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文檔簡介
1、第四章 路面施工機(jī)械路面機(jī)械是指在公路建設(shè)中完成路面材料的生產(chǎn)與施工的機(jī)械設(shè)備。由于路面是用多種材料鋪筑而成的多層建筑物,以及公路等級及地理位置的不同造成采用的筑路材料種類繁多,加之施工方法多樣,因此路面工程施工機(jī)械的品種多種多樣,其范圍涉及大多數(shù)工程建設(shè)機(jī)械、運(yùn)輸車輛、化工和發(fā)電設(shè)備,甚至農(nóng)業(yè)機(jī)械等。本章所介紹的路面機(jī)械主要是公路路面工程專用機(jī)械,即主要用于修建路面的機(jī)械。路面機(jī)械根據(jù)其結(jié)構(gòu)、性能、用途可以有多種分類方法。如果根據(jù)路面結(jié)構(gòu)層,按照機(jī)械用途路面機(jī)械可分成面層施工機(jī)械、基層施工機(jī)械、瀝青材料加工處理設(shè)備、石材集料加工處理設(shè)備等4類,如圖4-1所示。圖4-1 路面機(jī)械分類 路面機(jī)械
2、的發(fā)展與路面施工新技術(shù)、新工藝、新材料的發(fā)展密切相關(guān),兩者相輔相成,均在不斷地發(fā)展。20世紀(jì)六七十年代國外路面機(jī)械發(fā)展的主要特點(diǎn)是大型化,到80年代初期各種路面機(jī)械都已形成規(guī)格齊全的系列化產(chǎn)品。之后,雖然新機(jī)種時(shí)有出現(xiàn),但主要發(fā)展特點(diǎn)是對已有機(jī)械的局部構(gòu)件進(jìn)行不斷的改進(jìn)和提高。主要表現(xiàn)在廣泛采用液壓傳動技術(shù)、電子技術(shù),實(shí)現(xiàn)機(jī)電液一體化,提高自動化控制程度,提高機(jī)械操作性能及舒適性,提高施工質(zhì)量,減輕環(huán)境污染。 為改變公路建設(shè)行業(yè)苦、臟、亂的現(xiàn)象,各國更加重視路面機(jī)械的自動化和智能化。主要表現(xiàn)在普遍采用激光、超聲等非接觸傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù),使操作更加省力、容易、舒適。不僅大型機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動化控制
3、,小型機(jī)械也實(shí)現(xiàn)自動化,增加隨機(jī)質(zhì)量自動檢測控制系統(tǒng),既保證工程的質(zhì)量,又能提高施工效率。第一節(jié) 穩(wěn)定土拌和機(jī)械在修筑道路和機(jī)場時(shí),需要對基層的土壤進(jìn)行加固,使基層有一定的承載強(qiáng)度,能夠承受車輛給予公路的負(fù)荷,為了達(dá)到這種目的,在基層土壤中加入各種不同劑量的穩(wěn)定材料(穩(wěn)定劑),以使基層土壤獲得所要求的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。穩(wěn)定土拌和機(jī)械就是由于最初用于處理基層而發(fā)展起來的一種專用施工機(jī)械。因此,穩(wěn)定土拌和機(jī)械的主要功能即是將土粉碎,并與穩(wěn)定劑(石灰、水泥、瀝青、乳化瀝青或其他化學(xué)劑)等均勻拌和,以提高土的穩(wěn)定性,形成穩(wěn)定混合料,用來修建穩(wěn)定土路面或加強(qiáng)路基。目前,穩(wěn)定土拌和機(jī)械是公路、城市道路、廣場、
4、港口碼頭、停車場、飛機(jī)場的基層、底基層施工中必不可少的專用機(jī)械設(shè)備。使用穩(wěn)定土拌和機(jī)械不僅可以節(jié)省優(yōu)質(zhì)土,就地取材,避免長途裝運(yùn),降低施工成本,加快施工進(jìn)程,更重要的是可以保證路基或路面的施工技術(shù)要求和施工質(zhì)量。穩(wěn)定土拌和機(jī)械按其設(shè)備與拌和工藝可分為穩(wěn)定土廠拌設(shè)備和穩(wěn)定土拌和機(jī)兩類(如圖4-1-1和4-1-3所示)。下面將對兩種設(shè)備分別作以介紹。一、穩(wěn)定土廠拌設(shè)備1. 功能與分類穩(wěn)定土廠拌設(shè)備是路面工程機(jī)械的主要機(jī)種之一。是專用于拌制各種以水硬性材料為結(jié)合劑的穩(wěn)定混合料的攪拌機(jī)組。由于混合料的拌制是在固定場地集中進(jìn)行,使廠拌設(shè)備具有物料計(jì)量精度高、級配準(zhǔn)確、拌和均勻、節(jié)省材料、便于計(jì)算機(jī)自動控
5、制、統(tǒng)計(jì)、打印各種數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn),因而廣泛用于公路和城市道路的基層、底基層施工,也適用于貨場、停車場等需要穩(wěn)定材料的工程,是當(dāng)前高等級公路修筑中的一種高效能的路面基層修筑設(shè)備。穩(wěn)定土廠拌設(shè)備可根據(jù)主要結(jié)構(gòu)、工藝特性、生產(chǎn)率、機(jī)動性及拌和方式等進(jìn)行分類。(1)根據(jù)生產(chǎn)率大小,穩(wěn)定土廠拌設(shè)備可分為小型(生產(chǎn)率小于200t/h)、中型(生產(chǎn)率200400t/h)、大型(400600t/h)和特大型(生產(chǎn)率大于600t/h)等4種。(2)根據(jù)設(shè)備拌和工藝和方式可分為非強(qiáng)制跌落間歇式、非強(qiáng)制跌落連續(xù)式、強(qiáng)制間歇式和強(qiáng)制連續(xù)式等4種。強(qiáng)制連續(xù)式又可分為單臥軸式和雙臥軸式。在諸多形式中,雙臥軸式最常用。(3)根
6、據(jù)設(shè)備布局及機(jī)動性可分為移動式、分總成移動式、部分移動式、可搬式、固定式等多種型式。(4)根據(jù)物料計(jì)量形式可分為容積計(jì)量和電子動態(tài)稱重計(jì)量拌和設(shè)備2種。移動式廠拌設(shè)備是將全部裝置安裝在一個(gè)專用的拖式底盤上,形成一個(gè)大型的半掛車,可以隨時(shí)轉(zhuǎn)移施工地點(diǎn)。設(shè)備從運(yùn)輸狀態(tài)到工作狀態(tài),不需要吊裝機(jī)具,僅依靠自身的液壓機(jī)構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)部件的折疊和就位。這種廠拌設(shè)備一般具有中、小型生產(chǎn)能力,多用于工程量小、施工地點(diǎn)分散、經(jīng)常移動的公路施工工程。分總成移動式廠拌設(shè)備是將各主要總成分別安裝在幾個(gè)專用底盤上,形成兩個(gè)或兩個(gè)以上的半掛車或全掛車形式。各掛車分別被拖動到施工現(xiàn)場,依靠吊裝機(jī)具將設(shè)備安裝、組合成工作狀態(tài),
