

在集料离析问题困扰许多施工企业的同时,陕西中大团队分别对横向离析和纵向离析进行了研究和改进。首先,为了使粗细料可以均匀分布,不留空隙,减少横向离析的产生,陕西中大采用进口大扭矩液压马达直接驱动大直径螺旋,带载启动能力强;加大料槽宽度和料位,增加输料量,使集料满埋螺旋实现二次搅拌输送布料,从而提高输料能力,降低螺旋工作转速,减少高速抛扬集料现象,输送集料充分均匀,有效防止了离析“窝”的出现。其次,研发团队为了解决纵向离析,选择在链轮箱左右(中缝处) 根据需要各加装一组角度可调数量可变的反向螺旋叶片,再根据摊铺厚度和材料的变化来调节反向叶片数量和角度,使大小粒料能均匀向螺旋链轮箱下方填充,保持摊铺层中缝处混合料均匀、充足、密实,以避免纵向带状离析。

18.75米的五车道全宽幅一次摊铺

广东广深沿江高速2标DT1800摊铺机18.75米一次摊铺现场

我国对公路机动车道的宽度是有标准的,三级以上多车道公路每条机动车道宽度为3.5~3.75米,高速公路每车道宽3.75米。如果想要摊铺四车道或是六车道宽度的路面,大多数施工单位采用的是多台设备并机同时摊铺。正如上面所讲到的,并机同时行驶虽然可以解决宽度问题,进行全幅摊铺,但同时也会不可避免地出现接缝线,直接影响路面“健康”。为了可以尽可能一次摊铺更大宽度路面,避免带状接缝的出现,

施工队在广东广深沿江高速 2标的施工过程中使用了DT1800,创造了一次摊铺18.75米的最好成绩。綦开隆告诉记者:“为了适应国内四改八的需要和进一步提高效率的需要,我们在创造摊铺宽度世界第一的DT1600基础上又研制出power DT1800抗离析多功能摊铺机,进行了单向四车道+应急车道18.75米整幅一次摊铺。”五车道一次摊铺且要解决离析问题并不是一件简单的事情,这其中包含着陕西中大人的智慧、辛勤和屡败屡战的坚韧。除了效率高以外,DT1800摊铺的路面质量也不容置疑,依然保持着平整如水、均匀如织的高水准。在广东广深沿江高速 2标的施工现场,DT1800所到之处,似乎让国外知名品牌摊铺机成为了“最牛的配角”。

江西景鹰高速DP2沥青碎石;

云南安楚路七标摊铺现场

实现沥青碎石两层、水稳两层一次摊铺

从道路结构层的设计理念来说,理想的水稳层应该是整体成型,结构和材料全部是连续均匀受力才是最好的。也就是说,水稳基层的施工质量直接影响着公路的使用寿命。随着我国道路交通事业的发展,一方面是现代公路工程建设项目的规模在不断扩大,另一方面是大吨位运输车辆不断增加,对路面的强度要求是越来越高。如果想要公路满足使用,其水稳层厚度必定要加厚。

然而,当水稳层厚度大于20厘米的时候便需要进行多层摊铺,可如果采用并机分层摊铺,并机接缝和水稳层之间的连接性便很难达到标准要求,会直接影响了水稳基层的整体性。为此,常见的解决办法是在层间洒水泥浆,以增强层间连接,但这样的链接很难成为一个整体,实际效果也不佳。

因此,如果大厚度水稳层能够一次摊铺成型,既消除层间连接的顾虑,又提高了施工效率。朝着这一目标,研发团队再次从实践中发现问题的同时,成功找到了解决难题的“钥匙”。“水稳一次性大厚实摊铺形成了整体板块结构,抗压和抗剪能力、抗拉伸和抗击能力都大大提高。从思茅到小勐养全线路面都是采用我们的power DT1800,经过通车8年时间的考验,仍然完好无损。”陕西中大将水稳两层一次摊铺的创举,对发展公路事业和延长公路寿命具有重要意义。

另外,在水稳层上面还会继续摊铺沥青碎石两层,以保证路面的抗压能力。陕西中大团队运用大吨位的配套压实设备和先进的压实工艺,将沥青碎石两层同时进行摊铺压实。将原本两次摊铺的量集中在一次进行,这

