大功率攤鋪機(jī)基層大厚度整體攤鋪抗離析分析

工程科技    223

作者簡(jiǎn)介：王亞姝（1977，7，6-），女，畢業(yè)院校：哈爾濱理工大學(xué)；畢業(yè)時(shí)間：2000 年 7 月；學(xué)歷：大專；職稱：工程師；職務(wù)：路面機(jī)械租賃公司工程部部長(zhǎng)。職業(yè)資格證書：試驗(yàn)檢測(cè)工程師。

大功率攤鋪機(jī)基層大厚度整體攤鋪抗離析分析

王亞姝

（黑龍江省龍建路橋第二工程有限公司，黑龍江 安達(dá)151400）

摘 要：通過大厚度基層整體一次性攤鋪施工，提出了規(guī)則離析和不規(guī)則離析概念，并分析了規(guī)則離析與攤鋪機(jī)性能的關(guān)系，通過齊泰公路采用大寬度（最大攤鋪寬度12m以上）、大厚度（30cm）基層全寬范圍內(nèi)一次攤鋪成型實(shí)例，說明了應(yīng)用大型改進(jìn)攤鋪機(jī)進(jìn)行大厚度基層整體施工離析控制的可行性與先進(jìn)性。

關(guān)鍵詞：大功率攤鋪機(jī)；大厚度基層整體一次性攤鋪；離析；現(xiàn)象分析

我國(guó)交通事業(yè)的飛速發(fā)展，伴隨而來的是公路上的交通流量和行車噸位的不斷增加，因此對(duì)公路抗荷載要求越來越高。而大厚度穩(wěn)定類基層具有較強(qiáng)的擴(kuò)散荷載能力，為了滿足現(xiàn)形勢(shì)下的公路使用要求，保證路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性，大厚度穩(wěn)定類基層正逐漸得到設(shè)計(jì)單位和施工單位的青睞。超過 20cm 基層傳統(tǒng)工藝是分層攤鋪，施工工期長(zhǎng)，施工成本較高，同時(shí)分層攤鋪易造成層間結(jié)合不好，不能形成完整單獨(dú)的板體。在行車荷載的作用下，特別是在冬夏溫差70 多度的東北地區(qū)，分層板體極易產(chǎn)生錯(cuò)位、斷裂，造成路面損壞。為了解決基層分層施工層間結(jié)合不好，以及基層整體性、穩(wěn)定性、耐久性及抗凍性不足、混合料離析等問題。需要進(jìn)一步改進(jìn)攤鋪機(jī)性能，并提升攤鋪機(jī)功率，來實(shí)現(xiàn)大厚度基層整體一次性攤鋪的問題。

1 采用加寬熨平板液壓調(diào)寬裝置和低速大扭矩馬達(dá)螺旋驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)大厚度基層問題

齊泰高速公路路面基層為寬度為 11.25 米、厚度 30 厘米的水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石，為了實(shí)現(xiàn)改善工程質(zhì)量、加快工程進(jìn)度、節(jié)約成本的目的，通過選用高性能攤鋪機(jī)實(shí)施了整體性一次性攤鋪工藝。即通過攤鋪機(jī)的加寬熨平板液壓調(diào)寬裝置保證了全寬攤鋪的實(shí)現(xiàn)，采用高壓低速大扭矩馬達(dá)驅(qū)動(dòng)螺旋的傳動(dòng)方式，這種傳動(dòng)固有的低速及啟動(dòng)高效率，可提高螺旋帶載啟動(dòng)的能力和低速工作穩(wěn)定性，與傳統(tǒng)的高速馬達(dá)加減速機(jī)方式相比，更能適用于螺旋工作的需要，提高螺旋改善離析的能力和減小密實(shí)度差異的能力。并解決了大寬度、大厚度粒料傳送功率問題。這一技術(shù)在意大利瑪連尼、比泰利(卡特匹勒)，國(guó)內(nèi)陜西中大機(jī)械集團(tuán)攤鋪機(jī)上均有應(yīng)用，通過工程實(shí)例進(jìn)行的攤鋪試驗(yàn)表明，高功率配置、高壓低速大扭矩馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、螺旋滿埋物料工作的攤鋪機(jī)，是適應(yīng)我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)所需的新型攤鋪機(jī)械。

2 采用抗離析螺旋分料器，解決離析問題

2.1 混合料離析與機(jī)械性能的關(guān)系

攤鋪機(jī)產(chǎn)生離析的主要環(huán)節(jié)在螺旋分料過程，在作業(yè)過程中功率消耗最大的環(huán)節(jié)也在螺旋分料過程，約為整機(jī)功率的50％至60％。國(guó)內(nèi)的各種攤鋪機(jī)目前主要延用一、二十年前國(guó)外攤鋪機(jī)的設(shè)計(jì)思想，即考慮功率因素，使螺旋分析器中的物料表面位于螺旋直徑的 1／2 至 2／3 位置。按照這種方法，當(dāng)用于大厚度、大寬度的穩(wěn)定土攤鋪時(shí)，輸料量很大，而螺旋只有位于物料內(nèi)部的部分才有輸料能力，因而螺旋輸料率低。為滿足輸料量要求，不得不將工作轉(zhuǎn)速增高。高速旋轉(zhuǎn)且部分暴露在空間中的螺旋向螺旋頂端(外側(cè))和物料層上部的空間中拋揚(yáng)物料，這是形成機(jī)械學(xué)離析的主要原因。不少工程機(jī)械人員在施工現(xiàn)場(chǎng)的觀察和錄像資料分析，十分清楚地說明了這一點(diǎn)。攻克離析難題，成為國(guó)內(nèi)外許多攤鋪機(jī)械技術(shù)工作者的主攻課題。

