高速公路沥青路面机械设备的选配问题分析

2021-01-06张培元

黑龙江交通科技 2021年2期

张培元

(贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州贵阳 550001)

1 高速公路沥青路面机械设备配备的条件与原则

1.1 以施工方案为基础

在路面施工设备的选型中，施工方案是重要的参考要素之一。在工程开展之前，施工方案会对现场的地质条件以及环境因素进行分析，从而按照实际情况制定设备的选型。例如山区公路与平原公路在地质条件和施工环境上都存在很大的差异，因此要结合沥青材料运输量以及运输方式的差异性选择配套机械设备。

1.2 提升施工机械化程度

路面施工的机械化水平在很大程度上会影响施工过程中的资源调配以及生产效率，进而影响了工期的长短。因此，在高速公路沥青路面的施工过程中，要尽可能地提升机械化施工范围，协调各个作业的机械化施工程度，在保证设备性能和产量的同时，发挥机械匹配和效率的最大效用。

1.3 协调设备内部调拨与租用的关系

在工程中要协调好设备内部调拨与租用的关系，在保证生产安全系数、可靠性以及施工质量的基础上，应优先选用内部施工设备，而外租设备适用于工程量较小且不连续的情况。同时，当可以满足工程需求时，优先选择国产施工机械，对工程水平要求较高的时候可以考虑选择进口的施工机械。

1.4 合理配置机械随机配置系统

在确定路面工程的主导机械设备以后，以该设备为中心选取其它的配套机械设备，在保证各个配套机械设备的工作能力符合主导机械设备要求的基础上，尽可能地减少其数量。制定合理的施工组织方案，尽量选用规格型号统一的机械设备参与工程作业，以便于在出现故障时进行维修管理。

1.5 路面施工机械数量配制条件

在路面工程中首先要保证主导机械设备的正常连续工作，其次在根据具体工程项目制定路面的机械设备数量。结合工程量、台班数、机械利用率及生产率等要素对施工机械量进行计算，参考公式N=Q/W1PKB。其中，N表示台班数，Q表示工程量，P表示台班生产率，KB表示利用率，W1表示计划时段内的制度台班。大型工程中通常以年为计划时段，而小型工程通常选定在一段时间。

2 高速公路沥青路面机械设备的合理配备

2.1 沥青拌合设备的选型

沥青拌合设备的选型需要严格按照高速公路的工程量以及施工工期加以分析，同时拌合设备的生产效率应与摊铺效率相匹配，且稍低于摊铺设备的额定摊铺效率。对于高等级的沥青公路，拌合设备也应选择拌合能力大的，并且为避免性能过剩，拌合材料的供应也要与拌合机械的生产能力相一致。沥青拌合场地需要与施工现场的运距控制在2 h以内，同时对交通状况的要求较高，以免对材料的运输造成影响。加强原材料堆放环境的管理，不同规格的材料用隔离墙进行分隔，以设备的工作效率。拌合设备型号参数的选择必须要参考实际的原材料用量，通过对公式拌合机械每小时产量=计划用量/(影响系数×机械作业效率×作业时间)加以分析，一般新设备的影响系数取值为0.85左右，而旧设备为0.75左右；作业时间按照制度的不同，可取值为6 h、13 h或20 h；而拌合机械的作业效率会受到实际情况影响，通常取值为0.85～0.95之间。

2.2 摊铺设备的组合与选型

为提升沥青混合料的摊铺效率，选择摊铺机械的实际摊铺能力应比拌合设备的拌合能力稍大。摊铺机械的选择应结合实际摊铺的宽度、厚度，以及工程质量对摊铺速度的要求来确定。摊铺机械的组合方式分为两种，一种是在全宽范围内一次性摊铺成型，这种方法可以有效减少纵向接缝，提升施工质量与平整度，进而可以降低施工成本、提高经济效益。但这种方法的一次性投入较高，且对拌和生产能力以及运输能力的要求也比较高，因此适用于大型施工企业。另外一种是两台或两台以上摊铺机联合作业，该方法工艺简单、成本低，但易于出现纵向接缝、厚度不均匀等问题，因此适用于中小型施工企业。摊铺机的作业效率和质量很大程度上受到作业速度的影响，摊铺速度应由摊铺厚度以及混合料供给能力确定。在实际施工过程中，上层的摊铺速度较慢，约为6 m/min；而下层的摊铺较快，约为10 m/min。

2.3 压实设备的合理化选择

为了进一步提升沥青混合料的强度、稳定性以及疲劳特性，进而需要把握好沥青道路路面施工中的压实工序。压实工作主要有三方面的内容，第一是压实机械设备的选型，第二是确定压实的温度、速度以及遍数，第三是对特殊路段进行压实。沥青路面施工中的压实设备在选择时会受到摊铺机生产率、摊铺厚度以及现场具体因素的影响，而目前最常用的设备主要有轮胎压路机、振动压路机以及静作用光轮压路机。应参考摊铺厚度选择压路机的重量和振幅，当摊铺厚度小于6 cm时，可以选择振幅为0.35～0.6 mm的中小型振动压路机(2～6 t)；当摊铺厚度大于10 cm时，可以选择高振幅的大中型振动压路机(6～10 t)。

2.4 运输设备的选型

运输环节作为沥青混合料拌合摊铺的核心环节之一，很大程度上影响了沥青混合料拌合、摊铺、压实等环节的衔接效果。通常情况下，会选择吨位比较大的车辆以避免在运输过程中沥青料热量散失的现象发生。为有效降低沥青拌合设备的损耗，提升机械设备的生产效率与稳定性，最大程度地保证拌合机械的连续稳定生产，车辆的实际运输能力相比摊铺设备的实际摊铺效率要稍高。施工过程中需要配备的运输车辆数量(n)会受到运输车辆的运输能力g(t)、拌合机械的生产效率q(t/h)以及运输时间等要素的影响，因此运输货车在结合相关要素后所得出的计算公式为n=a(t1+t2+t3)/T。其中t1表示重载运输时间，t2表示空载运输时间而t3表示卸料时间。拌合设备生产一车沥青原料的时间为T，T=60g/q。而a表示储备系数，根据实际施工情况的不同，在1.1到1.2之间取值。

2.5 其他设备的选型

除了以上的机械设备，在高速公路沥青路面的施工过程中，还会需要照明设备、发电设备、加油加水车、等其他辅助设备。施工队伍在选择辅助设备时不应就地取材、简单了事，而是要严格按照现代化的沥青路面施工标准以及相关企业的设备配套规模来决定。随着高速公路的发展，很多厂家加大了对施工配套设施的研究，实用性与安全性也随之上升。例如，升降式照明车、自行式小型压路机以及手扶式振动钢轮压路机等都对高速公路沥青路面的施工效果起到很强的辅助作用。