是传统的摊铺机和压路机无法完成的任务。“国际上的压路机一般为11~13吨,这对于单层摊铺是足够的,但如果两层一次性摊铺,就真的压不实了。”在这方面,研发人员专门研制出13~17吨的压路机。加上配重,改变振幅和振频,可以满足大厚度沥青碎石压实。研制超重吨位、超大激振力、双驱双振压路机,解决了水稳大厚度压实问题。同时,为解决上下密实均匀问题和平整度问题,振动轮体采用特殊结构设计,振动行走自动匹配控制,有效解决了上部压碎下部还压不实、推移、拥包,平整度差的问题。

例如,在山区施工时,挖山填谷会将大石料填到路基上,理论上填30厘米,但实际会达到80、90厘米。普通22吨的压路机压了25遍,没多少反应。而中大的Power YZ36超大激振力压路机只压了4遍,便成功压下去7~10厘米。除了吨位大以外,中大压路机还可充当一般压路机使用,即去掉配重,改变振幅振频。中大集团如此细致周到的考虑,为用户免去不少烦恼。中大压路机的超重“身躯”也俘获了越来越多用户“芳心”。

百吨夯实力压实路基

“黄金组合”的经济价值

从超大宽度摊铺,到沥青碎石两层、水稳两层一次摊铺成型,再到超大吨位碾压,陕西中大打造的“黄金组合”不仅提升了公路质量,延长了使用寿命,创造了良好的社会效益,更有着现实和长远的经济效益。

綦开隆给记者算了笔账,“以一条路面宽度12米的高速公路为例,一般情况下采用双机并机作业,如果采用中大单机一次摊铺作业,可以省去一台摊铺机;如果沥青碎石两层或水稳两层一次摊铺成型,一台中大摊铺机顶4台,等于省了3台。”这样算下来,省一台机子就少耗油,同时节省了跟机人员,因为一台机子起码需要7~8个人。“还有,在水稳分层摊铺时,层与层之间要先刨毛,再洒水泥浆,1平方米要1.3公斤的水泥,1平方要1元,那么一天下来就会帮用户节省1万元。至于养生方面,1平方的泡沫要7毛钱,加上人工也有1元左右,那么1公里光养生就节省上万元。”如此节能高效低成本确实让工程负责人减轻了“负担”,打心底里乐开了花。

大厚度大宽幅摊铺工艺一次性摊铺和一次性碾压成型,可确保基层整体结构的形成,有效提高芯样的完整性和表面的光洁整体性,同时提高其抗拉伸抗冲击能力,对提高公路路面质量、延长公路的寿命具有重要意义,近几年在全国一些工地如云南、内蒙、河南、黑龙江等地得到了应用推广。中大人一直相信质量决定寿命,能够使公路的整体寿命延长一倍以上,实现“十年不坏”的目标正是整个公司团队兢兢业业工作的最好“答卷”。

修公路要因地制宜

在多年参与工程项目的基础上,陕西中大人发现全国各地由于地质条件和气候环境不尽相同,所以在施工现场所遇到的难题也时常变化莫测地“跑出来”。全国东、南、西、北在施工中各面临什么问题,这些问题目前解决到什么程度、能否克服,正是技术团队所思所想的内容所在。

以东北为例,由于那里冬夏温差70多度,施工周期短,如果在行车荷载的作用下,分层板体极易产生错位、断裂,造成路面损坏。特别是在黑龙江地区,一年只有5个月是处于湿润期,因而施工周期短的弊端便凸现出来。“以往修路时,冬天,水稳要用沙子先盖住,到第二年再把沙子剥掉,到第三年才能铺沥青。”綦开隆讲到,直到技术人员研制出最新的DT1800摊铺机后,“水稳就一次性大宽度大厚实摊铺完成,摊铺后就把沥青底面层罩了,这相当于把水稳层保护起来,不用再铺沙子了,第二年便直接可以在铺好的表层铺沥青,本来三年的活儿缩短为两年,质量好、效率高、缩短了工期,所以黑龙江地区一年用我们60多台机器。”

陕西中大坚持科技创新、技术领先,发挥自己的技术优势,以筑路施工难题为攻关课题和产品研发方向。为解决路基压实难题开发研制生产了全液压超大激振力振动压路机;为解决土壤破碎 “粘、堵、拱、卡” 难题,开发研制生产了液压驱动碎土设备;为解决路面摊铺离析难题,开发研制生产了抗离析多功能摊铺机。

在陕西中大整体成型新工艺特种高端成套设备这样的“黄金组合”的支撑下,相信越来越多的公路将变得更加“长寿”。

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