2.2 抗離析螺旋布料器設(shè)置

齊泰高速公路施工用攤鋪機(jī)的抗離析螺旋布料器，包括裝有左、右側(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)箱，左、右側(cè)螺旋葉片軸對(duì)稱安裝在驅(qū)動(dòng)箱兩側(cè)，且左側(cè)螺旋葉片軸的內(nèi)端經(jīng)左側(cè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同左側(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，右側(cè)螺旋葉片軸的內(nèi)端右側(cè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同右側(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，左、右側(cè)螺旋葉片軸的外端分別同相應(yīng)的左、右側(cè)固定裝置連接，左側(cè)螺旋葉片軸上裝有左側(cè)變直徑變節(jié)距螺旋葉片而右側(cè)螺旋葉片軸上裝有右側(cè)變直徑變節(jié)距螺旋葉片，該螺旋葉片的螺旋方向相反。它能使混合料得到再攪拌，減少混合料在攤鋪過程中出現(xiàn)的骨料離析現(xiàn)象，使所攤鋪路面的平整性、光滑性顯著提高，提高瀝青路面的攤鋪質(zhì)量，延長(zhǎng)道路使用壽命。

2.3 工藝原理

攤鋪所用設(shè)備應(yīng)采用具有大厚度、抗離析、全鋪攤鋪機(jī)攤鋪，全寬范圍內(nèi)一次性攤鋪成型 的 方 法 施 工 ， 攤 鋪速 度 控 制 在1.0~2.0m/min。攤鋪過程中每 10 m 左右采用“掛線法”檢查一次攤鋪的混合料的標(biāo)高。在攤鋪過程中派專人跟隨攤鋪機(jī)每攤鋪 5m就分左中右檢測(cè)其松鋪厚度并詳細(xì)記錄。攤鋪后碾壓前應(yīng)測(cè)定鋪筑層的標(biāo)高，其位置與測(cè)定路基頂面標(biāo)高相一致。通過嚴(yán)把材料關(guān)，控制好粒料級(jí)配；控制運(yùn)輸車裝卸環(huán)節(jié)；控制攤鋪速度，減小傳送離心力；改變布料器結(jié)構(gòu)，反向安裝反向撥料等方法控制混合料離析的產(chǎn)生。

2.4 抗離析設(shè)計(jì)理念

這種大功率攤鋪機(jī)主要基于一個(gè)全新的設(shè)計(jì)理念：即讓物料滿埋螺旋輸送。物料滿埋螺旋可以提高螺旋輸料率，降低螺旋工作轉(zhuǎn)速，減小不同容重物料顆粒之間的慣性差異；螺旋埋藏于料內(nèi)，位于攤鋪層底部，可以對(duì)物料進(jìn)行二次攪拌，改善物料在前期運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的溫度和機(jī)械學(xué)離析；位于物料底部的螺旋向兩側(cè)沿整個(gè)斷面擠出物料，而不是由上向下傾推物料，可以減小不同寬度位置上的左右離析和物料顆粒上下滾動(dòng)產(chǎn)生的上下層離析；螺旋上部不在空間暴露，無上拋產(chǎn)生的面層離析?？傊?，物料滿埋螺旋可以有效解決攤鋪材料的上下、左右離析現(xiàn)象。物料滿埋螺旋的另一作用是整個(gè)攤鋪層均在螺旋攪拌擠壓下進(jìn)行作業(yè)，因而可減小攤鋪層的密實(shí)度差異，使之在碾壓后表面平整。物料滿埋螺旋必須增加攤鋪機(jī)的功率配置及螺旋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力元件容量，整機(jī)功率將相應(yīng)增大20％至 30％，螺旋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)選用更高壓力容量的液壓元件以提高工作可靠性。

3 結(jié)論

實(shí)踐證明，通過攤鋪機(jī)性能的改進(jìn)，大厚度基層整體攤鋪離析控制施工可以大幅加快施工速度，攤鋪后的基層將形成一個(gè)整體的板塊結(jié)構(gòu)，只要密實(shí)度達(dá)到要求，相對(duì)于兩次分層攤鋪來說，其抗拉伸，抗沖擊強(qiáng)度可以提高 80%以上，可以有效的避免和推遲早期路面的下沉，車轍形凹陷、分裂脫落、坑洞等常見病害的產(chǎn)生。對(duì)于提高公路路面質(zhì)量，延長(zhǎng)公路使用壽命有很大的幫助。既有利于國(guó)家，也有利于業(yè)主和施工單位，具有很好的社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]姚懷新.高等級(jí)公路攤鋪工藝與攤鋪機(jī)技術(shù)發(fā)展方向討論[J].建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理,2005,8.

[2]騰林,李芳.高速公路瀝青混凝土路面大功率攤鋪機(jī)施工離析現(xiàn)象分析

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