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沥青/混凝土机械 |
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沥青路面机械设备的合理选配 |
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作者：山东泰安市公路局工程一处 谷建华 |
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1沥青混凝土搅拌设备的选定
京沪高速公路化临路一合同段沥青混凝土路面设计为15cm厚，路面面积387750m2，分三层铺筑，下层厚6cm、中层厚5cm、上面层厚4cm的改性沥青混凝土，计划工期4个月。沥青混凝土搅拌站是路面工程施工机械的主要设备之一，其配备的冷料仓数量要符合配合比的要求，并能进行初级级配和计量。加热燃烧器要雾化可靠，燃烧性能好，点火容易，升温快。同时，能对热骨料进行精确筛分，最好是用电子称重传感器进行称重，称重误差应控制在0.5%以内。沥青导热油加温装置能保持沥青24h恒温在规定的温度(一般150℃)。其拌和要均匀，无离析花料，球状集团等，并保证一定的出料温度。拌和站要实现全自动操作，电脑输入配合比，各部位工作要可靠，拌和质量要稳定，其生产能力应根据工程量、工期来决定。
根据公式QB=SHD／TKt
式中：QB—搅拌站生产能力，t/h；
S—铺筑面积，m2，S=387750m2；
H—铺筑厚度，m, H=0.15m，三层；
D—混合料压实密度，t/m3,可取D=2.35t/m3；
T—计划铺筑天数，T=120天；
K—开工日系数，若不考虑节假日只考虑降雨和机械检修，
K=工期中可能的工作天数/计划日历天数=4×25/4×25=5/6
t—每日实际运转时间，取t=10h。
则
QB=SHT/TKT=136.68(t/h)
我们选购了一台韩国新生公司生产的TSAP-2000AS型全电脑控制沥青混凝土拌和站，产量为120～160t/h，并配有5个冷料仓和1个100t储料仓。从使用情况看其拌和质量完全可以满足高等级公路沥青混凝土路面要求，其价格比同类型进口拌和站降低了25%。
2摊铺机的选配和摊铺速度
为保证路面铺设质量，必须保证摊铺机的连续作业，摊铺机的生产能力应大于搅拌站生产能力1.2～1.3倍，然后用调整摊铺机速度的办法与搅拌站协调，保证连续作业，减少停车而造成的路面不平整。摊铺机的作业能力为：
QT=(1.2～1.3)QB=168～182(t/h)；
摊铺机作业速度V=QB／60LHD；
式中：L为摊铺宽度，L=11.75m；H为铺层厚度，m。
则V1=QB／60LHD=1.41(m/min)；
同理V2=1.69m/min；V3=2.11m/min；
V1、V2、V3分别为一层、二层、三层摊铺速度。
为确保路面质量我们选择了ABG公司生产的TITAN423型沥青混凝土摊铺机，液压驱动电子控制，可用于摊铺各型道路；电子找平、摊铺宽度变化范围2.5～12.5m，摊铺厚度最大为0.3m，生产率可达500t/h；配有VDT121型双夯拼装式熨平板，可减少压路机作业量；其摊铺速度为0～16m/min无级变速，可以保证最低稳定速度达0.7m/min，具有较好的低速稳定性。该机在螺旋器工况开关处于“PROP”(比例)位置时转速可在0～90r/min之间无级变化，保证按需要输送分配，有利于减少材料的的离析，对保证混合料质量极为有利。夯锤速度0～1470r/min，振动器振动频率0～3900r/min无级调节，夯锤与振动装置可根据厚度、速度、材料性能及密实度要求而改变，其夯实频率和夯锤行程可调范围大，并可避免熨平板共振使摊铺机的找平装置处于稳定状态而不影响平整度。
3压路机的选配
压路机作业是保证路面施工的重要环节，它直接关系着路面的密实度和平整度，其压实效果受混合料性质、级配、厚度、压路机性能、碾压速度、压实温度及有效压实时间等因素影响，在其性能符合规范的前提下压实能力由设备的结构和性能参数决定。有两种选配方法：一种是按压实面积，另一种是按压实方量。我们采用按压实面积初选，以摊铺机摊铺后完成碾压时间校核。
(1) 初选机型(对下层和中层)
初压：双钢轮压路机YZC7(CC21)型；
复压：双钢轮振动压路机DD-110型；
终压：轮胎压路机YL16型。
(2) 初选压实速度：初压2km/h，复压5km/h，终压4km/h。
(3) 压实工艺：双钢轮初压2遍→DD-110振动压路机振压3遍→胶轮压路机终压2遍。
根据每天预计可摊铺面积：S=60VLt
其中，V—摊铺速度，m/min，取V=V2=1.69m/min；
L—路面宽度，m;
t—每天工作时间，h。
则S=60VLt=60×1.69×11.75×10=11914.5(m2)。
(4) 选YZC7双钢轮压路机数量
