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现代沥青混凝土摊铺机的供料稳定性与压实技术

放大字体  缩小字体 发布日期:2012-08-31 摊铺机网
    现代沥青混凝土摊铺机是修筑高等级沥青路面必不可少的重要施工设备,也是一种应用机电一体化高新技术控制的高效高精度的路面施工机械。合理选用和正确使用摊铺机,对充分发挥摊铺机的技术性能,提高路面施工质量,缩短工期,降低施工成本至关重要。影响沥青混凝土摊铺机摊铺性能的因素很多,摊铺机的技术性能能否得到充分发挥,主要取决于以下因素:
    (l)摊铺作业时,在外界条件干扰下,摊铺机能否保持稳定的作业速度;
    (2)双供料系统能否保持稳定的供料量;
    (3)能否按照既定的纵、横向基准获得符合施工设计要求的纵向平整度和横向拱度;
    (4)混合料摊铺层能否获得最佳预压实效果。
    近年来,国内外新型沥青混凝土摊铺机已逐步实现电脑化、智能化,应用微机监控摊铺机的功能,技术性能已日趋完善。现代摊铺机所采用的比例电子伺服控制装置,可自动调节和稳定作业速度,提高和稳定摊铺质量。电子—液压式自动找平技术可实现熨平板始终沿纵横向基准平行移动,不受外界条件干扰的影响。在供料布料传动控制系统中,多采用比例伺服控制技术,实现液压驱动功率的合理分配,用以稳定混合料的供给量。先进的熨平装置采用振捣和振动组合预压实技术,并可在摊铺作业起步时自动启动,根据微机指令无级调节激振装置的振动频率,达到最佳预压实效果的目的。摊铺机控制技术的进步,为铺设高质量沥青混凝土路面提供了理想的摊铺设备,也为施工企业对摊铺机性能的选择提供了更宽的范围。
    2比例匹配式供料控制技术
    通常,卸在摊铺机料斗内的沥青混合料具有随机分布特性,造成双供料系统供料不均,影响摊铺质量。为确保双供料系统稳定供料,其左右刮板供料输送装置应能根据左右刮板供料输送装置应能根据左右料流大小独立自动控制供料速度,左右布料螺旋应能根据左右侧料位高低独立调速并具有逆旋转功能,确保在全幅摊铺宽度上均匀供料。
    为了减少料流阻力,有效控制供料量,左右料斗闸门的开启高度应根据摊铺室内混合料充盈程度自动进行调节。当前,沥青混凝土摊铺机普遍采用的供料控制方式可分为两类:一类为开关式自动控制系统,另一类为比例匹配式自动控制系统。
    开关式自动供料系统由左右两套接触式传感器(带监测片)、电磁换向阀、执行油缸、供料油泵及其操纵臂等元件组成。当双供料系统处于开启状态时,刮板供料器和螺旋布料器将以恒速运转,系统处于正常供料状态;当系统处于关闭状态时,供料装置则停止运转,即系统停止供料。采用开关式控制系统,在正常供料范围内,即使摊铺室内料位发生变化(也即混合料在最大供料量和最小供料量之间发生变化)时,刮板供料器和螺旋摊铺器仍维持恒速运转,确保正常供料。只有当摊铺室的料位高于某一调定值时,传感器才会输出电信号,控制电磁换向阀处于关闭工作状态,系统停止供料。此种开与关的自动控制供料方式死区较大,只能在最低程度上稳定供料量。为了减少螺旋布料阻力,充分发挥螺旋均均布料的作用,通常料位应控制在略高于螺旋轴的高度上,最大充盈程度约为整个螺旋外径的70%一75%。采用开关式供料,摊铺室内的混合料可在一定范围内上下浮动,料位会出现不规则变化,这对摊铺质量将产生不利影响。但由于开关式自动控制系统结构较简单,造价较低,故多在中小型沥青混凝土摊铺机上采用,可以满足一般沥青路面摊铺质量的要求,在一些中小型施工企业应用较为广泛。
    比例匹配式供料自动控制系统的控制原因与开关式控制原理基本相同,但在系统中增设了供料速度选择器和比例伺服控制阀。供料速度选择器可根据沥青混合料的级配性质和单位时间内混合料的需求量(该需求量由摊铺作业速度、摊铺宽度、摊铺厚度等因素决定),确定相应的供料速度范围。比例伺服控制阀可根据料位传感监测片所测得摊铺室内混合料料位的高度,按比例推动执行油缸活塞,使之分别处于关闭、慢速、中速或快速的相应工作位置。随着料位高低的变化,供料油泵操纵臂将作左右相应摆动,改变供料油泵的斜盘倾角,调节刮板供料器和螺旋摊铺器油马达的转速。这样,双供料系统的正常供料速度即可在慢、中、快更宽的速度范围内进行无级调节。此种监测控制技术灵敏度高,调速及时,控制精度高,是现代沥青混凝土摊铺机的一种自动控制供料的新技术。