7、并可根據(jù)實(shí)際施工現(xiàn)場條件合理布置。這種形式多在大、中型設(shè)備中采用,適用于工程量較大的公路施工工程。部分移動式廠拌設(shè)備是將主要部件安裝在一個(gè)或幾個(gè)特制的底盤上,形成一組或幾組半掛車或全掛車,依靠拖動來轉(zhuǎn)移工地;將小的部件采用可拆裝搬運(yùn)的方式,依靠汽車運(yùn)輸完成工地轉(zhuǎn)移。這種型式在大、中型廠拌設(shè)備中采用,適用于城市道路和公路施工工程??砂嵋苿邮綇S拌設(shè)備是將各主要總成分別安裝在兩個(gè)或兩個(gè)以上車架上,各自裝車運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)工地轉(zhuǎn)移,再依靠吊裝機(jī)具將幾個(gè)總成安裝、組合成工作狀態(tài)。這種形式在小、中、大型廠拌設(shè)備中采用,具有造價(jià)低、維護(hù)方便等特點(diǎn),適用于各種工程量的城市道路和公路施工工程。固定式廠拌設(shè)備固定安裝在預(yù)
8、先選好的場地上,形成一個(gè)穩(wěn)定土生產(chǎn)基地。因此,一般規(guī)模較大,具有大、特大生產(chǎn)能力,適用于工程量大且集中的城市道路、公路施工工程。2.穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)穩(wěn)定土廠拌設(shè)備在技術(shù)上已經(jīng)相對較為完善。在集料的計(jì)量方面大多采用了電腦控制,實(shí)現(xiàn)了骨料、水泥和水的自動配比,具有計(jì)量準(zhǔn)確、可靠性好、攪拌均勻、操作方便、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。在結(jié)構(gòu)方面需安裝在固定地點(diǎn)作業(yè),整機(jī)龐大,占地面積大,還需配置運(yùn)輸車輛和裝卸機(jī)械才能將成品料運(yùn)至施工現(xiàn)場,因此使用成本高。目前,穩(wěn)定土廠拌設(shè)備在技術(shù)上也有新的發(fā)展。(1)顆粒含水率快速連續(xù)檢測技術(shù)含水率對穩(wěn)定土的力學(xué)性能和施工質(zhì)量影響很大。原材料的含水率受氣候影響而變化,特別是砂
9、料、粉煤灰等細(xì)料的變化更大,這將直接影響到成品料的含水率和骨料級配的準(zhǔn)確性。因此,必須及時(shí)測出原材料的含水率,并通過準(zhǔn)確控制供水和供料量,使成品料的各項(xiàng)配比保持一定,從而保持成品料的質(zhì)量。目前,該項(xiàng)技術(shù)已取得很大的進(jìn)展,電容式、中子式、紅外線等粒料含水率快速連續(xù)檢測儀已推向市場,正在提高可靠性和檢測的適用范圍,降低成本,盡快普及使用。(2)既能連續(xù)又能間歇強(qiáng)制拌和的多用途廠拌設(shè)備為了擴(kuò)大廠拌設(shè)備的使用范圍,一些廠家正在研制具有連續(xù)攪拌作業(yè)和間歇攪拌作業(yè)兩種功能的廠拌設(shè)備,使其不僅能拌制穩(wěn)定材料,也能拌制各種水泥混凝土混合料。通過鍵盤操作轉(zhuǎn)換物料的計(jì)量程序,實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)計(jì)量與輸送或分批計(jì)量與輸
10、送。在連續(xù)計(jì)量時(shí),攪拌機(jī)中葉槳安裝成常用的臥式雙軸強(qiáng)制連續(xù)攪拌機(jī),能生產(chǎn)穩(wěn)定土;在間歇計(jì)量時(shí),攪拌機(jī)中的幾個(gè)葉槳改變安裝角(反向),使物料在攪拌機(jī)中循環(huán)攪拌(攪拌時(shí)間按需要設(shè)定),能生產(chǎn)水泥混凝土等。該設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù),是物料的計(jì)量控制技術(shù)和攪拌機(jī)的多功能特性,是未來的發(fā)展方向。(3)無襯板攪拌機(jī)目前,針對穩(wěn)定土的特性和連續(xù)攪拌的作業(yè)特點(diǎn),研制成無襯板攪拌機(jī)。無襯板攪拌機(jī)的工作原理與有襯板的一樣,但兩者的抗磨機(jī)理不同。無襯板攪拌機(jī)最大限度地加大了葉槳與機(jī)體之間的間隙。攪拌機(jī)工作時(shí),在機(jī)體與葉槳之間的間隙中形成一層幾乎不移動的混合料層,起到襯板的作用,保護(hù)機(jī)體不受磨損。這種無襯板攪拌機(jī),機(jī)體一般設(shè)
11、計(jì)成平底斗形,具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、質(zhì)量輕、造價(jià)低、生產(chǎn)率高、物料不產(chǎn)生阻塞和擠碎現(xiàn)象、攪拌均勻等優(yōu)點(diǎn)。(4)組成部件間的搭配靈活多樣多數(shù)廠家的穩(wěn)定土廠拌設(shè)備是由多個(gè)總成相互組配而成的,在保證設(shè)備基本性能的前提下,其部件可以根據(jù)用戶實(shí)際需要進(jìn)行不同的組合。總體布置型式也可根據(jù)施工場地而變化,可布置成“一”字形或“丁”字形,因而使穩(wěn)定土廠拌設(shè)備結(jié)構(gòu)型式多樣化,布局更為靈活,更能滿足用戶的多種需求。(5)設(shè)備大型化隨著施工作業(yè)機(jī)械的不斷發(fā)展,也在要求穩(wěn)定土廠拌設(shè)備向大型化的方向發(fā)展,設(shè)備的生產(chǎn)能力不斷提高。(6)結(jié)構(gòu)模塊化隨著科技的發(fā)展,穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的組成部分均已系列化,為固定式穩(wěn)定土廠拌設(shè)備
