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沥青混凝土路面施工机械配置研究
发布时间:2018-1-4  作者:姜兆福  来源:《中国高新科技》杂志  浏览量:1048
摘要:施工机械作为生产力形成的基础性因素,其质量、性能以及合理配置直接影响工程进度、质量。文章基于沥青混凝土路面工程,分析了施工机械配置要求与方法,围绕某高速公路沥青混凝土路面工程具体论述了其拌和楼、运输车、摊铺机、压实机械以及其他机械的配置方法,以期为同类工程提供参考。 关键词:沥青混凝土路面;施工机械;摊铺机

1 沥青混凝土路面施工机械配置要求

公路沥青混凝土路面施工器械种类繁多、规格多样,包括沥青混凝土拌和设备、运输车辆、摊铺与压实机械等,要保证各个施工环节的良好衔接,发挥每台设备的经济效能,必须根据不同工程项目施工规模、环境、技术标准等,合理配备施工机械,满足施工生产的需要,令不同的机械设备在施工过程中搭配适当,合力打造优质工程。

沥青混凝土路面施工机械配置要求主要可以分为两点:机械种类、型号配套;机械生产能力配套。在实际项目中兼顾上述两点要求,方可真正实现对沥青混凝土路面施工机械整体工作潜力的挖掘。例如,在公路沥青混凝土路面施工中,搅拌站与摊铺机的生产率配合不当,出现摊铺机实际行走速度偏低的现象,由此直接影响摊铺机生产能力的发挥,造成投资浪费、成本增加。沥青路面施工主要机械设备推荐配套见表1。

1 沥青路面施工主要机械设备推荐配套

序号

机械设备

数量

备注

1

沥青混合料搅拌设备

≥1套

4000型以上间歇式搅拌设备,产量≥320t/h

2

摊铺机

≥2台

履带摊铺机,机械拼装熨平板,摊铺机具有充足的发动机功率(≥160kW)

3

双钢轮振动压路机

≥4台

双钢轮振动压路机,自重11~13t,频率≥35Hz,不少于两档振幅,压实厚度满足40~80mm要求

4

轮胎压路机

≥2台

自重>25t,带配重

5

双钢轮振动振荡压路机

≥1台

自重11~13t,具备振动、振荡两种功能,用于大桥、特大桥桥面沥青混合料压实

6

轻型振动压路机

≥1台

自重24t,用于边缘碾压

2 沥青混凝土路面施工机械的配置分析

沥青混凝土路面施工机械的配置主要包括机械选型与配套组合两方面内容。

2.1 施工机械选型

影响沥青混凝土路面施工机械选型的主要因素可以分为3类:技术因素、经济因素、其他因素。其中,技术因素包括生产率、可靠性、维修性、环保型、适应性和技术先进性;经济因素包括投资费用、运行费用、维修费用和社会效益。

从技术因素出发,施工机械选型的目标是提高沥青混凝土路面机械化施工水平,实现生产力输出的最大化。根据沥青混凝土路面施工机械的重要程度,可以将其划分为主导机械和辅助机械,主导机械需根据工程项目条件、目标等进行选取,主要为沥青混凝土搅拌设备或是摊铺机;配套机械则是围绕主导施工机械展开匹配工作,主导施工机械类型、性能参数决定配套施工机械性能参数。

从经济、安全因素出发,施工机械选型需做到以下几点:施工机械必须与工程现场情况相适应;权衡好工程量和机械费用的关系;在追求高性能、专业化机械的同时,考虑安全性、可靠性问题。

2.2 施工机械配套组合

沥青混凝土路面工程中,施工机械配置配套组合的合理性直接决定了机械化施工的效率,影响工程进度、质量以及成本,其具体配置要点如下:

1)主导机械与配合机械相配合,要求根据主导机械的生产能力确定配套设备的生产能力,原则上配套设备生产能力需为均衡生产能力的1.2~1.5倍,从而保证主导机械生产效率得到充分发挥。

2)减少机械组合数量,在保证沥青混凝土路面工程顺利实施的基础上,尽可能的减少机械组合数量,组合数越多,机械化施工总效率就越低。例如当两台效率为0.9的机械进行组合,则总效率=0.9×0.9=0.81,同时组合内一旦某台机械出现故障,则其他机械也会被影响,出现无法正常作业的情况。

3)机械生产率匹配,在沥青混凝土路面施工中,往往存在2种及其以上的机械进行联合作业,对此必须协调好不同机械的生产率,保证其相互适应,最大限度地保证施工总生产率(由生产能力最低环节决定)。

