大功率攤鋪機基層大厚度整體攤鋪抗離析分析

工程科技    223

作者簡介：王亞姝（1977，7，6-），女，畢業(yè)院校：哈爾濱理工大學；畢業(yè)時間：2000 年 7 月；學歷：大專；職稱：工程師；職務：路面機械租賃公司工程部部長。職業(yè)資格證書：試驗檢測工程師。

大功率攤鋪機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)則離析與攤鋪機性能的關系，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)一次攤鋪成型實例，說明了應用大型改進攤鋪機進行大厚度基層整體施工離析控制的可行性與先進性。

關鍵詞：大功率攤鋪機；大厚度基層整體一次性攤鋪；離析；現(xiàn)象分析

我國交通事業(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)定類基層具有較強的擴散荷載能力，為了滿足現(xiàn)形勢下的公路使用要求，保證路基強度和穩(wěn)定性，大厚度穩(wěn)定類基層正逐漸得到設計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，施工成本較高，同時分層攤鋪易造成層間結合不好，不能形成完整單獨的板體。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)生錯位、斷裂，造成路面損壞。為了解決基層分層施工層間結合不好，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。需要進一步改進攤鋪機性能，并提升攤鋪機功率，來實現(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寬裝置和低速大扭矩馬達螺旋驅動裝置實現(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)定級配碎石，為了實現(xiàn)改善工程質量、加快工程進度、節(jié)約成本的目的，通過選用高性能攤鋪機實施了整體性一次性攤鋪工藝。即通過攤鋪機的加寬熨平板液壓調寬裝置保證了全寬攤鋪的實現(xiàn)，采用高壓低速大扭矩馬達驅動螺旋的傳動方式，這種傳動固有的低速及啟動高效率，可提高螺旋帶載啟動的能力和低速工作穩(wěn)定性，與傳統(tǒng)的高速馬達加減速機方式相比，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。這一技術在意大利瑪連尼、比泰利(卡特匹勒)，國內(nèi)陜西中大機械集團攤鋪機上均有應用，通過工程實例進行的攤鋪試驗表明，高功率配置、高壓低速大扭矩馬達驅動、螺旋滿埋物料工作的攤鋪機，是適應我國基礎設施建設所需的新型攤鋪機械。

2 采用抗離析螺旋分料器，解決離析問題

2.1 混合料離析與機械性能的關系

攤鋪機產(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，約為整機功率的50％至60％。國內(nèi)的各種攤鋪機目前主要延用一、二十年前國外攤鋪機的設計思想，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，當用于大厚度、大寬度的穩(wěn)定土攤鋪時，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，不得不將工作轉速增高。高速旋轉且部分暴露在空間中的螺旋向螺旋頂端(外側)和物料層上部的空間中拋揚物料，這是形成機械學離析的主要原因。不少工程機械人員在施工現(xiàn)場的觀察和錄像資料分析，十分清楚地說明了這一點。攻克離析難題，成為國內(nèi)外許多攤鋪機械技術工作者的主攻課題。

2.2 抗離析螺旋布料器設置

齊泰高速公路施工用攤鋪機的抗離析螺旋布料器，包括裝有左、右側驅動機構的驅動箱，左、右側螺旋葉片軸對稱安裝在驅動箱兩側，且左側螺旋葉片軸的內(nèi)端經(jīng)左側傳動機構同左側驅動機構連接，右側螺旋葉片軸的內(nèi)端右側傳動機構同右側驅動機構連接，左、右側螺旋葉片軸的外端分別同相應的左、右側固定裝置連接，左側螺旋葉片軸上裝有左側變直徑變節(jié)距螺旋葉片而右側螺旋葉片軸上裝有右側變直徑變節(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量，延長道路使用壽命。

2.3 工藝原理

攤鋪所用設備應采用具有大厚度、抗離析、全鋪攤鋪機攤鋪，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高。在攤鋪過程中派專人跟隨攤鋪機每攤鋪 5m就分左中右檢測其松鋪厚度并詳細記錄。攤鋪后碾壓前應測定鋪筑層的標高，其位置與測定路基頂面標高相一致。通過嚴把材料關，控制好粒料級配；控制運輸車裝卸環(huán)節(jié)；控制攤鋪速度，減小傳送離心力；改變布料器結構，反向安裝反向撥料等方法控制混合料離析的產(chǎn)生。

2.4 抗離析設計理念

這種大功率攤鋪機主要基于一個全新的設計理念：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，可以對物料進行二次攪拌，改善物料在前期運輸過程中產(chǎn)生的溫度和機械學離析；位于物料底部的螺旋向兩側沿整個斷面擠出物料，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锪蠞M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攤鋪層均在螺旋攪拌擠壓下進行作業(yè)，因而可減小攤鋪層的密實度差異，使之在碾壓后表面平整。物料滿埋螺旋必須增加攤鋪機的功率配置及螺旋驅動系統(tǒng)的動力元件容量，整機功率將相應增大20％至 30％，螺旋驅動系統(tǒng)應選用更高壓力容量的液壓元件以提高工作可靠性。

3 結論

實踐證明，通過攤鋪機性能的改進，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整體的板塊結構，只要密實度達到要求，相對于兩次分層攤鋪來說，其抗拉伸，抗沖擊強度可以提高 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。對于提高公路路面質量，延長公路使用壽命有很大的幫助。既有利于國家，也有利于業(yè)主和施工單位，具有很好的社會效益。

參考文獻

[1]姚懷新.高等級公路攤鋪工藝與攤鋪機技術發(fā)展方向討論[J].建設機械技術與管理,2005,8.

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

[J].黑龍江科技信息,2011,8.