12、的生產(chǎn)制造提供有利條件。(7)拌和范圍擴(kuò)大穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的拌和范圍得到了較大的改善,使設(shè)備的利用更加有效,不僅能夠攪拌穩(wěn)定土,還可以攪拌其他的混合料,如碾壓混凝土、乳化瀝青混凝土等。3.主要結(jié)構(gòu)與工作原理穩(wěn)定土廠拌設(shè)備主要由礦料(土壤、碎石、砂礫、粉煤灰等)配料機(jī)組1、礦料皮帶輸送機(jī)2、結(jié)合料(水泥、石灰)存儲配給總成3、攪拌器4、水箱及供水系統(tǒng)5、電氣控制系統(tǒng)6、成品料皮帶輸送機(jī)7、成品料儲料斗8等部件組成(如圖4-1-1所示)。由于廠拌設(shè)備型式較多,結(jié)構(gòu)布局多樣,因此,各種廠拌設(shè)備的組成也有所不同。圖4-1-1 穩(wěn)定土廠拌設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖1-礦料配料機(jī)組;2-礦料皮帶輸送機(jī);3-結(jié)合料儲存配
13、給總成;4-攪拌器;5-供水裝置;6-電氣控制系統(tǒng);7-成品料皮帶輸送機(jī);8-儲料斗穩(wěn)定土廠拌設(shè)備,一般采用連續(xù)作業(yè)式葉槳攪拌器進(jìn)行混合料的強(qiáng)制攪拌。其基本工作原理為:把各種不同規(guī)格的礦料用裝載機(jī)裝入配料機(jī)組1的各料倉中,配料機(jī)組1按規(guī)定比例連續(xù)按量將礦料配送到礦料皮帶輸送機(jī)2上,再由礦料皮帶輸送機(jī)2輸送到攪拌器4中;結(jié)合料(也稱粉料)由結(jié)合料存儲配給總成3連續(xù)計(jì)量并輸送到礦料皮帶輸送機(jī)2上或直接輸送到攪拌器4中;水經(jīng)流量計(jì)計(jì)量后直接泵送到攪拌器4中;通過攪拌器4將各種材料拌制成均勻的成品混合料;成品料通過成品料皮帶輸送機(jī)7輸送到儲料斗8中,或直接裝車運(yùn)往施工工地。4.穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的選型(1
14、)穩(wěn)定土廠拌設(shè)備選型依據(jù)設(shè)備選型的目的在于挑選技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理和使用安全可靠的最好設(shè)備,以保證工程任務(wù)按時(shí)按量的完成。合理選擇施工機(jī)械的依據(jù)是:工程量、施工進(jìn)度計(jì)劃、施工條件、現(xiàn)有機(jī)械的施工狀況及相應(yīng)的配套情況等。一般來說應(yīng)注意遵循以下原則:設(shè)備應(yīng)能適合工作的性質(zhì)、適合施工對象的特點(diǎn)、場地大小和運(yùn)輸條件等施工狀況,應(yīng)能充分發(fā)揮設(shè)備的效能。所選設(shè)備的生產(chǎn)能力,應(yīng)能滿足施工強(qiáng)度的要求,施工質(zhì)量應(yīng)能滿足設(shè)計(jì)要求。設(shè)備在技術(shù)上應(yīng)是先進(jìn)的,能滿足施工中的要求。即結(jié)構(gòu)先進(jìn)、性能可靠,生產(chǎn)率穩(wěn)定,且易于檢修,并具有良好的安全性能和環(huán)保性能等。設(shè)備的購置和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用要少,能源消耗要低,并通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,優(yōu)先
15、選用生產(chǎn)率高,單位產(chǎn)品費(fèi)用低的設(shè)備。所選用的設(shè)備技術(shù)含量要與使用、維護(hù)能力相適應(yīng),以此來充分發(fā)揮其潛在效能。(2)穩(wěn)定土廠拌設(shè)備參數(shù)及關(guān)鍵部件的選擇穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的生產(chǎn)率Q(t/h)可按下式計(jì)算: (1)式中:攪拌器應(yīng)有的有效容積,m3; 混合料密度,t/m3; 拌和時(shí)間,s;根據(jù)上述公式,計(jì)算穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的生產(chǎn)率標(biāo)稱值,是設(shè)備綜合性能的最終體現(xiàn),一般以其輸出的生產(chǎn)能力的大小表現(xiàn)出來。但為使設(shè)備平穩(wěn)、可靠、持續(xù)的運(yùn)行,設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中的設(shè)定生產(chǎn)率一般為標(biāo)稱生產(chǎn)率的80%90%,此值也即為設(shè)備的實(shí)際穩(wěn)定生產(chǎn)能力。此值與施工中的生產(chǎn)率實(shí)際需求值加以比較后,才能對設(shè)備的標(biāo)稱生產(chǎn)率進(jìn)行有效確認(rèn),從而
16、選定合適的配套設(shè)備,并充分發(fā)揮其效能。計(jì)量系統(tǒng)的選擇按照計(jì)量系統(tǒng)的不同可將計(jì)量分為兩類:一種采用體積式計(jì)量,另一種采用質(zhì)量式計(jì)量。質(zhì)量計(jì)量系統(tǒng)是在體積計(jì)量系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,用電子傳感器測出物料單位時(shí)間內(nèi)通過的質(zhì)量信號,并根據(jù)質(zhì)量信號調(diào)節(jié)皮帶輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速。因此,質(zhì)量式計(jì)量比體積式計(jì)量準(zhǔn)確度要高。對于集料的計(jì)量來講,體積式計(jì)量包括儲料斗,調(diào)速皮帶輸送機(jī)和集料皮帶機(jī)。其輸送量如下:式中:Q單位時(shí)間集料輸送量,t/h; r集料比重,t/m3 ; B出料門寬度,m; H料門開啟高度,m; V皮帶機(jī)速度,m/h;由上式可知,集料的計(jì)量是由料門開啟高度和皮帶調(diào)速機(jī)的速度來確定的,但由于物料的勻質(zhì)性,儲料倉壓及環(huán)