4)选用系列机械产品,通过统一机械品种类型,采用标准化、系列化产品,便于维修、管理,保证沥青混凝土路面施工效率。

3 实例分析

3.1 工程概况

本合同段为某高速公路路面工程,主线、北连接线分别为17.540km、28.936km,计划工期为14个月。本项目主线为双向六车道,设计速度120km/h,整体式与分离式路基宽度分别为34.5m、17.0m;北连接线为双向四车道设计速度100km/h,整体式与分离式路基宽度分别为26m、13m。本路段均采用的是沥青混凝土面层,结构形式如下:8cmATB-25粗粒式沥青混凝土下面层+5.5cmAC-20改性沥青混凝土中面层+4.5cmAC-16沥青混凝土上面层。

3.2 沥青混凝土路面施工方案与机械

本项目沥青混凝土面层施工采取拌和站集中拌和的方式,由自卸汽车运输混合料,摊铺机双机梯队并行联合摊铺,开展组合碾压施工,主要施工机械见表2:

2 主要施工机械

设备名称

生产厂家

规格型号

数量

沥青拌和楼

瑞士安曼、意大利玛连尼

4000 型、320t/h

2座

沥青摊铺机

德国维特根、德国 ABG

福格勒2100-2/12m(2台)、ABG525/12m(2台)

4台

双钢轮压路机

英格索兰、厦工机械

DD130/13t(8台)、XG6071D/7t(2台)

10台

胶轮压路机

徐工集团

XP261/26t(4台)、XP302/30t(2台)

6台

智能沥青洒布车

西安达刚

DGL5250 、GLS/120L

2台

碎石同步封层车

西安达刚

DGL5311TFC/213kW、4.2m

2台

载重汽车

北方奔驰

ND3250/18t

54 辆

装载机

柳工机械

ZL50C/3m

3 台

挖掘机

徐州卡特

CAT320C/1m

3 台

推土机

山推

TY320B/235kW

1 台

平地机

鼎盛天工

Py180G/140kW/3965mm

2台

3.3 沥青混凝土路面施工机械配置技术

3.3.1 拌和楼

本项目以沥青混凝土拌和设备为主要机械,沥青混凝土拌和楼性能、生产效率直接影响到沥青混合料质量、路面生产作业线效率,此外沥青混凝土拌和楼的能耗问题也影响到工程项目的成本。

本工程作业跨度大、运输距离长,综合考虑现场施工条件决定配置两座强制间隙式沥青混凝土拌和楼,具体设备型号、生产能力则是依据工程量、工期进行确定,具体计算公式如式(1):

将所有参数代入公式中可得,主线、连接线摊铺机生产能力分别为114t/h、112.34t/h,结合是施工单位现有设备,决定选用福格勒SUPER2100-2、ABG525/12m各2台,摊铺宽度2.5~12.5m,摊铺厚度最大值为0.3m,生产效率超过700t/h,均满足生产要求。

3.3.4 压实机械

在进行压实机械选择时,主要有两种方法:①选用施工单位现有压实机械开展试验段施工,由此确定压实设备数量组合以及相关施工参数;②根据压路机生产能力、结构层厚度、压实度等参数,展开计算分析。

第一种方法较为简单直观,本项目选用了已有的双钢轮压路机、胶轮压路机展开试验段施工,根据实验结果共计配备了DD130双光轮压路机8台(2台备用)、徐工XP261胶轮压路机4台、XP302胶轮压路机2台。

3.3.5 其他机械

本项目为了便于施工安排,根据面层作业面配置了智能沥青洒布车、智能同步碎石沥青洒布车各2台,满足施工需要。

4 结语

综上所述,在我国高速公路、市政道路工程中,为了保证沥青混凝土施工作业的高效落实,必须根据施工场地环境、技术条件、要求等合理配置机械设备,优先确定主导施工机械,根据主导施工机械生产能力、性能参数等合理配备辅助设备,切实保证生产作业线的各类施工机械合理配合,减少不必要的资金浪费,在保证质量的同时最大限度地提升施工效率,保证工程项目的按时、高质完成。

 

参考文献

[1]王睿.沥青混凝土路面机械化施工管理[D].西安:长安大学,2009.

[2]李冰.沥青混凝土路面施工工艺及机群协同作业[D].西安:长安大学,2004.


收稿日期:2017-11-08

作者简介:姜兆福(1974-)男,天津人,中交一航局第四工程有限公司工程师,研究方向:施工管理。

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