(3)增加整機(jī)功率匹配。
攤鋪機(jī)在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中,主要的功率消耗于螺旋驅(qū)動(dòng),特別當(dāng)物料滿埋螺旋,大寬度攤鋪基礎(chǔ)材料時(shí),物料摩擦阻力矩增加,驅(qū)動(dòng)螺旋會(huì)消耗整機(jī)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(dòng)機(jī)功率裕量配置,避免發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)、刮板發(fā)卡、料車倒撞等工況下,是攤鋪機(jī)的特有工況。發(fā)動(dòng)機(jī)掉速會(huì)影響攤鋪機(jī)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(jī)的通病。電噴柴油機(jī)符合嚴(yán)格的污染排放和噪聲標(biāo)準(zhǔn),也具有良好的動(dòng)力性能和控制特性,易于實(shí)現(xiàn)整機(jī)自動(dòng)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(jī)采用物料滿埋螺旋設(shè)計(jì),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(dāng)調(diào)節(jié)離地間隙,同時(shí)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。
(5)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(jī)并幅攤鋪的接縫處。采用單機(jī)大寬幅攤鋪,不存在雙機(jī)并機(jī)攤鋪時(shí)產(chǎn)生的300~600mm的接縫。
由于螺旋驅(qū)動(dòng)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(qiáng)制擠壓和攪拌,而僅依靠物料的自然流動(dòng)來充填,攤鋪后密實(shí)度很低且級配不勻,形成一條明顯的條形離析帶。
改進(jìn)型攤鋪機(jī)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(shí)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(shí)度和級配。
改進(jìn)型攤鋪機(jī)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(yàn)
粵贛高速公路瀝青混凝土路面攤鋪使用的機(jī)械及其技術(shù)參數(shù)列入表1,25標(biāo)、26標(biāo)、27標(biāo)、29標(biāo),于2005年9月~10月間進(jìn)行了攤鋪試驗(yàn),大功率攤鋪機(jī)單幅寬11.5m,分別進(jìn)行了瀝青混凝土下面層、中面層、上面層攤鋪試驗(yàn),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(biāo)使用的設(shè)備是陜西中大公司生產(chǎn)的DT1400型攤鋪機(jī),圖1為K18+330~630段中面層試驗(yàn)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(jī)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(gè),屬于輕微、無離析單元占99.12%,嚴(yán)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(gè),屬于輕微、無離析單元占93.33%,嚴(yán)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(biāo)準(zhǔn),機(jī)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(jī)械效率由拌和樓的效率控制,無論是雙機(jī)作業(yè)還是單機(jī)作業(yè),攤鋪速度按照相同的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。上、中、下3層分3次施工,雙機(jī)工作施工成本是單機(jī)作業(yè)的3倍。成本比較結(jié)果,單機(jī)全幅攤鋪的成本只為雙機(jī)拼幅攤鋪成本的55.7%??梢姡捎谏鲜鰯備仚C(jī)均具有全幅攤鋪的潛力,使用單機(jī)全幅攤鋪方式可以充分發(fā)揮機(jī)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(jià)。?
????5?結(jié)論
(1)粵贛高速公路路面攤鋪試驗(yàn)成果表明,采用大功率寬幅攤鋪機(jī)一次性完成單幅路面攤鋪,可以達(dá)到很高的抗離析水平,較傳統(tǒng)攤鋪方法有明顯改進(jìn),大功率攤鋪機(jī)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(jī)設(shè)計(jì)提供了一種方法和思路。
?。?)由于大功率攤鋪機(jī)自重大、行駛平穩(wěn),單機(jī)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(jī)攤鋪,在粵贛高速公路使用單機(jī)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(jī)并機(jī)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(jī)的性能所決定的,必須通過改進(jìn)施工機(jī)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(yàn)對攤鋪機(jī)的擋板進(jìn)行了改進(jìn),增加彈性擋板后,表面的細(xì)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(jī)局部片狀離析是由攤鋪機(jī)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(jī)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(biāo),為評價(jià)路面的施工質(zhì)量建立了數(shù)字概念,具備可操作性。