17、境因素的影響引起的比重改變以及供料不均,皮帶打滑都易引起物料的輸送量的改變,偶然超差較大,嚴(yán)重影響配料精度,配料精度可達(dá)3%4%。這種計(jì)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,但不能直觀顯示瞬時(shí)流量和累計(jì)質(zhì)量,出現(xiàn)誤差不易被發(fā)現(xiàn)。由于制造成本低,價(jià)格便宜,目前被應(yīng)用在低等級的路面施工中,基本能夠滿足施工要求。集料的質(zhì)量計(jì)量系統(tǒng)在每個(gè)配料口下方均裝有一臺由微機(jī)控制的調(diào)速定量皮帶稱,當(dāng)集料通過皮帶計(jì)量稱的有效計(jì)量段時(shí),其質(zhì)量通過稱重框架加到傳感器上,由稱重傳感器將其轉(zhuǎn)化成電信號,同時(shí)安裝在皮帶秤上的速度傳感器將檢測到的皮帶速度轉(zhuǎn)換成電信號,二者被輸入到微機(jī),經(jīng)計(jì)算處理后顯示集料的瞬時(shí)流量值和累計(jì)質(zhì)量值,并送出瞬
18、時(shí)流量值的模擬信號。該信號與微機(jī)的設(shè)定值比較,并輸出信號送到控制器以控制調(diào)速電機(jī),修正物料給料量,使之與設(shè)定值相等。由于該動態(tài)計(jì)量過程具有封閉的反饋、比較、運(yùn)算環(huán)節(jié),其計(jì)量精度可達(dá)1%2%。該系統(tǒng)的計(jì)量精度高,操作方便,但制造成本高,可應(yīng)用于高等級公路的穩(wěn)定土廠拌設(shè)備和連續(xù)式混凝土攪拌設(shè)備中。對于水泥計(jì)量系統(tǒng),體積式計(jì)量采用螺旋輸送機(jī)或葉輪給料機(jī)對水泥進(jìn)行計(jì)量和輸送,通過改變驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整水泥的輸送量。由于缺少直觀顯示,只能靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場稱量進(jìn)行標(biāo)定。但是,稱量超差較大,且不易發(fā)現(xiàn),計(jì)量精度不穩(wěn)定,水泥浪費(fèi)嚴(yán)重,但制造成本低,價(jià)格便宜。質(zhì)量稱量法采用螺旋電子稱對水泥進(jìn)行計(jì)量和輸送。通過微機(jī)
19、對測量結(jié)果的處理,調(diào)節(jié)驅(qū)動電機(jī)的速度,達(dá)到控制精度的目的。減重稱量法在水泥倉出口處裝有給料蝶閥,下面與水泥計(jì)量斗相連,并在計(jì)量斗內(nèi)裝有傳感器和可調(diào)速的螺旋輸送機(jī)。通過微機(jī)控制蝶閥的開關(guān),并稱量重量采樣,調(diào)節(jié)螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制計(jì)量精度,且計(jì)量精度高,不受環(huán)境的干擾。水的計(jì)量方法有體積式計(jì)量法和減重稱量法兩種。體積式計(jì)量法,采用的是水泵和可調(diào)流量閥,即通過調(diào)節(jié)流量閥改變水的流量。受水泵的轉(zhuǎn)速、水壓的影響,該法計(jì)量精度不穩(wěn)定,計(jì)量誤差較大,但結(jié)構(gòu)簡單,制造成本低,在一些場合仍在使用。減重稱量法由上下液位器控制給水裝置加水,控制水的計(jì)量精度。該計(jì)量方法計(jì)量精度高,標(biāo)定方便,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高,計(jì)量
20、誤差可控制在±0.5%以內(nèi),在連續(xù)式混凝土和穩(wěn)定土攪拌設(shè)備中得到應(yīng)用。5. 穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的施工工藝(1)施工準(zhǔn)備 材料:根據(jù)施工的要求及攪拌的穩(wěn)定土的類型,選擇添加劑,如水泥、石灰、粉煤灰,凡飲用水(含牲畜飲用水)均可用于穩(wěn)定土施工。 機(jī)具設(shè)備:連續(xù)式穩(wěn)定土廠拌設(shè)備、振動篩土機(jī)、裝載機(jī)、自卸汽車、推土機(jī)、灑水車等。 作業(yè)條件:技術(shù)人員和操作工人全部到位;質(zhì)量合格的石灰(水泥)和土料準(zhǔn)備充足,不同粒徑的礦料應(yīng)分別堆放;拌合系統(tǒng)機(jī)械設(shè)備安裝調(diào)試正常,計(jì)量器具符合要求;現(xiàn)場試驗(yàn)室已經(jīng)驗(yàn)收合格;集中拌合場地已清理整平,道路暢通,水電供應(yīng)能滿足生產(chǎn)要求。 技術(shù)準(zhǔn)備:在穩(wěn)定土層施工前,應(yīng)取有代
21、表性的土樣進(jìn)行下列土工試驗(yàn):顆粒分析,液限和塑性指數(shù),擊實(shí)試驗(yàn),礫石的壓碎值試驗(yàn);根據(jù)配合比調(diào)試廠拌設(shè)備電機(jī)轉(zhuǎn)速或電子稱平數(shù),確定廠拌設(shè)備每個(gè)料斗出料的流量。(2)操作工藝工藝流程圖配合比設(shè)計(jì)安裝調(diào)試攪拌出廠檢驗(yàn)計(jì)量計(jì)量計(jì)量石灰(水泥)土料水 圖4-1-2 工藝流程圖操作方法拌合站的安裝和調(diào)試:設(shè)備安裝要由機(jī)械員和電工共同完成。設(shè)備安裝后,必須進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn),排除各種可能的故障,并掌握設(shè)備的運(yùn)行規(guī)律。攪拌穩(wěn)定土試拌要根據(jù)調(diào)試好的參數(shù)進(jìn)行穩(wěn)定土拌和,以確定拌和機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)是否合理;正式生產(chǎn)在調(diào)試完畢后,即可安排機(jī)械設(shè)備進(jìn)行拌和。季節(jié)性施工冬季施工時(shí)穩(wěn)定土應(yīng)摻加防凍劑,其摻加量應(yīng)根據(jù)施工及養(yǎng)生期的最低
22、溫度經(jīng)試驗(yàn)確定;雨季施工時(shí)要減少現(xiàn)場存料數(shù)量,邊生產(chǎn),邊進(jìn)料,料堆搭建遮雨篷或蓋苫布,并沿料堆周圍開挖排水溝,加強(qiáng)含水量控制。(3)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本要求穩(wěn)定土中粒徑大于20mm的土塊不得超過10%,且最大土塊的粒徑不得大于50mm。不得含有未消解顆粒及粒徑大于10mm的石塊。應(yīng)根據(jù)原材料的含水量變化、集料顆粒變化及時(shí)調(diào)整拌和用水量。穩(wěn)定土應(yīng)拌和均勻、色澤一致。實(shí)測項(xiàng)目(如表4-1-1所示) 廠拌灰土質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 表4-1-1檢測項(xiàng)目允許偏差或允許值檢測方法和頻率國標(biāo)、行標(biāo)企標(biāo)石灰穩(wěn)定土石灰的鈣鎂含量生石灰7070滴定法,同一批次200t一組消石灰5555水泥穩(wěn)定土水泥的強(qiáng)度等級設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級設(shè)計(jì)強(qiáng)度
