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沥青路面养护机械的合理选型与配置
作者:长安大学 陈新轩 梁伟朋
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路面机械展厅
沥青摊铺机, 压路机, 平地机, 稀浆封层机, 铣刨机, ...
沥青道路是我国现今主要营运公路,公路运输量的50%以上是通过沥青道路来完成的。沥青道路养护工程量大面广,随着地理与气侯条件的不同,养护工程的内涵也各异。因此,与沥青道路的养护工程相适应的筑养路机械需求量大,其品种、规格、系列多,也是各级公路养护工程单位拥有量较多的机械设备之一。这些设备主要包括沥青熔化加热设备、沥青乳化设备、沥青混合料搅拌设备及摊铺机、沥青洒布机、液态沥青运输车、沥青路面铣刨机、沥青混合料厂拌再生设备与沥青路面就地再生设备等。面对如此众多的设备,如何合理地配置与选型是养护部门的一个重要内容。

1 合理配置与选型的三大原则

路面的养护是一个系统工程,在配置养护机械的过程中应当树立系统化的思想,遵守系统原理。也就是说必须从整个路面养护作业的全局出发,制定养护机械配置方案,以养护作业系统整体目标为依据。除此之外我们还应当注意以下三个原则:

(1)工程上的适用性
在选型的过程中要根据需养护路面的情况以及工作环境合理地选择机械。例如,在此讨论的是沥青路面的养护,那么选择的设备必须主要是为沥青路面服务的。另外,我国地域辽阔,各地地理与气侯条件变化大,在选型中也要作出充分的考虑。
(2)技术上的先进性
一台性能和技术都很先进的设备,其生产能力数倍于一台相对落后的机型。选用先进设备,其生产效率高,故障率低,需要人工维护的时间少,作业质量一般也有保证。
(3)经济上的合理性
在选择机械的过程中,要根据自己单位的经济承受能力,优先配置一些对养护工作影响比较突出的设备,之后再根据自己单位的资金状况不断更新改进,使设备的装备水平逐步提高。同时应考虑本单位作业人员的技术水平,以避免花高价购置的设备无人能操纵,从而造成资源的浪费,加大了养护工程的成本。

2 选择机械的七个要素

根据以上原则在具体的机械选型中还应当考虑以下七个要素:

(1)工作能力
尽量选择可以一机多用的机械,其动力装备以中小型柴油机为主,适当配备大型动力装备(小型:<30 kW;中型:30~60 kW;大型:>60 kW)。运输机械装备:50 km以上运距的以自卸汽车为主;50 km以下运距的以中小吨位载货汽车或拖挂车为主;短距离运输以机动翻斗车或农用运输车为主。当然载重车吨位的选定要考虑运量的大小。
(2)可靠性
选定的设备不但其自身在性能上要可靠,其作业质量也应当可靠。
(3)耐用性
机械可以长期使用,在恶劣的工况下也能够很好地工作,减少设备维护的成本。
(4)通用性和可配套性
选用的设备尽量与其它设备兼容,配件可以互换使用,最好能够与先前已经配置的机械配套使用。
(5)安全与环保
当前,环保是我国经济发展中的重头戏,应尽量选用清洁无污染或污染小的机械。
(6)维修性
设备便于维修和日常的保养。
(7)经济效益
每台设备都应考虑提高其经济性,这样整个公路养护部门的经济效益也就会跟着提升。

3 沥青路面养护机械的选择

沥青路面的养护机械的选择,除了考虑以上设备选型的三大原则和七个要素外,还要根据作业的内容来选用具体的机械。

下面我们对沥青路面养护中具体用到的主要设备及其选配做一分析。

3.1 路面铣刨机的选配

路面铣刨机是冷铣刨-热摊铺机械化修补的主导机械之一,铣刨工序所需的生产能力主要根据工程量和工期等要求来决定,计算公式如下:

Qx=Sx/(TKt)

式中: Qx--铣刨机所需生产能力,m2/h;
Sx--铣刨要求的铣刨面积,m2;
T--施工计划预定的修补天数,d;
K--开工日系数,K=实际工作天数/计划日工作天数;
t--每日工作小时,h/d;

对于单台铣刨机,其生产能力可由下式来确定:

qx=BxVxhxkx

式中: qx--单台铣刨机的生产能力,m2/h;
Bx--铣刨宽度,m;
Vx--铣刨速度,m/h;
hx--铣刨厚度系数;
kx--铣刨机迁徙系数
kx=1-td/t
式中: td--铣刨机每天迁徙所用时间,h;
t--每天作业时间,h
所需铣刨机台数n=Qx/qx。

3.2 沥青混凝土搅拌设备生产能力的确定

沥青混凝土拌和设备也是冷铣刨-热摊铺机械化施工修补作业的主导机械之一,它的生产能力要根据铣刨面积和摊铺层厚度来计算,计算公式如下:

Qb= QxHρkb

式中: Qb--搅拌机的生产能力,t/h;
Qx--铣刨机的生产能力,m2/h;
H--设计摊铺层的厚度,m;
ρ--混合料的密度,t/m3;
kb--匹配系数,为了保证施工连续性,搅拌机生产能力应大于铣刨机生产能力1/3左右为宜。

3.3 摊铺机的选配

按照养护作业施工的一般要求,在保证路面工程质量和工艺要求的前提下,摊铺机的生产能力应大于搅拌设备能力20%~30%为宜,然后调整摊铺速度,使摊铺速度满足搅拌设备所提供的供料数量,两者的工作能力保持平衡。沥青混凝土摊铺工序所需的生产能力可由下式计算:

Qt=Qbkt1

式中: Qt--摊铺机生产能力,t/h;
Qb--搅拌机生产能力,t/h;
kt1--匹配系数,为了保证施工的连续性,可取1.2~1.4。

对于单台摊铺机的生产能力由下式计算:

qt=BtVtHtρkt2

式中: qt--单台摊铺机的生产能力,t/h;
Bt--摊铺宽度,m;
Vt--摊铺速度,m/h;
Ht--摊铺层松铺厚度,m;
ρ--混合料密度,t/m3;
kt2--摊铺机调迁系数
kt2=1-td/t
式中: td--摊铺机每天调迁所用的时间

所以,摊铺机台数n=Qt/qt。

除此之外还有一些压实机械与运输车辆的选配,在此不再一一赘述。总之,在具体的施工过程中,只要充分考虑上述的原则和要素,便可对设备进行合理地配置,提高自己单位的工作效率和经济效益。

参考文献
1 夏越超等. 公路养护与管理手册. 人民交通出版社
2 何挺继,朱文天,邓世新等. 筑路机械手册. 人民交通出版社
通信地址:西安市南二环路中段 长安大学工程机械学院(710064)(收稿日期:2003-06-06)(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (12/17/2004)
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