(3)增加整機功率匹配。
攤鋪機在攤鋪作業(yè)中,主要的功率消耗于螺旋驅(qū)動,特別當物料滿埋螺旋,大寬度攤鋪基礎(chǔ)材料時,物料摩擦阻力矩增加,驅(qū)動螺旋會消耗整機功率的50%~60%,加之刮板、熨平板由于增加寬度而相應(yīng)增加了功率消耗。發(fā)動機功率裕量配置,避免發(fā)動機因各種超載產(chǎn)生掉速現(xiàn)象,這種超載頻繁地發(fā)生于螺旋起動、刮板發(fā)卡、料車倒撞等工況下,是攤鋪機的特有工況。發(fā)動機掉速會影響攤鋪機的正常工作,是產(chǎn)生離析、影響平整度的不良因素,也是普通攤鋪機的通病。電噴柴油機符合嚴格的污染排放和噪聲標準,也具有良好的動力性能和控制特性,易于實現(xiàn)整機自動化。
?。?)防止豎向離析。
豎向離析指攤鋪橫向斷面上,下部大粒料多而上部大粒料少的上下離析現(xiàn)象。豎向離析的原因是螺旋料槽上部大粒料沿開口處向下滾落,這一現(xiàn)象發(fā)生在螺旋前擋板離地間隙調(diào)節(jié)偏大且料槽中缺料的工況下,以及螺旋外端料槽前方的卸荷口處,由于大粒料沿著螺旋前擋板的間隙和卸荷口處向下滾落,結(jié)果造成大粒料沉落于攤鋪下層。
大功率攤鋪機采用物料滿埋螺旋設(shè)計,避免了料槽因缺料在螺旋與前擋板之間產(chǎn)生的粒料滾落斜坡;在前擋板下方加裝了上下高度可調(diào)的前導(dǎo)板,根據(jù)攤鋪厚度和材料不同適當調(diào)節(jié)離地間隙,同時前導(dǎo)板下部采用彈性橡膠板結(jié)構(gòu),可以將離地間隙調(diào)為最小且利用彈性板的外張效果減小螺旋的輸料阻力;對螺旋外端處的卸荷口,同樣采用彈性橡膠板的懸臂式結(jié)構(gòu),既防止大粒料向下滾落,又起到防止螺旋卡死而卸荷的作用,也避免了因螺旋卸料不暢頂起熨平板影響平整度的現(xiàn)象。
?。?)防止縱向離析。
縱向離析指攤鋪層上出現(xiàn)的沿行車方向的條形離析帶,主要產(chǎn)生于左右螺旋的中縫處,各自螺旋的過渡支撐處和雙機并幅攤鋪的接縫處。采用單機大寬幅攤鋪,不存在雙機并機攤鋪時產(chǎn)生的300~600mm的接縫。
由于螺旋驅(qū)動鏈輪箱的空間干涉,使左右螺旋在中縫處斷開一定距離,這一斷裂處的物料得不到螺旋強制擠壓和攪拌,而僅依靠物料的自然流動來充填,攤鋪后密實度很低且級配不勻,形成一條明顯的條形離析帶。
改進型攤鋪機在該斷開處的左右螺旋上各加裝一組角度可調(diào)的反向螺旋葉片,根據(jù)攤鋪厚度和材料的變化來調(diào)節(jié)葉片數(shù)量和角度,使中縫處物料充填密實且均勻。
螺旋支撐處的離板帶,主要由于支撐處螺旋輸料不暢,破壞了物料沿螺旋在寬度方向上輸送的均勻連續(xù)性,影響了該處的密實度和級配。
改進型攤鋪機采用加大螺旋料槽前后方向的寬度,減小支撐處的結(jié)構(gòu)尺寸,并使支撐結(jié)構(gòu)呈圓弧過渡面,在支撐處的螺旋上加裝圓周角100°以上的過渡葉片等措施,有效解決了物料在支撐處的阻滯狀況。
加大料槽前后尺寸,增加了料槽中物料的攪拌體積和空間,也是提高二次攪拌作用,改善溫度和橫向離析的措施。物料滿埋螺旋工作也相對減小了支撐處的阻滯影響。
????3?粵贛高速公路瀝青混凝土路面攤鋪離析控制試驗
粵贛高速公路瀝青混凝土路面攤鋪使用的機械及其技術(shù)參數(shù)列入表1,25標、26標、27標、29標,于2005年9月~10月間進行了攤鋪試驗,大功率攤鋪機單幅寬11.5m,分別進行了瀝青混凝土下面層、中面層、上面層攤鋪試驗,通過用無核密度儀、激光構(gòu)造紋理儀、砂鋪法和滲水系數(shù)方法檢測離析情況。 ?