23、等級散裝水泥同一批次每500t一組;袋裝水泥同一批次每200t一組水泥的凝結(jié)時(shí)間符合設(shè)計(jì)要求符合設(shè)計(jì)要求穩(wěn)定土7d 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求符合設(shè)計(jì)要求2000一組穩(wěn)定土含水量±3%,以最佳含水量計(jì)±3%,以最佳含水量計(jì)1000一組石灰(水泥)劑量+1.5%-1.0%+1.5%-1.0%500 一組或每一小時(shí)注:穩(wěn)定土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測中,試驗(yàn)結(jié)果的平均抗壓強(qiáng)度R應(yīng)符合公式1的要求。R Rd/(1-ZaCv) (1)式中:Rd 設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度;Cv 試驗(yàn)結(jié)果的偏差系數(shù);Za 標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表中隨保證率(或置信度a)而變的系數(shù),高速公路和一級公路應(yīng)取保證率95%,即Za=1.6
24、45;其他公路應(yīng)取保證率90%,即Za=1.282。(4)應(yīng)注意的質(zhì)量問題防止添加劑的用量上下波動幅值過大,確保機(jī)械設(shè)備性能穩(wěn)定。生產(chǎn)前要對原材料進(jìn)行含水量試驗(yàn),確定拌和用水的摻量。在生產(chǎn)過程中要嚴(yán)格控制原材料的穩(wěn)定,以確保穩(wěn)定土的均勻性。(5)質(zhì)量記錄施工過程中試驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄,如土的液塑限試驗(yàn)記錄;含水率檢測記錄;無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)記錄;擊實(shí)試驗(yàn)記錄;配合比設(shè)計(jì)單。二、穩(wěn)定土拌和機(jī)1.功能與分類穩(wěn)定土拌和機(jī)是一種在行駛過程中,以其工作裝置轉(zhuǎn)子就地完成對道路施工現(xiàn)場土壤的切削、翻松、破碎作業(yè)并將土與加入的穩(wěn)定劑(瀝青、乳化瀝青、水泥、石灰等)均勻拌和的機(jī)械。穩(wěn)定土拌和機(jī)主要用于道路工程中的穩(wěn)定
25、土基層的現(xiàn)場拌和作業(yè)。由于路拌法就地取材,施工簡便,成本低廉,有廠拌法不可替代的優(yōu)點(diǎn)。穩(wěn)定土拌和機(jī)現(xiàn)場拌和的取樣檢測表明:對灰土(石灰、土壤)、灰沙(石灰、砂)等小顆粒穩(wěn)定材料,當(dāng)穩(wěn)定劑散布均勻時(shí),性能良好的穩(wěn)定土拌和機(jī)通過一次或兩次作業(yè)即可達(dá)到質(zhì)量要求。目前國內(nèi)缺少性能理想、使用方便的粉料撒布機(jī)械,施工中多采用手工傾倒穩(wěn)定劑,再人工或機(jī)械刮平的作業(yè)方式完成粉料(即干穩(wěn)定劑)的撒布,由于粉料撒布的精確性與均勻性難以保證,因而在一定程度上影響了穩(wěn)定土拌和機(jī)的拌和效果??梢云谕S著計(jì)量精確、撒布均勻的粉料撒布機(jī)械的開發(fā)和應(yīng)用,路拌施工法將會獲得更好的應(yīng)用前景。根據(jù)結(jié)構(gòu)特征,穩(wěn)定土拌和機(jī)的分類及其
26、特點(diǎn)如下:(1)按行走系型式,分為履帶式、輪胎式和復(fù)合式(履帶與輪胎結(jié)合),如圖4-1-3a、b、c所示。履帶式穩(wěn)定土拌和機(jī)質(zhì)量大,附著性、通過性好,但機(jī)動性差。輪胎式穩(wěn)定土拌和機(jī)機(jī)動性好、轉(zhuǎn)場方便。復(fù)合式穩(wěn)定土拌和機(jī)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。圖4-1-3 穩(wěn)定土拌和機(jī)類型a)履帶式 b)輪胎式 c)復(fù)合式 d)自行式 e)半拖式 f)懸掛式 g)中置式 h)后置式(2)按移動方式,分為自行式、半拖式和懸掛式,如圖4-1-3d、e、f所示。自行式穩(wěn)定土拌和機(jī)總體尺寸小,結(jié)構(gòu)簡單,質(zhì)量輕。半拖式和懸掛式穩(wěn)定土拌和機(jī)的主機(jī)可以一機(jī)多用。(3)按動力傳動型式,分為機(jī)械式、液壓式和混合式(機(jī)械、液壓結(jié)合)。機(jī)械式穩(wěn)
27、定土拌和機(jī)屬傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式,其設(shè)計(jì)理論較為成熟,制造、裝配、維護(hù)簡單,但消耗材料多、質(zhì)量大、機(jī)械的性能較差。液壓式穩(wěn)定土拌和機(jī)的優(yōu)點(diǎn)較多,如結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、可無級調(diào)速,調(diào)速范圍大,布置靈活,基本不受機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),工作可靠,能自行潤滑,壽命較長,易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)和自動化,操縱方便省力等。液壓傳動是穩(wěn)定土拌和機(jī)的發(fā)展方向,越來越多的穩(wěn)定土拌和機(jī)采用液壓傳動。但液壓傳動的穩(wěn)定土拌和機(jī)對制造精度和維護(hù)質(zhì)量要求較高?;旌鲜絺鲃拥姆€(wěn)定土拌和機(jī)屬過渡機(jī)型,即吸取液壓傳動的優(yōu)點(diǎn),在機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,部分采用液壓元件,以提高穩(wěn)定土拌和機(jī)的性能。(4)按工作裝置在機(jī)械上的位置,分為中置式和后置式,見圖
