摊铺作业是沥青路面施工的关键工序之一,2006年度临汾公路分局承建的G309线临汾境内安泽花岩沟至洪洞甘亭段的路面改造工程中,针对作业中经常出现的质量问题,严格按照摊铺作业指导书作业,使摊铺过程中容易出现的混合料离析、铺厚不准和平整度差等质量缺陷,均得到了很好的控制。现将笔者单位承建的第四合同段在摊铺作业中主要环节的操作控制做如下简述。
1螺旋输料系统的调节控制
a)在摊铺作业中,螺旋输料器的链轮箱端和吊架处易形成材料离析,通过在左右螺旋分料器靠近链轮箱端各加装相反方向螺旋叶片,形成二次拌和,从而减少粗细粒料的堆积,有效地抑制了中间地带材料离析。同时通过调整超声波料位器保持摊铺室内混合料分布均匀,在摊铺沥青混合料时,使混合料高度达到叶片的2/3,在摊铺水稳砾石基层时使物料刚好覆盖叶片。这样使得物料从中间向两边的推移形成整体移动,而不是不断翻滚,避免了大小料分离。
b)螺旋输料器距摊铺面的高度对混合料离析现象影响也很大,根据摊铺混合料厚度和粗细程度将螺旋叶片调整到距摊铺面最佳作业高度。
螺旋输料器的作业高度,可依据表1中数据选择。
表1螺旋输料器的作业高度
通过螺旋输料器高度的调整可以使熨平板前的材料量适合于摊铺层的厚度,既可以防止螺旋输料过程中的离析现象,又可以使作用于熨平板上的剪切阻力最小,从而改善机械的牵引性能。
c)调节螺旋前面挡料板的离地间隙,可以减少粗颗粒料向摊铺表面滚落,使摊铺层在垂直方向上粒料均匀,减少垂直方向上的离析。在摊铺过程中,在螺旋前挡料板加装橡胶板。橡胶板的离地间隙,结合现场摊铺时粗颗粒料的粒径及向摊铺表面滚落情况来合理选择。在铺装20 cm水稳基层时,粗颗粒料向摊铺表面滚落现象较为严重,橡胶板离地间隙选择为3 cm;在铺装4 cm中粒式和3 cm细粒式改性沥青面层时,橡胶板离地间隙为5 cm.
2料斗供料环节的控制
在
摊铺机停机待料时,为了避免受料斗中混合料温度降低而凝结在斗内,操作手不得不将摊铺机受料斗的两块侧板翻起,将混合料集中在链板送料器上送到摊铺室,此时由于集中在送料器上的混合料中粗颗粒料较多,摊铺时易产生离析现象。为了解决此问题,首先,采用大吨位自卸车运输混合料。运输车辆同摊铺机要合理匹配,对摊铺机有足够的持续供料量;其二,组织好车辆的卸料环节。第一辆车卸料时要快速卸下,卸完料立即开离。第二辆车尽快后退到摊铺机20~30 cm时即停止并挂空挡,摊铺机继续向前进作业,接触运料车并推动运料车前进。此时运输料车立即向摊铺机供料使新料与受料斗中余料混合,从而使每次运料车向摊铺机喂料时摊铺机受料斗所剩混合料数量尽可能趋于一致。这个作业过程要求指挥倒车人员、运料司机和摊铺机操作手要有丰富的经验和熟练的技能。
3合理选择摊铺速度
在沥青混合料拌合设备的生产能力和运输车辆合理匹配的情况下,选择摊铺速度的原则是保证摊铺连续作业。如果由于摊铺速度选择不当,使摊铺机停机待料,将导致熨平板的受力系统变化频繁,对摊铺机作业的平稳度和摊铺密实度产生很大影响。即使是目前最先进的摊铺机,其纵向调平系统在每次重新启动后仍需行驶3~8 m距离才能恢复正常。合理的摊铺速度一般应根据拌合厂的混合料供给能力、摊铺宽度和厚度,按照下式求得:v=100qc60bhγ,
式中:v为摊铺速度,m/min;q为混合料的供给能力,t/h;b为摊铺宽度,m;h为压实后的摊铺厚度,cm;γ为压实后沥青混合料密度,一般取2.35 t/m3;c为效率系数,根据设备配套情况确定,一般取0.9左右。
该公式求得的摊铺速度是拌合机的生产能力和摊铺机相匹配情况下的一个理论数据,在实际工程施工中还要根据石料种类、铺筑的层次不同进行调整。一般情况下,摊铺沥青基层时取3~6 m/min,沥青黏结层或耐磨层时不得大于4 m/min,改性沥青混合料及SMA路面取1.5~3 m/min,水泥稳定层或级配碎石料时1.2~5.0 m/min.建议以上述参数为参考,且通过试验段铺筑选择最佳的摊铺速度。
4摊铺厚度的调整
在摊铺前首先对摊铺厚度进行粗调。摊铺作业开始前准备两块长方形垫木作为摊铺厚度的基准,垫木宽5~10 cm,长度与熨平板沿道路纵向方向的尺寸相同或稍长,高度为摊铺层的虚铺厚度。将摊铺机停置于摊铺带起点的平整处,抬起熨平板,把两块垫木分别放在熨平板两端的下面,操纵升降油缸放下熨平板并使油缸处于浮动状态,然后旋动左右两支厚度调节螺杆,使熨平板完全由自重落到木块上为止。这时要使厚度调节器处于微量间隙的中立位置,同时调整其初始工作仰角,即旋动调节螺杆使熨平板前缘抬高,形成初始工作仰角。根据摊铺操作经验,摊铺厚度小于10 cm时,调整仰角为0°,摊铺厚度10~20 cm时调整仰角为0.6°,摊铺厚度大于20 cm时调整为1.2°.
