引言
机械设备是机械化施工的物质基础。沥青混凝土摊铺机是铺筑沥青混凝土路面必不可少的重要工具,其本身的性能及操作对摊铺平整度的影响很大。同时,摊铺机结构参数不稳定、行走装置打滑、摊铺机摊铺速度的快慢不匀、机械猛烈起步和紧急制动以及供料速度的忽快忽慢等,都会造成面层的不平整。本文介绍了沥青混凝土摊铺机的选型要求及相应的摊铺机结构参数的调整与选用。
1 沥青混凝土摊铺机的选型
摊铺机的选配要考虑机械设备之间的能力匹配。就摊铺质量而言,摊铺作业速度是否均匀、摊铺作业是否连续、摊铺宽度及厚度能否满足工艺要求等,都是选择摊铺机时必须考虑的问题。摊铺作业速度的均匀连续,主要取决于摊铺机的有效摊铺能力与拌和设备的实际拌和能力是否匹配,而摊铺能力又是由摊铺作业速度、一次铺筑宽度、厚度以及沥青混凝土碾压密实度决定的。这就要求在选择摊铺机时,要综合考虑道路的设计宽度、摊铺密实厚度、摊铺机作业速度的可调范围以及找平、分料效果。
(1)根据道路的设计宽度、摊铺工艺及摊铺质量等要求,综合选择沥青混凝土摊铺机的最大摊铺宽度、最大摊铺厚度、摊铺速度、摊铺机的生产率、摊铺成型精度和摊铺成型质量等。即充分考虑沥青混凝土摊铺机的主参数和基本参数满足工程设计的要求,并且与沥青混凝土搅拌设备的生产率相配套。
(2)履带式沥青混凝土摊铺机具有较长的接地长度,接地面积大、接地比压小,对不平整的路面适应性好,在稍作预压实的不平整路面上即可进行高质量的摊铺。采用专用的柔性橡胶履带,静摩擦力和整机质量较大,使履带式沥青混凝土摊铺机具有更大的牵引力,可在各种路面上进行摊铺作业,也可在高低不平的道路上高速平稳行驶,具有行驶噪声低、速度快等特点。
(3)轮胎式沥青混凝土摊铺机具有良好的机动性,转移方便,但在路基较差的情况下易打滑。在前转向轮加装具有同步与差速控制功能的独立液压驱动机构,可使前轮既驱动又转向,能在摊铺作业时提高牵引力,有效地防止摊铺机打滑,而在摊铺机高速行驶时还可使前转向轮不驱动。
(4)采用电子控制装置控制液压泵,使其按电位器预先设定的行驶和转向数值供给所需流量。速度传感器能不间断地检测实际速度值,并通过电信号传递给电子控制装置,再与电位器装置自动改变变量泵的流量,以符合设定的行驶速度。即使在超载的情况下,也能按预选的速度行驶,因而能够获得很高的摊铺质量。
(5)行驶系统备有一套应急控制装置,可保证在电子控制装置或速度传感器出现故障时仍可以继续作业。
(6)除配置标准的熨平板外,还可以根据施工需要选择其他规格的熨平板。此外,电子调平装置、调平梁、拖管、基准线支架、45°切边靴等附件也可根据施工情况选择。
2 沥青混凝土摊铺机结构参数的调整
沥青混凝土摊铺机结构参数是指熨平板的宽度、拱度、工作角、螺旋分料器的长度及位置、振捣器和振动器的振幅、频率等。当同一台摊铺机选用了不同的结构参数时,所铺筑出的摊铺层的性质就不同。因此,合理地调整与选用各结构参数值,是保证摊铺层均匀一致、平整密实的重要前提。
2. 1 熨平板宽度的调整与选用
各种型号的摊铺机其熨平板都有一个基本宽度(最小宽度),小型机约2 m,大型机则略大于3 m。若摊铺层的宽度小于熨平板的基本宽度,则很难摊铺;若大于基本宽度,则可以通过加宽熨平板的办法摊铺。熨平板的加宽不是无限制的,目前所见的摊铺机其熨平板最大可加宽至12 m,路面再宽时只好采用纵向接缝的办法分次摊铺,或采用多台摊铺机呈梯队形同时作业。当使用单层式熨平板且单机作业,而路面宽度又很大于熨平板加宽后的最大宽度时,熨平板宽度的组合原则是:在该组合宽度下铺成的路面纵缝最少且剩下的最后一道铺幅要略大于熨平板基本宽度。这样,既能保证路面质量,又能节省工时,还避免了因剩下的最后一幅太窄而不得不采用人工摊铺的缺点。另外,纵向接缝最好能位于路面的纵向标志线上,尽量不要设在主车道的中间位置。加宽熨平板时还要遵从对称的原则,即组合后的熨平板要尽量对称于摊铺机的纵轴。在进行多层路面施工时,摊铺机熨平板宽度的组合还应注意避免上下层间纵缝的重合。