28、4-1-3g、h所示。一般來說,中置式穩(wěn)定土拌和機(jī)的軸距較大,轉(zhuǎn)彎半徑大,機(jī)動性較差。后置式穩(wěn)定土拌和機(jī)更換轉(zhuǎn)子及拌和鏟容易,維修保養(yǎng)方便。但其整機(jī)的縱向穩(wěn)定性較差。(5)按轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向,分為正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩種。正轉(zhuǎn),即轉(zhuǎn)子由上而下切削土壤,其切削及拌和阻力小,消耗功率小。反轉(zhuǎn),即轉(zhuǎn)子由下而上切削土壤,對土壤破碎好,并可反復(fù)拌和,因此穩(wěn)定土的拌和質(zhì)量好。2. 穩(wěn)定土拌和機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)穩(wěn)定土拌和機(jī)是在專用的機(jī)械底盤上加裝拌和裝置來進(jìn)行穩(wěn)定土拌和的專業(yè)機(jī)械,具有機(jī)動性強(qiáng),節(jié)約運(yùn)輸成本,生產(chǎn)率高及拌和均勻性較高等優(yōu)點(diǎn),但與高等級公路的施工規(guī)范技術(shù)條件要求相比,穩(wěn)定土拌和機(jī)還存在不足之處。 現(xiàn)代優(yōu)良的穩(wěn)定土
29、拌和機(jī)除了在提高性能和可靠性外,正朝著多功能轉(zhuǎn)子的方向發(fā)展,即使用一種綜合型的刀具來完成松土拌和及硬土翻松等作業(yè),避免用戶更換轉(zhuǎn)子的困難。近年來,國外先進(jìn)機(jī)型在行走系統(tǒng)和轉(zhuǎn)子系統(tǒng)間設(shè)置了功率自動調(diào)節(jié)裝置,自動控制機(jī)器在負(fù)荷變換的情況下始終保持發(fā)動機(jī)在額定工況下工作,還設(shè)有拌深自動調(diào)節(jié)裝置等。這些自控裝置的設(shè)置大大提高了機(jī)器的綜合性能,減輕了司機(jī)的操作強(qiáng)度。穩(wěn)定土拌和機(jī)技術(shù)發(fā)展方向是:(1)趨向選擇大功率柴油機(jī)作為動力。由于道路壽命與基層處理關(guān)系很大,高等級公路一般要求拌和寬度大于2400mm、拌和深度達(dá)400mm,而且對拌和質(zhì)量要求很高,因此穩(wěn)定土拌和機(jī)趨向大功率。(2)行走與作業(yè)均采用液壓傳
30、動。由于穩(wěn)定土拌和機(jī)作業(yè)負(fù)荷大,且工況復(fù)雜多變,要求行走和作業(yè)功率能互相補(bǔ)償,使發(fā)動機(jī)功率得到充分利用。此外,還需要無級變速。只有液壓傳動才能滿足這些要求。(3)廣泛采用先進(jìn)的自動控制技術(shù)。例如,功率自動平衡裝置、穩(wěn)定劑自動噴灑比例系統(tǒng)以及拌和深度自動檢測裝置等都將得到廣泛的應(yīng)用,使穩(wěn)定土拌和機(jī)的性能完善、操作方便。(4)逐漸向多功能方向發(fā)展。隨著工業(yè)發(fā)達(dá)國家公路干線或高速公路的完成,舊路面的翻修日趨增多,因此要求穩(wěn)定土拌和機(jī)不僅能完成穩(wěn)定土拌和作業(yè),還應(yīng)具備類似瀝青路面的銑刨、再生以及挖溝等功能,實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用,提高穩(wěn)定土拌和機(jī)的設(shè)備利用率。(5)進(jìn)一步完善穩(wěn)定土拌和機(jī)的功能。在大功率穩(wěn)定土拌
31、和機(jī)上采用轉(zhuǎn)子側(cè)移裝置,便于路緣、彎道、路肩等的拌和、銑刨作業(yè)。在轉(zhuǎn)子罩殼上安裝振動尾板,使拌和后的材料得到預(yù)壓,并可減少水分的揮發(fā),便于下一步的壓實(shí)作業(yè)。(6)提高穩(wěn)定土拌和機(jī)操作的方便性和舒適性。儀表、操作手柄、按鈕等集中布置,駕駛室密封、減振隔音、設(shè)置空調(diào),實(shí)現(xiàn)微機(jī)處理與顯示等。(7)提高穩(wěn)定土拌和機(jī)的安全性。主要指提高駕駛室的抗傾翻性能等。 3. 主要結(jié)構(gòu)與工作原理 圖4-1-4是后置式全液壓輪式穩(wěn)定土拌和機(jī),其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:整體車架,剛性懸掛,偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向方式,前橋?yàn)閿[動轉(zhuǎn)向橋,后橋?yàn)轵?qū)動橋;行走系統(tǒng)為變量泵定量馬達(dá)兩檔機(jī)械變速驅(qū)動;轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為變量泵定量低速大扭矩馬達(dá)直接驅(qū)動;轉(zhuǎn)子和行
32、走系統(tǒng)間通過液壓控制方式聯(lián)接,根據(jù)超載時(shí)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)壓力的變換自動調(diào)節(jié)行走速度限制超載。具有結(jié)構(gòu)簡單、維修使用方便等優(yōu)點(diǎn)。圖4-1-4 后置式全液壓穩(wěn)定土拌和機(jī)1-液體噴灑泵;2-行走液壓泵;3-前輪;4-發(fā)動機(jī);5-轉(zhuǎn)子液壓泵;6-車架;7-行走馬達(dá);8-變速箱;9-驅(qū)動橋;10-后輪;11-轉(zhuǎn)子舉升油缸;12-舉升臂;13-轉(zhuǎn)子馬達(dá);14-轉(zhuǎn)子;15-罩殼4.工作裝置 穩(wěn)定土拌和機(jī)的工作裝置,主要由轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子架、轉(zhuǎn)子升降液壓缸、罩殼及其后斗門開啟液壓缸等組成 (如圖4-1-5所示)。穩(wěn)定土拌和機(jī)行駛時(shí),通過轉(zhuǎn)子升降液壓缸使整個(gè)工作裝置抬起、離開地面。拌和作業(yè)時(shí)工作裝置被放下,其罩殼支撐在地面上
