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沥青摊铺机
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双摊铺机并机梯形联合施工法

2018-10-29 15:46
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  在沥青路面施工过程中,摊铺是一个最为关键的环节,得到符合要求的最佳混合料后,摊铺机就是将这种符合要求的混合料摊铺到路面上。从目前的现场施工过程来看,在集料离析的各个环节中摊铺离析往往没有引起足够的重视。在沥青路面施工中,即使搅拌设备生产出优质的、均匀的混合料,在卸料、运物等各个环节中不存在离析现象。但在摊铺过程中如果调节不当,仍可能产生严重的集料离析。靠碾压工艺对离析的改善可以说是微乎其微的,况且目前许多施工单位的碾压工艺并不完善。因此,本文就摊铺中出现的各种材料离析进行了研究。

  摊铺机摊铺沥青混合料,既要平整又要均匀。要达到这两条,保持摊铺机以恒定的速度摊铺是十分必要的。但摊铺机的摊铺速度常和摊铺机的阻力有关,而摊铺机的阻力随时都在变化,因而要保持摊铺机恒速摊铺并不容易。摊铺机的运行阻力与路面的坡度大小、摊铺的轨迹形状以及沥青混合料的料位高低都有关系,也跟自卸运料车的阻力有关。自卸车一边向摊铺机的料斗供料,同时摊铺机推着自卸车向前推进,而自卸车的阻力也在不断交化,这些都是随机变量。

  随着电子技术及计算机技术的飞速发展,现代摊铺机的控制系统在摊铺机的两条履带、两个刮板输送器和两个螺旋布料器都是独立的液压驱动,保持摊铺机恒速准确摊铺,已经变得比较容易了。摊铺机驾驶员所要做的工作只是根据拌和机生产能力、运物能力、运输距离和碾压能力进行综合考虑设定好摊铺速度(一般为2~6m)和设定摊铺轨迹。20世纪90年代初期,ABG公司生产的411型摊铺机虽然也得到当时用户的好评,但它的两条履带只用一台液压马达驱动,左右转向要分别依命离合器和制动招来实现,这就给电子控制的恒速准确造成了不便,现在的ABG423型摊铺机对此进行了改进。

  因此,对现代摊铺机而言,控制连续、稳定的摊铺速度主要应考虑拌和机的生产能力和温度性、运输车辆的数量和吨位和碾压机械的配置等。现场摊铺过程中,应严格控制摊铺速度,不能忽快忽慢。

  摊铺机的工作状态直接影响到铺面的外观效果。因此,将摊铺机调整至最佳状态是避免和减少铺面离析的关键。

  螺旋布料器的功能是将刮板输送器送给机尾的混和料均匀分布到熨平板前的全部长度范围内,其驱动方式设计分为中间分动箱式和两段液压马达驱动式两种。中置式驱动,结构简单,易于维修,但对料流有影响,在摊铺铺层较厚时中部会出现级配离析现象;两端驱动的螺旋布料器对料流没有任何影响,但结构相对复杂。

  (1)合理确定螺旋布料器与熨平板前缘距离。距离过小,造成供料不足,大粒径骨料不易进入熨平板下。即使进入也造成大集料之间没有小集料及细料填充。布料螺旋与熨平板间距的变化,易引起熨平板推料高度的改变,且对摊铺机中间位置的影响很大。

  (2)螺旋布料器的高度。由于路面的种类不同,其结构层的功能各异,导致了摊铺厚度的变化很大。因此,螺旋布料器距地面高度的调节性能以及合理地调节这一高度是至关重要的。叶片底部离地太低,会阻碍沥青混合料向熨平板下流动,从而导致摊铺表面组织疏松、铺层撕裂等现象:叶片底部离地太高,熨平板前的沥青混合料不易到达板前边缘,且边缘混合料易产生落料离析现象。一般新出厂的摊铺机,其螺旋布料器均调节至中位,当需要摊铺特别薄或厚的铺层时,则应再进行适当的调节。目前,摊铺机多采用液压控制方式来调节螺旋摊铺器的升降距离,调节高度可达150mm,且为无级变换,因此调节十分方便。

  (3)摊铺机在设计过程中,主要考虑功率因素,使螺旋分料器的物料表面位于螺旋直径的1/2~2/3处;当用于大宽度、大厚度沥青面层摊铺时,由于输料量加大,而只有位于物料内部的螺旋才有输料能力,因此为满足作业要求,只能将转速提高。这样,高速旋转且暴露在空气中的螺旋布料器就会向物料层上部的空间抛送物料,这是分料过程中形成离析的主要原因。

