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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
关键词:矿料摊铺机压路机

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。

4 结语

沥青路面施工具有系统性,其对于机械设备的需求量较大,应根据施工要求合理选择设备,形成可行的设备配置方案,施工中加强对设备的管理,维持设备的高效运行能力,以便给沥青路面施工提供支持。

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