沥青路面机械化施工设备选型及质量控制措施

2020-05-12李辉远

中国设备工程 2020年9期

李辉远

（保利长大工程有限公司，广东广州 510000）

机械化是现代化工程的重要标志，沥青路面施工中也应得到合适机械设备的支持，除了要选择合适的设备外，还应当在施工中加强管理，从而提高机械化水平，为施工质量提供保障。因此，在围绕沥青路面展开技术分析时，从机械设备的角度入手具有必要性。

1 沥青路面机械化施工原则

行业技术水平逐步提高之下，一系列先进的机械设备面市并相继投入使用，在丰富的产品中，应从沥青路面的施工特点出发，选择最合适的机械化设备，实际工作中应注重的是：设备具有稳定运行的能力，在施工中不出现异常状况；设备可高效运行，提高施工效率；设备能够为各环节的施工质量保障；设备的选购以及运维成本要控制在合理范围内，从而减少沥青路面施工的成本投入。

2 机械化施工设备选型

2.1 拌和设备选择

以沥青、矿料为代表的各类原材料要求得到充分的拌制，此时，合适的拌和设备显得尤为关键，其需要与路面用料相协调，要在规定的时间内拌制性能良好的混合料。拌和设备的合理选择是基础条件，在此基础上，方可提高施工效率。施工中所用的拌和设备应具有足够的拌和能力，具备此类特性的设备其维护成本相对较低，且无须大量人员的参与，自动化水平高，可依据特定的程序拌制施工所需的沥青混合料，期间减少了人员主观因素的干扰。当然，此类设备的采购成本较高。

2.2 运输设备

沥青混合料采用自卸车运输，在摊铺机前形成一个连续的供料车流，尽量减少等待的时间保证摊温度。为便于卸料，运输车的车厢底板和侧板抹油水混合液作隔离剂，并排除可见游离余液。沥青混合料在运输过程中采用防水的篷布遮盖整个运料斗。

2.3 沥青摊铺机选择

摊铺机是实现高效摊铺的重要设备，在选型工作中应注重的是形式与种类两方面要求，无论是结构还是性能等都要与施工要求相符。从多数西方国家来看，轮胎式和履带式摊铺机是应用最为广泛的类型，我国则主要使用的是履带式摊铺机。该设备应与熨平板形成协同作业的关系，因此，还需选择与之相配套的熨平板，通常以长形式较为可行，当选择此类摊铺机后，可创造较为良好的摊铺预压密实度。

2.4 压实设备选择

沥青路面要具有足够的密实性，满足此项目标的关键在于做好碾压作业，从设备的角度考虑则要得到压实设备的支持，在其作用下提高混合料密实性，并解决路面平整度不佳的问题。经验表明，轮胎压路机是较为典型的形式，此外，选择双钢轮振动压路机也可取得较好的压实效果。两类设备可形成相互配合的关系，首先，安排振动压路机处理，在此基础上进一步由轮胎压路机碾压。施工现场见图1。

图1 沥青路面机械化施工设备

3 沥青路面机械化施工中的质量控制策略

3.1 选择合理工程材料

3.1.1 沥青材料

沥青路面施工所需的混合料中占比最大的当属沥青，应选择与质量要求相符的沥青材料，与具有资质的供应商合作，加强对进场材料质量的检验，主要考虑到装运数量、生产日期等方面。由于沥青材料的总量较大，可通过抽样检测的方式掌握对应批次的质量情况，性能试验分析应围绕软化点、密度、针入度等指标而展开，要求各项指标都符合要求，否则，不可投入使用。

3.1.2 矿料选择

矿料的选择注重如下几点：首先，考虑的是各项性能指标，如石料等级、饱水抗压强度，由于矿料在拌制过程中要与沥青材料充分混合，以此还要考虑其与沥青之间的黏结力。其次，则要注重矿料外观、杂质含量等层面的情况，如质地坚硬、足够干燥等，为确保其应用效果，要求含水量＜3%、含泥量＜1%；形状方面，以立方体状较为合适。

