随着我国高等级公路建设的发展,选用先进、适用的沥青混凝土摊铺、碾压设备铺筑沥青路面已受到人们的重视,但怎样最有效地利用这些摊铺、碾压设备,充分发挥先进设备优势,人们却往往重视不够,因此在选用先进、适用的沥青混凝土摊铺、碾压设备的基础上,如何在施工过程中对摊铺机和压路机的工作参数进行调整,对于保证沥青混凝土路面施工质量,提高路面平整度和压实度,具有十分重要的意义。
图1切缝垫板厚度
1摊铺机起步与工作参数调整
摊铺机的起步在整个摊铺过程中是技术性最强,要求最高,难度最大的工作,起步的好坏关系到接缝的平整度,压实度和连接质量。特别是整条路段修建的愈平整,接缝的质量显得愈重要,因此摊铺机起步对整条路段的铺筑具有重要意义。
1.1 摊铺机起步时垫板厚度的确定
摊铺机起步时应在熨平板的中部,和靠近两边三分之一处垫杂木板供起步之用,木版的厚度应根据松铺系数和摊铺厚度确定,由于下承层高程的变化和铺层厚度在摊铺过程中的调整,该厚度为切缝垫板处的实测厚度见图,。计算公式见式(1),一般r值在1.10到1.20之间。
△h=(r一1)·h (1)
式中:r一一松铺系数,取两位小数;
h一一测点铺层厚度;
△h—垫板厚度。
1.2熨平板预热
开始摊铺前对熨平板进行充分预热是+分必要的,这主要表现在两个方面;一是由于热胀冷缩的原因,在正常摊铺时,熨平板下表面有较高的温度,而上表面则温度较低,两个表面具有不同的热胀,在起步时若不对预平板充分预热,则铺出路面会出现中间较厚,两边较薄的现象,在摊铺一段时间,熨平板热平衡以后,摊铺路面横坡才会恢复正常;另外若熨平板不充分预热,温度较高的混合料接触到熨平板就会形成粘连。在起步过程中,将铺层表面拉毛,拉松,使起步处初压密实度降低,既使起步处的厚度很准确,由于密实度低,碾压后,此处接缝也不能保证平整。因此在摊铺机起步前应将熨平板充分预热,加热温度应不低于120℃。
1.3熨平板牵引点初始工作位置确定
由熨平板的工作原理可知,摊铺厚度由熨平板的工作角和受力状态以及牵引点的高度决定,在摊铺机调整完毕和摊铺材料级配、沥青含量以及施工温度确定后,摊铺厚度主要决定于牵引点的高度,摊铺厚度与牵引点高度的对应情况应在试验路段上进行确定。在起步时根据实测厚度,乘以松铺系数,然后将大臂牵引点调至与其对应的高度上,在工程上比较适用的办法是在前一天摊铺结束前将大臂牵引点的置记录下来,在下一次进行接缝摊铺时,恢复到原嵘氰纂爵来的工作位置,此方法在下承层不平整时尤为有效。由于熨平板的结构角也是调整摊铺厚度的直接参数,因此有些摊铺机则通过调整初始结构角来调整起步时的摊铺厚度,作法是将大臂牵引点固定在某特定高度,将熨平板放置在己垫好的木板上,而后调整熨平板的结构角为原设定角,然后将此角锁定进行摊铺,也会摊出较为理想的接缝。
无论采用何种起步方式,各个参数的调整顺序应该是首先测量切缝处压实路面厚度,用此厚度乘以松铺系数,而决定垫板厚度和牵引点的工作位置或熨平板结构角,在以上参数调好之后将找平系统的误差检测控制器的传感器在准备状态下调整到平衡位置,最后将开关打到工作位置,使自动找平系统投入工作。
1.4振实参数的确定
摊铺机对沥青混合料进行预压实有利于提高摊铺路面平整度,减小压路机的压实工作量,提高工作效率,一般摊铺机熨平板均配备振动装置,其振动频率大约在0一60Hz之间连续可调,振幅大约在0一4mm随材料的特性和频率的大小而变化,由于沥青混合料自身的固有频率在40一50日z之间,也既将熨平板的振动频率调整到此范围内,可使颗粒处于振动状态,减小内磨阻力对沥青混合料有很好的振实效果,其预压密度可以达到80一85%左右,振幅是由材料的抗变形能力和熨平板频率大小自动生成,不需人工调节。为了获得更高的预压密实度,有些厂家在熨平板前装有夯锤,为了避免振源之间相互干扰、叠加,一般其频率较低,在O一25Hz范围内可调,振幅有多级,根据摊铺不同材料,不同厚度,可进行调整。对于沥青混合料夯锤振幅调整见下表1。由于目前我国路面具有结构中每层厚度均较薄,而摊铺宽度较大,摊铺速度较慢等特点,因此夯锤的振幅不宜过大。