    现以ABG公司生产的n叨州411型沥青混凝土摊铺机为例,说明应用比例匹配式控制技术稳定供料的原理。
    该摊铺机料斗容量为13t,摊铺厚度可达引I坛加,最大摊铺宽度为gm。该机采用电子—液压式自动控制技术,液压控制系统如图所示。
    由图可知,混合料供料系统由定量泵8、9,液压马达44、53,单向阀43、54、55、印,伺服控制油缸41、58,两级调压阀37、38和电磁比例伺服控制阀42和57等组成。
    当摊铺室内混合料发生变化时,传感器将输出料位脉冲信号,控制在某一工作位置的电磁伺服换向阀42或57,及时改变液压与达44或53的斜盘倾角,调节摊铺机相应侧供料器和螺旋布料器的转速,达到稳定供料的目的。其中,刮板供料器由液压马达单向驱动供料,螺旋布料器则可通过机械
传动实现正反方向旋转,使左右布料均匀。
    采用比例匹配式控制技术,可以按预先设定好的工作参数进行摊铺作业。合理匹配各种工作参数,可以按比例协调供料,提高沥青混合料供给量的控制精度,始终保持摊铺室内左右布料均匀稳定。
    实践证明:应用电子传感和比例伺服控制技术稳定供料,不仅可以消除外界条件变化和人为操作失误等因素对摊铺质量的影响,而且可以充分发挥摊铺机的技术性能,提高摊铺机的生产效率。通过对比试验,在同等条件下,采用比例匹配式自动控制供料方式较之开关式的生产率高10%-15%。目前,现代大型和超大型沥青混凝土摊铺机已普遍采用比例匹配式自动供料系统,是一次性铺宽为sm以上的理想摊铺设备。
    沥青混凝土摊铺机的传感技术对供料稳定性起着重要的作用,一种新型的非接触式料位传感器已在大型和超大型摊铺机上应用。利用超声波产生传感信号,跟踪监测准确,反应快捷,灵敏度高,有效地提高了系统的监测和控制精度。非接触式传感器还具有不受温度的影响、无机械磨损、故障率低等优点,较之接触式传感器适应性更好。
    3预压实技术
    沥青混凝土摊铺机的熨平装置除了按路面设计要求铺设和熨平摊铺层外,还应将铺层进行预压实,并达到预压实密实度的要求。
    摊铺、熨平和预压实是同步进行的,现代沥青混凝土摊铺机通常采用以下几种预压实技术:
    (l)单振动预压技术:此种预压技术是在熨平板上安装一个振动器,压实能由静压能和振动能组合。
    (2)单振捣预压技术:此种熨平装置无振动器,而是安装一个振捣梁激振装置,压实能由静压和振捣冲击能组合。
    (3)单振捣和单振动组合压实技术:熨平板上同时装有单振捣梁和单振动器,形成静力和双振源组合压实。
    (4)高密实度复合振捣预压技术:在熨平装置上装有双振捣梁和单振动器,形成强力组合压实。此种组合冲击力大,密实度高,综合压实效果好。
    前两种预压形式多用于中小型沥青混凝土摊铺机上,摊铺宽度不大,可以满足一般路面的预压实要求。摊铺高等级路面,特别是修筑高速公路的沥青路面,必须提高预压实效果,因而更适合选用后两种预压实技术。采用高密实度预压技术的沥青混凝土摊铺机,可根据摊铺作业速度的变化自动调节激振频率和振幅,获得最佳振实预压效果,其相对密实度可达如%以上。
    如图所示,变量泵巧通过比例伺服阀13可改变伺服油缸14的流量和流向,使振捣油马达23的转速与行走油马达24的转速相适应。这样,摊铺机的振捣控制回路可有效控制振捣装置随摊铺作业速度的变化而及时调节其振动频率,使新铺路面获得均匀的预压密实度。
    高密实度复合振捣组合预压实技术,首先由ABG和弗格勒公司应用在大型和超大型沥青混凝土摊铺机上。实践证明,这种强力预压实装置,其相对密实度可达95%以上,具有重型振动压路机的压实效果。此类大型沥青混凝土摊铺
机除用于高等级公路摊铺沥青路面外,还可摊铺各种难于压实的基层稳定土材料,提高稳定土的摊铺质量和压实效果,扩大了沥青混凝土摊铺机的使用范围,提高了摊铺机的利用率。
 
 
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