总压实面积为2S=2×11914.5=23829(m2)；
10h碾压面积：S10=V初压(L轮-0.3)t=2000×(1.45-0.3)×10=23000(m2)；
因S10<2S,2S10>2S,故暂选2台压路机，式中0.3m为轮迹重叠尺寸。
(5) 选DD-110振动压路机数量
总压实面积3S=3×11914.5=35743.5(m2)；
10h碾压面积：S10=V复压(L轮-0.4)×t=5000×(1.98-0.4)×10=79000(m2)；
S10>3S,故暂选1台压路机；式中0.4m为轮迹重叠尺寸。
(6) 选轮胎压路机数量
总压实面积：2S＝23829(m2)；
10h碾压面积：S10=V终压(L轮-0.12)×t=4000×(2-0.12)×10=75200(m2)；
S10>2S,故暂选1台压路机，式中0.12m为轮迹重叠尺寸。
(7) 校核
选较低的基层温度10℃～15℃(10月底)，铺层厚度5cm，摊铺最低温度不应低于140℃，摊铺后完成碾压时间t′为15min(如较长，碾压温度可能降至70℃以下，难以压实和平整)。
15min摊铺机摊铺面积：
S15=V摊×L×t′=1.69×11.75×15
=298(m2)；
2台YZC7压2遍所需时间：
T1=298/(2000/60)×(1.45-0.3)=7.77(min)
DD-110压3遍所需时间：
T2=3×298/(5000/60×(1.98-0.4))=6.78(min)
YL16压2遍所需时间：
T3=2×298/(40000/60×(2-0.12))=4.78(min)
虽然T1+T2+T3=7.77+6.789+4.76=19.319(min)>15min，但由于压实时间具有重叠性，见图1，实际碾压时间T碾=7.77+2.263×2＋(4.76-2.263)=14.79(min)，T碾<15min，故在15min内可完成压实，所选压路机的台数是正确的。
图1压实时间的重叠
作业段长度，即15min能压实长度为(15/14.79)×15×1.69=25.7(m)，实际施工中所选机型的台数及技术参数满足了施工规范要求。
(8) 所选压路机特点
英格索兰DD-110型压路机，具有优越的性能，激振力最大可达133.4kN，轮较宽，使轮迹减少；具有高低2个频率8种振幅可选择，范围大，转向平稳，倒车时偏心机构自动换向；当行驶速度低于0.8km/h时自动停振，可避免停车造成凹坑；其喷水系统具有8个主喷嘴、7个辅助喷嘴，可变量控制成扇形线喷射，雾化好，在不粘轮的情况下，喷水量少，对面层降温小，有利于后续工序压实。
4确定自卸车
根据
Qk=60GE/Cm，
式中：Qk—自卸车作业量，t；
G—自卸车每次运量，取G=17.2t(为保温及和摊铺机配合选大型自卸车)；
E—作业效率，取E=0.8；
Cm—每次循环时间，min，搅拌站到摊铺机最远距离为20km，经计算得Cm=61min。
因此，QK=60×17.2×0.8/61=13.5(t);
自卸车车数n=QB/QK=140/13.5=10.37，即11台。
考虑到车辆故障及其它原因，应备用车辆1～2台，故投入13辆17.2t自卸车即可满足运料要求。
5确定搅拌站上料装载机
根据
Qs=60QHKKE/Cm,
式中：Qz—装载机作业量，m3/h；
QH—铲斗额定容量，m3，ZL50装载机QH=3m3；
K—铲斗充满系数，取K=0.8；
E—作业效率；取E=0.6；
Cm—工作一次循环时间，经计算得Cm=2.2min。
则Qz=60×3×0.8×0.6／2.2=39.27(m3/h)；
装载机台数ns=QB/QsD=140/39.27×2=1.78，取2台。
考虑到故障及堆料等，选1台备用，故选3台ZL50装载机。
6搅拌站发电机选择
韩国沥青混凝土拌和站装机容量420kW，发电机发电量应在1.2～1.6倍装机容量选择，即在504～672kW之间。为用电可靠及经济性，我们选择了劳斯莱斯发电机，型号P750E，功率600kW，满足了拌和站用电及照明等。
根据以上分析，我们于1998年上半年投资2200万元，先后购置了韩国新生TSAP-2000AS沥青拌和站，美国双钢轮振动压路机DD-110，德国ABG423沥青摊铺机，英国劳斯莱斯P750E发电机，以及国产太脱拉(17.2t)自卸车15辆，YZC7 (CC21) 压路机2台，ZL50装载机1台，加上原有装载机2台，胶轮压路机1台，以进口设备为龙头组建了一支现代化施工队伍，通过精心组织，合理安排，严格规范，科学施工，提前铺筑出了高质量的沥青混凝土路面。
(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(6/2/2004) |
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