1.5摊铺速度
现代沥青混凝土摊铺机均有一个比较宽广的速度范围,以适应不同工况的要求,一般最大摊铺速度在每分钟十几米,有些可达到每分钟几十米,试验研究表明,预压实度与摊铺速度有密切关系,摊铺速度在2-5m/min时,预压实度随速度的增高而降低比较明显,而当速度大于6m/min时压实度变化很小。另外对于行走系统采用变量泵的液压传动摊铺机,在低速时变量泵的使用排量很小,在这种情况下泵的容积效率随工作压力的变化特别大,遇到外界阻力变化大时,造成摊铺速度不稳定,第三个因素是与搅拌设备产量的匹配问题,由于摊铺质量与摊铺速度有着重要关系,我们不希望摊铺机时快、时慢、时停、时走,应该有一个稳定的作业速度,因此搅拌站的产量和摊铺机的摊铺速度应有一个较好的协调关系,见公式(2)。
Q=K·V·b·h一(2)
式中:Q一一搅拌设备产量,t/h ;
V一一摊铺机摊铺速度,m/min;
b一一摊铺宽度,m;
h一一摊铺厚度,m;
r一一材料密度(一般取2.45t/m3)
K一一系数取66;
一般摊铺速度应为5一,Om/min;最低不应低于1 m/min。
2振动压路机作业参数确定
2.1振动压路机作业速度
振动压路机的作业速度对沥青路面压实效果的影响特别明显,为了克服沥青的粘聚力、吸附力和嵌挤力,试验表明对某一点的受迫振动必须连续作用3次以上,才能使颗粒处于振动状态,以减小内磨阻力。根钢轮直径和材料变形情况,在一个振动周期内其行驶距离小于3cm便可以满足以上要求,对于某频率为f(日z)的压路机来讲其满足以上条件的作业速度计算如下:
v1=0·036x3又f二0·108xf(km/h)
上式表明对于振动频率为f(HZ)的振动压路机当其速度低于V,km/h时具有较好的压实效果,当速度太高时振动压实的效果不明显。经验表明当压路机速度较快时,路面会产生明显波纹,使路面平整较差。当压路机在一个振动周期内行驶距离小于2·scm时,才能保证路面压实具有较高的平整度,此时,对于振动频率为f(日)的压路机其作业速度计算如下:
v2=0·036只2·5xf=0·09大f(km/h)
试验表明对于具有f(H)振动频率的压路机当其作业速度不大于4km/h时具有很高的压实效果、路面平整度和较高的工作效率。
2·2振动压路机的振动频率
振动压路机一般有两个振动频率可供选择,对不同的材料特性有较合适的频率范围,当振动轮的频率接近材料的固有频率时,其内磨阻力可以减小60%以上,材料容易趋于稳定状态,经验表明沥
青混合料的振动频率在40一SOHZ之间有较好的压实效果,当然由于材料级配,沥青含量及温度有差异,会有些影响,而土壤和基层材料的较好压实频率在30Hz以下。
2·3振动压路机振幅的确定
一般振动压路机均有多个振幅可供选用,如德国宝马格BW202AD一2上有两个振幅,0.35mm和0·74mm,美国英格索兰00110有8档振幅,因此对振幅的选择十分重要。振幅过小压实深度小,压实效率低,有些较难压实的材料在振幅很低时,很难达到要求的压实度,振幅太大又会把石料压碎。振幅与压实厚度的对应关系见表2。
因此对于厚度小于,ocm的沥青混凝土碾压,应采用高频低幅的方式,对于厚度大于1ocm的铺层宜分层碾压。