粵贛高速公路路面25標使用的設(shè)備是陜西中大公司生產(chǎn)的DT1400型攤鋪機,圖1為K18+330~630段中面層試驗段的檢測結(jié)果,(a)為無核密度儀的檢測結(jié)果,(b)為激光構(gòu)造紋理儀的檢測結(jié)果。示意圖表明,大功率寬幅攤鋪機的離析控制取得了理想的效果。
表2、3為粵贛高速公路路面施工過程的檢測數(shù)據(jù),中面層完成后分別采用無核密度儀檢測面層密度,用激光構(gòu)造紋理儀檢測表面構(gòu)造深度,分別反映深層和表面的離析情況。
表2為離析無核密度檢測結(jié)果表,檢測長度30m,寬度11m,劃分單元341個,屬于輕微、無離析單元占99.12%,嚴重離析單元不到1%。表3為中面層離析激光構(gòu)造紋理檢測成果,檢測長度290m,寬度11m,劃分單元330個,屬于輕微、無離析單元占93.33%,嚴重離析單元不到7%。
????4?成本比較
成本比較以完成1km路面面層(上、中、下)攤鋪為標準,機械班組的基本參數(shù)列入表4,成本組成情況如表5。施工過程的機械效率由拌和樓的效率控制,無論是雙機作業(yè)還是單機作業(yè),攤鋪速度按照相同的標準計算。上、中、下3層分3次施工,雙機工作施工成本是單機作業(yè)的3倍。成本比較結(jié)果,單機全幅攤鋪的成本只為雙機拼幅攤鋪成本的55.7%。可見,由于上述攤鋪機均具有全幅攤鋪的潛力,使用單機全幅攤鋪方式可以充分發(fā)揮機械的效率,在不降低施工質(zhì)量的前提下大大節(jié)約了造價。?
????5?結(jié)論
?。?)粵贛高速公路路面攤鋪試驗成果表明,采用大功率寬幅攤鋪機一次性完成單幅路面攤鋪,可以達到很高的抗離析水平,較傳統(tǒng)攤鋪方法有明顯改進,大功率攤鋪機采取的一系列離析防治措施是有效的,結(jié)構(gòu)是簡單可靠的,為現(xiàn)代攤鋪機設(shè)計提供了一種方法和思路。
?。?)由于大功率攤鋪機自重大、行駛平穩(wěn),單機寬幅攤鋪面層可以提高路面整體平整度,通過中鐵十二局和廣東冠粵公司2家單位的施工路段比較,在惠河高速公路使用雙機攤鋪,在粵贛高速公路使用單機攤鋪,材料級配相同,路面平整度檢測結(jié)果均方差分別為,惠河高速公路0.43、0.47,粵贛高速公路0.57。
(3)減少雙機并機接縫離析和螺旋支撐處離析,提高生產(chǎn)效率,大大降低施工成本,直接成本減少約40%。
?。?)規(guī)則離析大多是由于攤鋪機的性能所決定的,必須通過改進施工機具性能來解決。豎向離析過去未受重視或無解決方案,本試驗對攤鋪機的擋板進行了改進,增加彈性擋板后,表面的細集料明顯減少,構(gòu)造深度變大,檢測得到的摩擦系數(shù)變大,較好地解決了豎向離析。
?。?)攤鋪機局部片狀離析是由攤鋪機前道工序的混合料供給不勻等多種原因造成的,不是攤鋪機本身能夠控制的,相關(guān)配套工藝的控制水平也是至關(guān)重要的。
?。?)無核密度儀、激光構(gòu)造紋理儀檢測方法,操作簡單快捷,為離析控制水平提供了量化指標,為評價路面的施工質(zhì)量建立了數(shù)字概念,具備可操作性。