宜春原油投资协会

浅述沥青混合料面层质量控制中的摊铺速度控制

四川钛丰2018-12-05 13:03:19

 

摘要:本文从理论和实践的经验出发,讨论了摊铺速度控制的现状,同时针对摊铺速度对面层表面质量和压实度的影响,得出沥青砼面层合理摊铺速度,并要求在合理摊铺速度下均匀、连续地摊铺。 
  沥青混合料的摊铺,是保证沥青砼路面平整度、厚度及压实度的关键工序,摊铺机作业速度对摊铺机的作业效率和摊铺质量影响极大,正确选择摊铺作业速度,是加快施工进度、提高摊铺质量的重要手段。针对目前市政道路、普通公路摊铺控制的一般状况,提出在沥青混合料面层质量控制中要特别注意摊铺速度的控制。 

  1、沥青混合料摊铺控制的现状 
  高速公路施工中,沥青砼面层的施工受外界影响较小,容易保证摊铺“缓慢、均匀、连续”进行。而城市道路及一般公路改建工程往往边施工边通车,且平交路口多,城市道路还有交通高峰期、管线检查井多等问题,沥青混合料在运输、摊铺等过程中受交通、周围单位、管线等各种因素影响很大,从客观上造成了沥青混合料摊铺时前后场协调难度大,摊铺速度不易控制,加上施工单位本身的问题,使城市道路及一般公路沥青砼面层的摊铺控制不如人意。主要问题如下: 
  ⑴早上多辆运料车已到,但施工现场还没有准备好,或由于摊铺机调头、转场、机械故障等原因造成压车,为使温度降低较少及运料车周转,施工队长要求减少振捣,加快摊铺速度。 
  ⑵运输车有故障、交通高峰期、堵车或本身拌和楼的拌制量不满足要求,使摊铺机前料车不足,导致摊铺过程不连续,摊铺机时开时停,或时快时慢。 
  ⑶技术人员控制不严或者自身对摊铺速度的控制认识不够,现场对每层的摊铺速度、振捣器频率、振动器频率等摊铺操作交底不清楚,觉得摊铺速度无所谓,不影响质量,由摊铺机操作手随意操作。 
  ⑷摊铺机操作手任意调整摊铺参数,存在为了早下班快摊铺、为减少机械磨损降低振捣或振动、随意将摊铺机熄火等现象,特别是租赁的摊铺机更容易出现。 
  ⑸运料车司机经验少,倒车停止、挂空档、开始卸料的时机与摊铺机配合不好,造成撞击摊铺机或将料洒在地上的现象,使平整度不好。


 

  2、沥青混合料摊铺速度和均匀性对表面质量的影响 
  现代摊铺机均具有较大的速度变化范围,在零值至每分钟数十米之间,可进行无级调节。在摊铺沥青混合料过程中,不应随意变更摊铺机的摊铺速度,更应避免中途停顿,如果摊铺机时快时慢、时开时停,将导致熨平板受力系统平衡变化频繁,对摊铺层平整度和密实度产生很大影响;而且,即使是目前最先进的摊铺机,其纵向整平系统在每次重新启动后仍需行驶3~8m距离才能恢复正常。速度过快会使铺层疏松、供料困难,停机会使铺层表面形成台阶状,且料温下降,不易压实。因此,应尽量使摊铺机缓慢、匀速、不停顿地连续摊铺混合料。 
  为避免摊铺机料斗内料全部清空,第一辆车卸完料后应立即离开,第二辆车应快速后退至摊铺机前30cm左右,同时挂空档并准备卸料,摊铺机正好继续推着料车前进。应十分注意,后退的料车不得撞击摊铺机,料车待卸料及卸料过程在不得制动而增加摊铺机的牵引负荷,另外,卸料不得过猛,否则摊铺机的速度变化会使平整度下降,甚至形成波浪或“搓板”等面层质量问题。 
  对重交沥青混合料来说,其在摊铺过程中易发生离析现象,摊铺宽度过宽,使得摊铺机螺旋布料器分料的时间相应增加,此时若摊铺速度过快,易引起沥青混合料的离析,进而影响摊铺的质量,宜适当降低摊铺速度,确保摊铺面层表面纹理的均匀性。 