33、。此時(shí)轉(zhuǎn)子軸頸借助于罩殼兩端長方形孔內(nèi)的深度調(diào)節(jié)墊塊支撐在罩殼上。罩殼形成一個(gè)較為封閉的工作室,拌和轉(zhuǎn)子在其內(nèi)完成粉碎、拌和作業(yè)。下面將對轉(zhuǎn)子作詳細(xì)介紹。圖4-1-5 穩(wěn)定土拌和機(jī)工作裝置1-分土器;2-液壓馬達(dá);3-舉升軸;4-舉升液壓缸;5-保險(xiǎn)箱;6-深度指示器;7-舉升臂;8-牽引桿;9-調(diào)整螺栓;10-罩殼;11-護(hù)板;12-后斗門開度指示器;13-后斗門開啟液壓缸;14-后斗門;15-注油口;16-溢油口;17-放油口;18-轉(zhuǎn)子圖4-1-6所示為穩(wěn)定土拌和機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖,它由轉(zhuǎn)子軸及軸承、刀盤及刀片等組成。圖4-1-6 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖1-軸承;2、4-鏈輪;3-鏈條;5-液壓馬
34、達(dá);6-彎頭刀片;7-刀盤;8-壓板;9-轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)子軸的長度由拌和寬度決定,一般較長,要求其質(zhì)量輕、剛度大、強(qiáng)度高。轉(zhuǎn)子軸的結(jié)構(gòu)型式有:采用無縫鋼管;鋼板卷焊;組合式用螺栓將中間拌和軸與兩端軸連接在一起。前二種為整體式,剛度、強(qiáng)度大,后者制造簡單、拆裝方便。轉(zhuǎn)子軸的支承方式隨轉(zhuǎn)子軸結(jié)構(gòu)而異:整體式轉(zhuǎn)子軸多采用剖分式滑動軸承,便于轉(zhuǎn)子軸拆裝;組合式轉(zhuǎn)子軸宜采用調(diào)心滾子軸承,便于轉(zhuǎn)子軸兩端軸頸的調(diào)心對中。 刀盤通常是焊接在轉(zhuǎn)子軸上,要求其剛度大、強(qiáng)度高。刀盤的數(shù)目由拌和寬度而定,一般不少于10個(gè)。每個(gè)刀盤的刀片數(shù)目一般為4把或6把。刀片在轉(zhuǎn)子軸上一般布置成螺旋形,以便保證拌和及受力均勻。螺旋可為2
35、頭、3頭或4頭,可同一方向,也可左、右螺旋,后者可以使轉(zhuǎn)子軸的軸向力明顯減小。 刀片工作條件惡劣,容易磨損,連續(xù)拌和作業(yè)8h刀片就需要更換,因此刀片必須拆裝方便。刀片在刀盤上的固定方式有拆卸固定和非拆卸固定兩類。拆卸固定,又分為螺栓固定和楔塊固定。刀片通過壓板、螺栓固定在刀盤上時(shí),螺栓往往因其螺紋被穩(wěn)定劑粘死而拆卸不方便。也有采用刀片直接插入焊在刀盤上的刀庫內(nèi),刀庫由外面穿入兩個(gè)固定螺栓,并穿過刀片上的兩個(gè)缺口,然后在刀庫短邊處用一開口銷將刀片擋住。換裝刀片時(shí)只需抽出開口銷即可。楔塊固定是利用土的反作用力使刀片越來越緊固在刀盤上,拆卸方便。非拆卸固定,一般是將刀片焊接在刀盤上,該固定方式的刀片
36、材料應(yīng)為彈簧鋼,并經(jīng)熱處理使其具有高耐磨性。5.穩(wěn)定土拌和機(jī)的選型(1)目前,穩(wěn)定土拌和機(jī)的種類較多,市場上主要使用的是輪胎式路拌機(jī),且傳動系統(tǒng)向著全液壓的方向發(fā)展,根據(jù)不同的施工條件,選擇穩(wěn)定土拌和機(jī)的拌和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)切削方向,在較松的土層上進(jìn)行拌和作業(yè)時(shí),可以采用正轉(zhuǎn)方式;在堅(jiān)硬的土層上進(jìn)行拌和作業(yè)時(shí),多采用反轉(zhuǎn)方式。(2)生產(chǎn)率計(jì)算根據(jù)拌和穩(wěn)定土的作業(yè)方式的不同,穩(wěn)定土拌和機(jī)生產(chǎn)率的計(jì)算方法分為調(diào)頭循環(huán)作業(yè)和倒退循環(huán)作業(yè)兩種。調(diào)頭循環(huán)作業(yè)時(shí)的生產(chǎn)率Q(m3/h)式中:L拌和路段長度,m; b拌和寬度,m; D拌和深度,m; 穩(wěn)定土拌和機(jī)作業(yè)速度,m/s; x拌和時(shí)重疊寬度,一般取x0.1m
37、; t1轉(zhuǎn)子切入土壤時(shí)間,一般取t11025s; t2轉(zhuǎn)子提升時(shí)間,一般取t2510s; t3穩(wěn)定土拌和機(jī)調(diào)頭時(shí)間,一般取t3=2030s。倒退循環(huán)作業(yè)時(shí)的生產(chǎn)率Q(m3/h)式中:穩(wěn)定土拌和機(jī)倒退行駛速度,m/s。根據(jù)生產(chǎn)率的計(jì)算結(jié)果,選擇合適的穩(wěn)定土拌和機(jī)進(jìn)行作業(yè)。(3)影響穩(wěn)定土拌和機(jī)生產(chǎn)率的因素分析影響穩(wěn)定土拌和機(jī)生產(chǎn)率的因素有發(fā)動機(jī)功率、拌和寬度、拌和深度、切削速度、進(jìn)距等。發(fā)動機(jī)功率是決定穩(wěn)定土拌和機(jī)生產(chǎn)率的主要因素。由于穩(wěn)定土拌和機(jī)作業(yè)時(shí)行走速度很低 (約0.030.1m/s),因此所需功率很小。同樣消耗在計(jì)量、噴灑系統(tǒng)的功率也很小。因此,發(fā)動機(jī)功率大小及能否正常發(fā)揮是影響穩(wěn)定拌
38、和機(jī)生產(chǎn)率與拌和質(zhì)量的主要因素。拌和寬度是穩(wěn)定土拌和機(jī)的一個(gè)重要性能參數(shù),它取決于轉(zhuǎn)子的工作長度。拌和寬度是一個(gè)受多因素影響的參數(shù),如發(fā)動機(jī)功率、路基或路面寬度、機(jī)械結(jié)構(gòu)等。作業(yè)寬度一般等于拌和寬度加上重疊量的整數(shù)倍。為了使拌和的穩(wěn)定土層平整、且能拌到路邊,拌和寬度應(yīng)大于機(jī)械的輪距。為保證穩(wěn)定土拌和機(jī)的生產(chǎn)率和作業(yè)質(zhì)量,應(yīng)認(rèn)真選擇合適的拌和寬度。拌和深度是穩(wěn)定土拌和機(jī)的主要性能參數(shù)之一。拌和深度取決于發(fā)動機(jī)功率及路基、路面的施工工藝設(shè)計(jì)要求。如果路基穩(wěn)定層厚度為25cm、3Ocm、4Ocm及軟地基處理,則需要大的拌和深度。拌和深度大的穩(wěn)定土拌和機(jī)也可以進(jìn)行淺層拌和作業(yè);拌和深度小的穩(wěn)定土拌和機(jī)
