探讨公路机械节能施工的合理配置及应用

陈明亮

（海南路桥工程有限公司,海南三亚 572000）

0 引言

在公路工程建设过程中，路基路面等修筑都需要大量的施工机械进行施工作业，而公路工程施工机械的种类较多，作业条件以及技术性能各不相同，因此，对公路工程施工机械进行合理的选择与配备对于保证公路工程施工质量，促进工程进度，提高公路工程的社会经济效益具有重要的作用。

1 机械设备合理配置的原则[1-3]

公路施工机械设备的配置原则是保证公路施工机械设备得以合理配置的准绳。在机械化的公路路面施工过程中，应该秉承对应的原则，在此基础上对施工机械设备的型号、数量以及布置方式等进行合理选择。

（1）路面施工的机械化施工设备合理配置应该达到的基本目标：参与到施工项目中的施工机械设备自身能力达到施工配套要求，其施工功能满足道路的机械化施工工艺流程，保证施工配置可以充分发挥各型号机械设备的效能；有利于施工组织的合理调度，使得整个施工配套组织科学合理，各个工艺工序之间衔接高效、有序，实现机械设备的运行与协调一致。

（2）所配置的机械设备应该完全适合施工项目的作业性质与施工环境，诸如施工规模、施工场地以及施工距离等，使得施工机械设备充分发挥其施工潜能。另外，所配置的机械设备的生产能力与作业性能应该满足施工强度要求，保证施工项目得以顺利、持续的运行。

（3）所配置的机械设备应该尽量先进、安全、环保，且具有良好的经济性能治疗。在保证施工质量的基本要求之下，优先使用通用性强的机械设备。

（4）在施工机械配置的过程中，应重视在同类型机械设备中对规格、型号的选择。当公路工程量大、施工强度高时，应该尽量使用大型机械施工设备，这样可以得到较高的费效比，提高工程施工项目的经济效益。但是，大型机械设备在出现故障之后对整个施工的影响范围较广；对于小型施工设备，虽然其生产率较低，但是存在易于获得、通用性强以及投入施工速度快等特点。因此，在机械设备的配置过程中应该合理权衡、选择。

（5）合理控制设备内部调用以及租赁的比例。当在保证生产项目安全性、可靠性的前提下，保证施工设备质量与施工性能与施工项目相配套时，应该尽量选用内部设备。对于工程量小，且属于零星作业时，可以考虑采用外租设备的方式。

2 机械设备的合理配置

2.1 拌和设备的合理配置

在对拌和设备进行配置时，应该参考项目工程量以及预设工期等合理选择拌和设备的生产能力与移动方式，保证施工拌和设备的生产能力与沥青摊铺设备的生产能力相一致。尤其是在高等级公路的施工过程中，应该尽量采用拌和能力强的搅拌设备。

（1）拌和设备场地的合理布置。

在设置拌和设备场地时，应该尽量选择矩形的场地，且将拌和设备置于整个场地的中央，而将其他的辅助设施及设备布置在拌和设备的四周。其中，场地中的堆料场地应该进行硬化处理，通过设置硬质的地面铺面，达到有效减少原材料损失、提高拌和设备生产效率的目的。与此同时，各种规格的堆料之间应该合理的设置挡墙进行分隔，而对于一些较难组织和收纳的原材料应该尽量多存放一些于备料场中。另外，在原材料的进场路线当中还应该合理设置地磅，以保证材料的拌和精度、提高拌和效率。根据项目中对混凝土生产能力要求的不同，不同的拌和设备场地面积应该根据产量设置不同的拌和场地，具体参数见表1。

表1 拌和场地的面积选择参数

（2）拌和设备的合理选型。

公路路面所摊铺的沥青材料拌和设备应该根据项目的实际生产情况进行合理选型。拌和设备每小时的生产量=工程项目的规划用量／（拌和设备工作效率×影响系数×计划工作小时数）。其中，影响系数是指设备在正常生产过程中，由于设备维护以及其他不可预测因素导致的拌和设备生产量降低（通常，新设备一般取为0.8～0.85；而旧设备一般取为0.75～0.8）；而项目工程计划用量则应该根据实际的施工工艺及施工水平、公路路面接缝数量再适当增加0.1%～0.5%；而工程的计划工作小时数则应该与施工作业制度相关，通常所设置的8 h实际作业时间一般只有6 h，而16 h的作业时间实际上只有13 h的作业时间，24 h的工作设置时间实际只有20 h左右；拌和设备的工作效率同时还应该考虑所采用的原材料情况、拌和设备的实际工作效率等因素，通常可以在0.85～0.95之间合理进行选择。