  基于以上分析,为避免沥青混合料产生离析,在摊铺过程中应采取如下措施:尽量选用大直径、低转速螺旋布料器(低转速、大扭矩)的摊铺机;降低螺旋布料器的高度,并使混合料埋于螺旋布料器中,这样,可以提高螺旋布料器的输送率,秒速赛车投注平台减少不同物料之间的惯性差异,也可对物料实现二次搅拌,降低混合料的前期离析程度;位于混合料中的布料器向两侧沿整个断面挤出物料,而不是向上或向下倾推物料,可减少不同宽度位置上的横向离析和物料上下滚动产生的竖向离析。

  (4)为保证送料均衡,摊铺机料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器的转速一定要协调,寻找到其中的最佳结合点。

  摊铺机熨平板的振幅、振频影响到铺面初始压实和铺层的粗、细料分布。熨平板是由多块拼合而成,每块熨平板中由于夯锤新旧程度和磨损情况不尽相同,因而各块熨平板的激振强度会有所差异。在摊铺过程中,应调整好摊铺机熨平板的激振强度,使各块熨平板的激振力相一致。激振强度大的熨平板会把较多的细料振到铺层的下部,表面呈现较多的粗料;而激振强度较弱的熨平板细料振到铺层下部较少,因而铺层表面细料较多,整个铺面容易呈现出条带状离析,因此,现场要结合原材料本身材质和铺面完成后的外观情况予以综合性的考虑而确定。

  摊铺过程中,摊铺机不必收料斗,即在每辆车卸料之间,不要完全用完受料斗中的混合料,留少部分混合料在受料斗内。一般卡车车厢两侧粗集料多,卸入摊铺机料斗后,粗集料位于料斗两侧,这部分料留在最后摊铺。此时如果收料斗,那么将全是粗集料,摊铺后将会是离析料。每车料卸完后,接着卸下一车料,与受料斗中剩余的粗料多的混合料一起输送到分料室,螺旋分料器布料过程中可使新旧混合料较好拌和。

  若自卸汽车能连续供料时,应尽量减少摊铺机收料斗的收放次数。已减少路面出现周期性局部离析。因此,必须根据拌和机的类型、运距、运料车的吨位、摊铺机的速度等因量计算应配量的运料车的数量。

  双摊铺机并机梯形联合施工法,即前面一台摊铺机先完成一半路幅的摊铺,在相距一定距离(如10~-30m)处,用另一台摊铺机完成另一半路格的摊铺作业,由于纵向接缝正好在路幅中央,故不会影响路面的摊铺质量。

  沥青面层摊铺采用摊铺机全幅摊铺,由于摊铺宽度大,螺旋布料器运送混合料距离过长,将不可避免地会造成粗细集料的离析。沥青混合料在螺旋布料移运送过程中,在空中反复转动,温度下降严重,边上与中间的温度是不一样的,温度不均是导致路面压实度不同的原因,也是造成路面局部损坏的原因所在。摊铺机的重量和马力是一定的,摊铺宽度越大,平均到混合料层上的压力、振捣力越小,混合料的铺筑初始压实度越小;摊铺宽度增大,两边熨平板的整体刚度也随之降低,两边的密实度也有所下降。在窄幅摊铺时,经过双振捣方式的摊铺碾压,可以达到90%以上的初始压实度,由于压实紧密、混合料铺筑后的温度下降慢,可以采用较重型的压路机靠近摊铺机碾压,使压实度进一步提高。而宽幅摊铺的初始压实度小,重型压路机不可能做到紧跟摊铺机碾压,轻型压路机初压反而容易产生推拥,严重影响平整度,混合料降温也快,压实度也受到影响。所以宽幅摊铺非但不能提高平整度,反而影响平整度和压实度。另外,宽幅摊铺机在加长部分是没有振捣装置的,表面上看起来很平整,实际上边缘部分与中间部分的压实程度是不一样的。边缘压下去多,实际上是不平整的。摊铺机摊铺宽度越长,混合料的离析越严重。

  单摊铺机宽幅作业这种施工法的优点是能减少纵向接缝,降低了施工成本。双摊铺机并机梯形联合施工的优点是可以有效地控制沥青混合料在摊铺过程中的施工离析,提高路面的使用性能。但增加了1台摊铺机势必增加工程成本,同时要加强对施工热接缝的处理,确保路面平整度的要求。

  单机宽幅铺作业导致沥青混合料施工离析严重,不仅影响了路面的使用性能,也促使路面产生早期破坏,耐久性明显降低,双机并行施工法可以有效地降低沥青混合料的施工离析,虽然在典体施工过程中仍然存在着无法避免的施工离析现象,但取样点的集料通过率均在规范级配范围之内,是符合规范质量要求的。

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