  3、沥青混合料摊铺速度及振捣对压实度的影响 
  摊铺机的重量和马力是一定的,摊铺宽度越大,平均振捣力越小;速度越快,单位面积上的振捣和振动越少,铺筑后的初始压实度越小。而初始压实度越大,混合料铺筑后的温度下降越慢,可以争取到更长的压实时间,压实更好。 
  有的工程认为表面层混合料粒径较细,即使摊铺速度快也不会离析,其实表面层最薄,越薄的层次越需要防止降温太快,以争取更长的压实时间。 
  两台摊铺机梯队摊铺时,应调整两台摊铺机尽量保持相同的速度和相同的初始压实度,若初始压实度不统一,则表面质量、压实度均有较大差别。 
  4、根据影响因素合理选择摊铺速度及其它摊铺参数 
  通过工程施工总结,影响摊铺机作业速度的因素包括拌和机产量(供料能力)、施工机械配套情况、混合料种类、摊铺温度、铺筑的结构层次及摊铺的宽度等。 
  4.1 根据供料能力考虑摊铺速度 
  可按下式计算 V=100Q·C/(60b·h·r) 
  式中:V-摊铺速度(m/min), 
  Q-混合料的供给能力(t/h), 
  b-摊铺宽度(m), 
  h-压实后的厚度(cm), 
  r-压实后沥青混合料毛体职密度(t/m3),一般取r=2.35t/m3, 
  C-摊铺机的效率参数,一般取0.9左右。 
  现在城市道路和普通公路一般均采用两台梯队摊铺,供料能力一般小于或等于两台摊铺机连续摊铺的能力,摊铺速度一般按其它因素控制。 
  4.2沥青混合料种类对摊铺速度的影响 
  对于悬浮密实类的普通沥青砼而言,细集料较多,使得这一类型的混合料易压实,规范规定的摊铺速度略快些,但最好选用规范偏小值。 
  AK和SMA类型的上面层混合料,其粗集料多,不易压实,且摊铺厚度较薄,期望通过压路机的碾压完全达到设计要求的压实度比较困难,特别是SMA薄面层,如果摊铺速度过快,将会造成可压实性的先天不足,以致无论如何碾压,都难以达到设计要求的98%以上的压实度。因此,适当缓慢的摊铺速度(一般控制在1~2.5m/min范围内),对SMA来说,是取得预期压实效果的先决条件。 
  4.3 结构层次对摊铺速度的影响   摊铺不同的路面结构层次,应该选择不同的摊铺速度。对于摊铺厚度大于4cm的底面层,可允许摊铺速度快些,但也不宜超过4m/min。其原因有两个,其一是由于层厚,有一定的可压实空间,;其二,因为是底面层,对其表观纹理可稍微放宽要求,重点把握压实度。 
  由于路面上面层结构的主要功能是抗滑、抗磨耗、抗车辙、降低噪声和提高耐久性,对于这种薄层结构的摊铺,摊铺速度应适当降低,以取得摊铺后的路面颗粒排列紧凑、纹理均匀和预压实度达到85%以上的效果。 
  4.4 摊铺温度对摊铺速度的影响 
  当现场混合料的摊铺温度比较低时,沥青混合料的粘度就会增高,和易性降低,对于改性沥青SMA,表现尤为突出,给混合料的压实带来很大的困难。在这种情况下,摊铺机的预压实效果显得尤为重要,因此,不能提高摊铺机速度。但这种情况往往发生在气温比较低的时候,这时沥青混合料的温度从卸车至摊铺这段时间内会降低较多,对此又需要适当提高摊铺速度,这就与前面的要求发生了矛盾。权衡两者,在保证尽快碾压、留有足够压实时间的前提下,可考虑摊铺速度适当加快一点,但仍不宜超过4m/min。 
  总之,在规范允许的2~6m/min范围内,对于较厚的普通沥青砼底面层,可适当提高摊铺速度,但不宜超过4m/min;对于薄层面层,摊铺速度应控制在2~3m/min的范围内;SMA薄面层一般控制在1~2.5m/min范围内。 
  通常在一般情况下,振捣器频率都要调到10~15Hz(600~900rpm),振动器也必须开动,振动器频率通常调到20~30 Hz(1200~1800rpm);铺设3.5cm以下的薄层时,除控制速度要慢外,还要将振捣器频率减少,熨平装置以最大的振动频率工作,这样能够达到良好的压实效果。 
  5、结束语 
  近年来在多个市政及公路工程实践中,我们选择了2~3m/min的摊铺速度,且在摊铺过程中尽量做到了缓慢、均匀、连续摊铺,表面观感、平整度、压实度均较好。事践证明了在摊铺速度保持2~3m/min的情况下,能达到较好的摊铺效果,当摊铺速度大于4m/min时,路面的表面纹理和内在的压实度很容易出现这样或那样的问题,控制摊铺速度应作为沥青混合料质量控制中非常重要的一环来做好。 

 

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2.电控柴油发动机排放符合欧III标准;

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4.基于CAN总线的电子摊铺管理系统简单明了易于操作;

5.整机唯一液压油吸回油滤清器使服务周期达3000小时;

6.自动张紧系统使两侧免维护的履带驱动更加均衡;

7.沉降锁和防爬锁可阻止因停机造成的熨平板沉降和爬升;

8.自动找平系统独具多种可直接应用的控制方式;

9.专有的双夯锤结构可获得均匀一致的高密实度;

10.可摊铺沥青又可摊铺水稳料的超强多功能特性;

11.强大的输分料系统可使水稳层摊铺厚度最大达500毫米;

12.超长超大料斗可满足中国各种超大自卸卡车卸料;

13.全新防离析理念设计提高了各种工况下的抗离析能力;

14.独具4800米超高海拔地区摊铺作业能力;

 

 

二.经典配置

 

熨平板

型号

摊铺宽度

调整方式

基本宽度及

调整量(m)

基本工作

重量(kg)

最大摊铺

宽度(m)

最大工作

重量(kg)

加热

方式

VDT121

机械

2.5

2000

12.00

9150

VDT121

机械

2.5

2000

9.00

6900

VDT-V88GTC

液压

3.0-6.0

4200

9.00

7300

VDT-V88ETC

液压

3.0-6.0

4200

9.00

7560

 

 

三.性能参数

 

名称

项目

单位

参数

发动机

型号

TCD2013 L06
2V

功率

kW/rpm

182/2000

排放

欧Ⅲ

作业

摊铺效率(理论值)

t/h

1100

摊铺厚度(最大值)

mm

500(经过改装)

爬坡能力

%

20

速度

摊铺速度

m/min

0~20

转场速度

km/h

0~3.6

输分料系统

料斗容积

t

14

刮板输送带速度

m/min

18.6

螺旋布料器转速

r/min

0~150

电气系统

电压

V

24

控制方式

CAN总线

熨平板

(VDT121)

型式

双夯锤机械加宽

基本宽度

m

2.5

最大宽度

m

12(13)

夯锤转速

r/min

0~1470

振动器转速

r/min

0-2700

拱度调节

%

-2~+4

加热方式

燃气


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