2. 2 熨平板工作角的调整与选用
欲铺一定厚度的摊铺层,熨平板必须具有一定的工作角。工作角的取值,一般都是通过试铺来确定。试铺时,先在摊铺机熨平板下垫木板,木板长约为熨平板的长度,宽度取20~30 cm,厚度为路面该层设计厚度乘以所用沥青混合料的松铺系数。当熨平板加热完毕呈平直状后,转动厚度调节螺杆手柄,使熨平板前缘略微抬起呈一个小的仰角(即工作角),其变化范围一般在0°15′~0°40′之间,然后进料开始摊铺,待摊铺机走出一段距离后,测量一下摊铺层厚,若厚度小于要求的松铺厚度时,再适当转动厚度调节螺杆手柄加大工作角,反之则适当减小工作角。这样反复调整,直到摊铺层厚度与要求的松铺厚度相等,此时的工作角角度即为正式摊铺该层时应取用的工作角数值。
2. 3 拱度的调整与选用
摊铺机上一般都设有拱度调节机构,通过转动拱度调节器,可将熨平板调节至路面设计的拱度。
2. 4 螺旋分料器的调整与选用
主要是指螺旋分料器长度、位置和叶片直径的调整和选用。螺旋分料器长度的调整方法根据机型的不同而异。通常对于具有单层式熨平板的摊铺机,其螺旋分料器一般是靠人工借助螺栓将一节节
叶片依次固定在横轴上的,叶片越多,螺旋分料器就越长;而具有双层式熨平板的摊铺机,其螺旋分料器的长短是通过液压系统实现自动延伸或缩短的。调整后螺旋分料器的长度应小于熨平板的宽度。通常熨平板宽度两侧的挡板间各留约50 cm的空档,以减少混合料的挤压和叶片的磨损。螺旋分料器的位置是由螺旋叶片距离下卧层高低和距熨平板前缘的距离而定的。在混合料集料粒径较大、摊铺层较厚的情况下,螺旋分料器距下卧层的距离应稍大;反之可适当调小。螺旋分料器距熨平板前缘的距离,在保证供料充分、满足摊铺层厚度要求的前提下,宜尽量调小。有的摊铺机备有两种不同直径的叶片,在摊铺较宽的路面时宜选用大直径叶片,反之用小的。
2. 5 振捣器振幅、频率的调整与选用
大部分摊铺机都设有振捣器,用于摊铺层的初步振实。振捣梁的振幅应根据摊铺层厚度、混合料类型、温度及要求的初始压实度等因素决定。当摊铺层较厚、混合料骨料粒径较大、温度较低、要求的压实度较高时,应选用较大振幅;反之,则用较小振幅。振捣梁振动频率的选用类似于振幅的选用。当摊铺层较厚、混合料较粗时,选用较高的频率。通常在铺筑沥青上面层时,可根据摊铺机每前进5 mm 振捣梁振动一次的原则选用振动频率。
2. 6 振动器振幅、频率的调整与选用
摊铺机的熨平板内部一般设有振动器,用来激振熨平板,使之产生不同的振幅与频率,从而对摊铺层进行再一次的振实。振动器有偏心激振式和垂直激振式两种,前者是通过液压电动机带动装有偏心块的轴转动,改变液压电动机转速,就能改变振动器的频率,从而使熨平板产生不同的振幅与频率;后者是通过改变液压油的注入方向,使激振块上下振动,从而迫使熨平板振动,并产生不同的振幅和频率。根据实践,在摊铺一般的沥青混合料时,熨平板的振动频率宜选用33~55Hz,振幅在0.4~0.8mm之间。
3 结语
摊铺机械性能的好坏决定着沥青混凝土路面的平整度。因此,只有对沥青混凝土摊铺机进行认真选型、合理配置,并对选配的摊铺机的各结构参数进行相应的调整,才能充分利用摊铺机的机械能力,保证摊铺层均匀一致、平整密实,全面提高沥青混凝土路面的施工质量,取得较好的经济效益和社会效益。