2.2 摊铺设备的合理配置

作为公路机械化施工的重要机械设备之一，摊铺机的选择过程中应该根据公路施工作业路面的具体标准进行选择。我国当前高等级公路路面通常单幅路面的宽度在10～14 m之间，部分加宽的路面宽度将达到1～20 m。对于等级较高、城市交通主干道，则应该采用2台及其以上的摊铺机械形成梯队作业的施工模式。因此，在摊铺机械的选择过程中，应该满足下列要求：摊铺机械的总实际生产力（Q）应该大于拌和设备的实际总生产率；摊铺机械应该设置有自动、半自动摊铺调节摊铺厚度的找平装置；施工过程中应该有足够容量的受料斗，且在自卸车换车的间歇期能保证连续摊铺；确保摊铺机械有可加热的振动夯实板及同步压实装置，确保摊铺机械的摊铺宽度可调。

2.3 碾压机械设备的合理配置

在选择碾压机械设备型号时，确定摊铺机械的实际生产能力之后，即摊铺机械的型号确定之后，就可以根据相关参数确定对应的碾压设备型号。碾压作业是公路路面施工的重要程序之一，对路面强度、稳定性、疲劳寿命等直接相关。碾压作业工作的主要内容为：碾压设备的型号选择、相配套设备的组合、碾压温度的控制、碾压速度的控制、碾压方式的选择等。在选择碾压机械型号时，主要考虑如下两个因素：其一，保证摊铺机械与碾压设备之间生产能力的相配套；其二，保证公路路面碾压的压实度达到要求的同时，确保路面结构不被破坏。在确定路面压实度时，可以根据路面结构层的厚度、宽度等来确定。对于混凝土路面的施工，可以采用配置四台压路机(两台钢轮压路机，两台轮胎式压路机)的配置方式。而对于高等级的混凝土公路施工，则主要用双轴的双轮式碾压机械。该设备压实宽度、压实致密性以及压实平整度等效果较佳。

2.4 混合料运输车的合理配置

为了保证摊铺机械设备能正常运载，应该合理配置运输系统，使运输系统充分发挥其作用，并构建一个完整高效的运输系统，进而保证公路施工的顺利运行。例如：沥青混合料运输车的合理配置，应该从沥青搅拌机械设备所在的位置、施工环境、摊铺机工作效率、混合料运输线路、混合料运输距离以及混合料的运输类型及其性能等实际情况出发，采用吨位大的自卸车作为运输工具。同时，在配置运输设备的运输效率时，要保证运输能力比摊铺机械设备和拌和机械设备的工作效率高。而选择自卸车时相关技术参数，见表2。

表2 自卸车相关技术参数

除此以外，在配置自卸运输车辆的数量时，应该充分考虑运出车辆机械故障和影响拌和机械设备和摊铺机械设备正常工作的情况，一般在进行配置时，可以适当增加自卸运载车的数量。

2.5 洒布车的合理配置

洒水车主要给施工机械设备加水或者对公路路面进行清洗和洒水；路面切缝机械设备主要是对施工路面的切割，以便合理设置路面的伸缩缝；小型压路机主要是对公路施工工程中其他附属工作的压实，而压实的工作量小，因此，对其配置数量要求不大。为了实现公路机械化施工的节能目的，通常只需要配置洒水车、路面切缝机械设备、小型压路机等机械设备各一台即可。

2.6 装载设备的合理配置

装载设备是保证混合料供应系统得以正常运转的重要设备。在拌和设备系统正常工作的过程中，只有保证装载设备及时的给拌和设备送入足够的料才能保证整个系统的持续稳定运行。

2.7 其他机械设备的配置

除了上文中论述的相关机械设备之外，路面施工机械还需要其他的相关配套设备予以配合，诸如：洒水车、路面切缝机械、小型振动压路机等路面机械设备。在机械化的公路路面施工设备当中，由于洒水车、路面切缝机械以及小型振动压路机械等设备的工作负担并不大。其中，洒水车主要担负给其他的施工机械设备加水以及公路路面的清洗、洒水工作；路面切缝机械主要负责对已施工的路面进行分割与切缝，合理设置路面伸缩缝；而小型振动压路机主要担负其其他附属工程的压实工作，其压实工作量通常较小，配置的数量并不要求很多。通常而言，在每个机械化的公路施工项目中，只需要配置1台洒水车、1台路面切缝机械以及1台小型振动压路机即可。

3 结语

公路施工机械化是一个复杂组织过程，机械选择配置的合理与否，应直接影响工程的施工质量、施工进度以及施工成本。优化合理的施工机械配置时工程能够高质量、快速度、低能耗以及低污染完成施工任务的关键。本文通过对施工机械的性能组合、施工机械的类型、数量组合以及根据工程的特点进行了施工机械的合理配置，能够提高施工质量、施工进度以及降低施工成本。由于，影响施工机械合理配置的因素较多，还需要对施工单位性质、施工管理、机械的维修及管理等因素综合考虑，最终配置出技术先进、经济合理、安全环保的施工机械组合。

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[2]刘大鹏,刘晶.浅析公路施工机械的合理配置 [J].工程机械,2009,40(10):67-69.

[3]张彩红.高速公路施工机械化合理配置及方法 [J].山西建筑,2012,38(10):265-266.