当摊铺厚度超过10 cm时,牵引大臂的牵引点不能保证自动找平控制油缸的拉杆在全部行程1/2位置时,将会影响自动找平的效果。这时要通过熨平板厚度调整螺栓对自动找平油缸拉杆的中位进行调整,始终保持牵引点在自动找平油缸拉杆全部行程的1/2位置,从而保证仰角的合理。
5选用合理的摊铺机找平系统
摊铺作业必须使用有自动调平装置的摊铺机。在铺筑水稳碎石基层时,采用基准钢丝绳+坡度控制器方案,以便进一步调整标高与厚度的合理偏差,保证以最经济的摊铺厚度进行沥青混凝土面层的铺装。基准钢丝绳的架设要克服人为因素的影响,采取每隔10 m打一根钢钎,每段的长度为200 m,钢丝的张紧力要在800 N以上。敷设基准线时,除了按规定纵坡保证各支点都处于正确的标高位置外,还要注意其纵向走向的正确性,使每根钢钎与路中线的距离相等。基准线敷设好后必须复核标高的正确性,如果施工中出现碰撞,要随时校正。
在摊铺沥青面层时,采用跨越式平衡梁+纵坡控制器方案,这种调平装置较采用钢丝绳或采用已铺筑好的路面或路缘石做基准可以消除人为误差和固定基准折线的影响,提高了平整度。为提高平整度应尽量加长平衡梁长度,滑靴和平衡梁行走轮容易黏附沥青混合料,要有专人及时清理。在摊铺半径小于600 m弯道时,除摊铺机转向应缓慢过渡外,还应拆掉部分平衡梁,使其长度变小,减少平衡梁横向位移的发生。
在摊铺面层时,还可以采用非接触式超声波调平装置。使用超声波传感器无须清洗维修,无须考虑道路弯曲,摊铺机掉头也比较方便,没有线性误差。采用多探头靴式传感器,能自动消除偶然因素带来的误差,校正风速、温度、湿度等因环境因素变化带来的偏差。施工单位可以根据自己的经验在面层摊铺时对采用哪一种调平装置做出优选。
6其他应注意的环节
a)摊铺前,要对熨平板进行均匀加热,防止混合料与熨平板黏结,拉裂铺层表面,使表面出现沟槽和裂纹等不规则的凹凸不平,影响路面平整度。
b)安排专人负责指挥倒车,运料车不得撞击摊铺机,运料车停在摊铺机前待卸料和卸料过程中不得使用制动而增加摊铺机的牵引负荷,影响摊铺机速度,使平整度下降,甚至形成波浪或“搓板”等面层缺陷。
c)摊铺机两侧有两人专门看护传感器,不让它滑出钢丝绳外,并注意不要有钢丝绳滑落现象,在采用浮动基准梁时,要及时扫除散落在基准梁轮架行走轨道上的混合料颗粒,保证基准梁与下承层表面平行。
7结语
上述在摊铺过程中采取的控制措施,减少了摊铺离析,提高了摊铺平整度。但目前的施工工艺和摊铺机自身的摊铺机理还不能完全杜绝摊铺质量缺陷。采用具有现代摊铺机设计理论的大功率摊铺机,改进施工工艺。若在沥青摊铺机前增加沥青混合料转运车,将会更有效地减少摊铺质量缺陷,使铺筑的沥青混凝土路面质量达到更高的技术标准。
