水泥砼路面滑模施工布料机械配置探讨
摘 要
从技术、经济和操作使用角度,对水泥砼路面滑模施工中的布料机械配置情况进行了探讨,建议有关单位采用轮胎式挖掘机布料,较方便、合理.
1 概 述
水泥砼路面具有承载力大、使用寿命长、养护费用低等优点,比较适合于重载、高速、大交通量的高等级公路.尽管其一次性投资比沥青路面相应要高些,但目前在我国的各种等级路面中仍占相当大的比例.随着经济的发展,人民生活水平的提高,对公路运输的要求亦在不断提高,加快公路建设步伐,提高路面质量,改善路面技术状况势在必行.这样不但要求施工进度要快,而且要求施工质量要高,以前手工作业和小型机具施工已满足不了这样的要求.因此,采用技术先进,工作可靠的大型机械化施工是公路施工的发展方向.
广东省长大公路工程有限公司第三分公司购买美国GOMACO GHP-2800水泥滑模摊铺机以及德国ELBA系列拌和楼配套进行滑模施工,通过严格的技术质量管理,顺利圆满地完成了佛开、深汕、106国道改建工程中该公司所承建的路面工程.因工程总体质量高,工程进度快而得到了本行业专家们的肯定.
水泥砼滑模摊铺机和其他机具相比具有一次性完成、布料、振平、成型、抹光等多项工艺流程,又较轨道摊铺机省去装模、拆模这大量的、繁重体力劳动的优点而成为现代水泥砼路面施工的一种主力机械.滑模摊铺施工工艺流程为:摊铺机就位→卸料→布料→摊铺.通常,为保证摊铺机能进行稳定正常的摊铺工作,履带上的驱动力和工作时阻力应相当.驱动力和机械履带上的附着力有直接关系,附着力=机重×附着力系数,或=发动机的驱动力矩×动力半径,而驱动力矩与发动机功率密切相关.综上所述,发动机功率与履带附着力有紧密关系.只有当履带附着力和工作阻力之间有良好的搭配时,摊铺机才能正常工作.其理想状态为履带附着力=摊铺机前进阻力,此时,摊铺机处于浮动状态,机身随两边的标高控制线标高的变化而产生相应的上下波动,达到控制路面标高的目的.若摊铺机前面堆卸过多的砼料,由于料堆对机器向上的顶推力和向后的阻力,使机身前部被抬起,前面两根挂履带打滑,后两根履带继续前行,使摊铺机产生“爬行、点头”现象,影响路面的平整度.当摊铺机的前进阻力超过了履带附着力极限时,摊铺机工作则无法进行.这个问题的关键是看摊铺机前的砼混合料分布是否均匀和有效,即布料的效果如何.目前广东省内几家主要的路面施工单位中,在承建106国道扩建工程路面施工时,分别采用不同的布料机械进行布料,如美培公司采用装载机,租赁公司为与摊铺机配套的布料机,而我们公司未增加任何布料机械,只是靠摊铺机前排的螺旋布料器进行布料.由于没有采用布料机械,当布料不均匀时,阻力过大引起摊铺机履带打滑,行走困难,摊铺后的路面平整度较差,严重时将引起“跳车”现象.作为水泥砼路面滑模施工技术之一,本文从技术、经济和操作使用情况,对布料机械的配套进行探讨.
2 几种不同匹配的运作方式
在106国道改建工程中,其路面尺寸为板厚25 cm,路面宽为8 m×2.在铺筑过程中每个标段基本上采用容量为3 m³的东风汽车,及容量为5 m³的卡玛斯、日野双后轴车.采用东风汽车每车可铺筑长度为3 m³/ (0.25 m×8 m) =1.5 m,采用双后轴车为5 m³/ (0.25m×8 m) =2.5 m. 3个不同的路面施工单位中有两个施工单位摊铺机具有匹配布料机,但其中有一个施工单位在工程后期改用ZL40装载机进行布料.下面是使用不同布料方法的比较.
2.1 采用摊铺机匹配的布料机
在106国道改建工程,采用布料机进行布料的施工单位,一般采用卡玛斯、日野双后轴车作为运料车.倒料需工人指挥.如图示1,自卸车边走边倒,料堆错开,呈“品”字形排列,料堆间距为5 m,可以据导线桩为参考物, (摊铺机自动找平系统导线桩每隔10 m一根,弯道5 m).由于布料机布料为虚方,所以布料机和摊铺机相隔不能太远,这样可根据摊铺机前和布料机之间的料多少情况及时升降布料机的挡料板调节进料.
2.2 采用ZL40装载机布料
如图2所示.运料采用容量为5 m³双后轴运料汽车,倒料需由专人负责指挥,将8 m宽的路面分成a、b两幅,纵向每隔5 m为一倒料点.汽车在a幅倒料完毕后开出,由装载机向摊铺方向推料,此时除允许一辆车在b幅倒料外,其余车必须远离已倒料点15 m (约两个装载机长度)的地点等待,当装载机在a幅作业完毕调向b幅作业时,允许一辆车在a幅离上次倒料点5 m处倒料.
2.3 无布料设备
如图3所示.用容量为3 m³的东风自卸汽车运砼料,摊铺机前每半幅内的待铺料堆不能超过2堆,其布料主要用摊铺机本身的螺旋布料器,每半幅外侧再配合几个工人布料.
2•4 采用WLY25轮式单斗挖掘机
如图4所示.将待铺路面纵向分成a、b两半幅,倒料由专人指挥,每隔5 m倒一车料,
料堆必须靠近a、b半幅的外侧,挖掘机在中间可根据需要进行360°的旋转式布料.
从表中分析可知:
1.由于采用了布料机械,摊铺机行走速度加快,平均为60 m/h,而不采用任何布料机械时的速度为40 m/h,提高了摊铺效率,大大加快施工速度.
2.配挖掘机作布料机械的单位砼机械费用最低,也即从经济角度考虑最合算,机械匹配最合理.
3.不采用任何机械作布料设备的机械费用最高,其单位砼费用比配挖掘机作布料机械高72%.
4.本表只假设拌和楼能力一定的情况下,而未将拌和楼配置情况加以考虑.
5 结 论
综上分析,以上几种布料机械各有优缺点,其中使用配套的布料机,其技术性能和使用情况是最好的,施工时卸料、布料、摊铺流水作业一气呵成;但是布料机成本高,并且由于是专用设备,无其他用途,对企业来说工效低.采用挖掘机比装载机布料,较方便、合理.而我们公司未采用任何布料机械的情况,对摊铺机损伤很大,摊铺出来的路面平整度也较差;由于工效低,单方砼机械使用费反而最高.由于这种配置情况最不合理,建议公司采用轮胎式挖掘机进行布料,以提高工效,提高质量,减少对摊铺机的损伤,降低工程成本.
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