3.2 沥青材料配合比设计

沥青混合料由多种原材料构成，其整体性能除了与各类物料的质量有关外，还与各自的比例关系有较大关联，除上述提到的沥青和矿粉外，还包含了粗、细集料等。混合料生产过程中，需严格控制碎石粒径，在同一批次的拌制过程中，所用碎石的尺寸应尽可能相同，并通过试验的方式确定合适的配比，若拌制所得的混合料各项性能都与设计要求相符，该配比才可正式用于施工中。

3.3 生产配比检验工作

马歇尔试验是现阶段道路工程中应用较为广泛的方式，可实现对矿料的严格筛选，除此之外，还可用于检验沥青使用情况，评定其用量的合理与否。以行业标准为指导，从而确定合适的混合料配比，拌制所得的混合料要在和易性、流动性等方面都与质量要求相符，并最大程度上控制误差。现代化工程中还需选择合适的施工设备，各环节施工所对应的设备类型各不相同，但整个施工阶段应具有持续性，各环节都要形成紧密相连的关系，因此，要对各类设备形成规范化组合，使其在种类和数量两方面都足够合理，设备之间相互协调，调节好运行参数，高效完成各环节施工。

3.4 拌和以及运输沥青混合料

混合料由多种物料构成，除了沥青和矿料外，还要根据性能要求掺入适量的集料，其用量应得到合理的控制。进料速度要合理，应遵循均匀性原则，沥青混合料对温度提出较高的要求，加热时间也应保持在较合理的范围内。拌制过程中，干拌持续时间至少达5s。基于特定的规范完成混合料拌和后，需将其转移到施工现场，为避免自然环境对沥青混合料造成不良影响，需选择合适的时间段装料，且在运料过程中车辆要尽可能维持匀速行进状态，以免发生混合料离析现象。卸料时，运料车停车后保持稳定，不可撞击摊铺机。

3.5 摊铺机作业速度

摊铺作业强调的是匀速的原则，因此，非特殊情况下不可调节摊铺速度，全程都要维持在相同的速度状态，中途不可停顿。尽管现阶段的摊铺机综合性能较为良好，但依然有其局限之处，即找平系统重启的缓冲时间相对较长，摊铺行进达到3 ～8m 后该系统才能够维持正常的运行状态，因此，该段应以合理的方式解决找平系统暂停运行的问题，其需要得到施工人员的高度重视，以免出现找平不到位的情况。从摊铺机的运行能力来看，其行进速度普遍为2 ～12m/min，部分性能极为优异的设备可达20m/min。

（1）以拌和设备供料能力为依据，确定合适摊铺速度，可通过下式（1）求得：

式中，V 为摊铺速度，m/min；Q 为拌和站生产能力，t/h；b 为摊铺宽度，m；h 为压实后的摊铺厚度，cm；γ 为压实后沥青混合料毛体积密度，t/m3，一般γ=2.35t/m3；C 为摊铺机效率系数。通常，在拌和机正常运行的条件下，V 值以9m/min 较为合适。

（2）根据铺筑层确定合适的摊铺速度。从现阶段的沥青路面施工情况来看，摊铺速度应尽可能控制在2～10m/min，但考虑到各层密实度的要求，需在该基础上适当增加，即加快摊铺速度，以1.5 ～2.5m/min较为可行。此外，上面层具有特殊性，该处的摊铺应放慢速度，尽可能控制在6m/min 以内；若遇到薄层罩面施工，则需要再次放慢速度，目的在于给予铺层足够的振捣，从而确保铺筑层质量。

3.6 碾压

推铺后的碾压分初压、复压和终压。一般初压开始温度不低于145℃，复压最低温度不低于130℃，终压温度不低于100℃。初始碾压时，温度较高，不可出现推移、分裂等现象。初始碾压应采用轻型钢筒式压路机从外侧向中心碾压，速度应均匀平稳，以防推移。初压后检查平整度、路拱，是否满足设计要求，必要时，要督促修整。复压采用重型胶轮压路机或振动压路机，不宜少于4 ～6 遍，碾压带相邻重叠宽度宜为10 ～20cm，且达到设计要求的压实度。终压可用胶轮压路机或停振的振动压路机，进行碾压直至无轮迹。压路机不可随意停顿、调头。