39、對深層地基進(jìn)行拌和時(shí),則需要分層作業(yè)。切削速度是拌和鏟刀尖運(yùn)動時(shí)的牽連速度和圓周運(yùn)動相對速度的向量和。當(dāng)相對速度牽連速度之比大于10(一般均大于10)時(shí),可近似地取圓周速度為切削速度。實(shí)驗(yàn)證明,切削速度與拌和質(zhì)量、生產(chǎn)率、發(fā)動機(jī)功率有關(guān)。提高切削速度有利于提高穩(wěn)定土的拌和質(zhì)量和生產(chǎn)率,但過大的切削速度使拌和功率消耗過大、拌和均勻性下降。進(jìn)距是指拌和鏟在單位時(shí)間內(nèi)向前進(jìn)給的距離。選擇進(jìn)距的原則,首先要滿足拌和質(zhì)量的要求。為了提高生產(chǎn)率,應(yīng)取較大的進(jìn)距,而大的進(jìn)距必須用較高的切削速度才能保證拌和均勻性。此外,進(jìn)距的選擇還與土的性質(zhì)有關(guān),即拌和松軟土?xí)r可選較大的進(jìn)距,反之應(yīng)選較小的進(jìn)距。6. 穩(wěn)定土
40、拌和機(jī)的施工工藝(1)選擇作業(yè)機(jī)械設(shè)備根據(jù)施工要求,選擇合適的機(jī)械設(shè)備,如穩(wěn)定土拌和機(jī)、壓路機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)、自卸車等相關(guān)的作業(yè)機(jī)械。(2)原材料準(zhǔn)備根據(jù)施工要求,選擇土料廠及所需要的拌和添加材料。(3)施工前的準(zhǔn)備下承層的驗(yàn)收下承層表面平整、堅(jiān)實(shí),具有規(guī)定的路拱,下承層的平整度和壓實(shí)度符合規(guī)范規(guī)定。灑水濕潤路基頂面用灑水車將下承層灑水濕潤,注意灑水時(shí)不能過干或過濕。測量放樣按圖紙放出中樁和邊樁,對路中心樁進(jìn)行二次放樣工作,以取得準(zhǔn)確的平面位置,然后把中線樁位引到路肩兩側(cè)路槽邊緣線外1m,以輔助控制中心樁位,同時(shí)進(jìn)行固樁工作,以免在結(jié)構(gòu)層施工期間有中心偏位現(xiàn)象發(fā)生。備土、鋪添加料(如水泥,粉
41、煤灰,石灰等)備土要按照松鋪厚度將土攤鋪均勻一致,鋪土后,先用推土機(jī)大致推平,然后放樣用平地機(jī)整平,清余補(bǔ)缺,保證厚度一致,表面平整。備添加料前,用壓路機(jī)對鋪開的松土碾壓12遍,保證備添加料時(shí)不產(chǎn)生大的車轍,嚴(yán)禁重車在作業(yè)段內(nèi)調(diào)頭。鋪添加料前在灰土的邊沿打出格子標(biāo)線,然后用人工將添加料均勻地鋪撒在標(biāo)線范圍內(nèi)。(4)拌和 采用專用的穩(wěn)定土拌和機(jī)進(jìn)行路拌法施工,鏵犁作為附助設(shè)備配合翻拌。土的含水量小,應(yīng)首先用鏵犁翻拌一遍,使添加料置于中、下層,然后灑水補(bǔ)充水分,并用鏵犁繼續(xù)翻拌,使水分分布均勻。考慮拌和、整平過程中的水分損失,含水量適當(dāng)大些(根據(jù)氣候及拌和整平時(shí)間長短確定)。
42、土的含水量過大,用鏵犁進(jìn)行翻拌涼曬。水分合適后,用平地機(jī)粗平一遍,然后用灰土拌和機(jī)拌和第一遍。拌和時(shí)要指派專人跟機(jī)進(jìn)行挖驗(yàn),每間隔510米挖驗(yàn)一處,檢查拌和是否到底。對于拌和不到底的段落,及時(shí)提醒拌和機(jī)司機(jī)返回重新拌和。橋頭兩端在備土?xí)r應(yīng)留出2米空間,將土攤?cè)敫浇韬蜁r(shí)先橫向拌和兩個(gè)單程,再進(jìn)行縱向拌和,以確保橋頭處土拌和均勻。第二遍拌和前,宜用平地機(jī)粗平一遍,然后進(jìn)行第二遍拌和。若土的塑指高,土塊不易拌碎,應(yīng)增加拌和遍數(shù),并注意下一次拌和前要對已拌和過的土進(jìn)行粗平和壓實(shí),然后拌和,以達(dá)到拌和均勻,滿足規(guī)范要求為準(zhǔn)。壓實(shí)的密度愈大,對土塊的破碎效果愈好,采用此法可達(dá)到事半功倍的目的,否則即使
43、再多增加拌和遍數(shù)也收效甚微。拌和時(shí)拌和機(jī)各行程間的搭接寬度不小于10cm。(5)整平:用平地機(jī),結(jié)合少量人工整平。最后一遍整平前,宜用灑水車噴灑一遍水,以補(bǔ)充表層水分,有利于表層碾壓成型,最后一遍整平時(shí)平地機(jī)應(yīng)“帶土”作業(yè),切忌薄層找補(bǔ),備土、備添加料要適當(dāng)考慮富余量,整平時(shí)寧刮勿補(bǔ)。(6)碾壓碾壓采用振動壓路機(jī)和1518T三輪靜力式壓路機(jī)聯(lián)合完成。整平完成后,先用振動壓路機(jī)由路兩側(cè)向路中心碾壓。碾壓時(shí)后輪應(yīng)重疊1/2輪寬,一般碾壓45遍,壓路機(jī)的碾壓速度,頭兩遍以采用1.51.7公里/小時(shí),以后用2.02.5公里/小時(shí),至無明顯輪跡??傊?,碾壓時(shí)遵循“由邊到中,先輕后重,由慢到快”的原則。(
44、7)檢驗(yàn)對碾壓完成路段取樣檢驗(yàn)壓實(shí)度,壓實(shí)不足要立即補(bǔ)壓,滿足壓實(shí)要求。成型后的兩日內(nèi)完成平整度、標(biāo)高、橫坡度、寬度、厚度檢驗(yàn),檢驗(yàn)不合格要求采取措施預(yù)以處理。(8)接頭處理碾壓完畢的端頭應(yīng)立即將拌和不均,或標(biāo)高誤差大,或平整度不好的部分掛線重直切除,保持接頭處順直、整齊,下一作業(yè)段與之銜接處,鋪土及拌和應(yīng)空出2米,待整平時(shí)再按松鋪厚度整平。橋頭處亦按上述方法處理,鋪土及拌和應(yīng)空出2米,先橫拌2遍再縱拌,待整平時(shí)再按松鋪厚度整平。(9)養(yǎng)生不能及時(shí)覆蓋上層結(jié)構(gòu)層的含添加料土,養(yǎng)生期不少于7天,采用灑水養(yǎng)生法,養(yǎng)生期間要保持灰土表面經(jīng)常濕潤。養(yǎng)生期內(nèi)應(yīng)封閉交通,除灑水車外禁止一切車輛通行?;彝镣?/p>
45、成后經(jīng)驗(yàn)收合格,即可進(jìn)行下道工序施工。第二節(jié) 瀝青混凝土攪拌設(shè)備一、功能與分類瀝青混凝土攪拌設(shè)備是瀝青混凝土路面施工中主要配套機(jī)械設(shè)備之一,它的主要用途及功能是將一定溫度下的道路施工用不同粒徑的集料 (骨料)、填料 (礦粉)和一定溫度下的瀝青,按規(guī)定的比例要求,攪拌而制成符合施工技術(shù)規(guī)范的瀝青混合料。適用于公路、城市道路、機(jī)場、碼頭、停車場、貨場等施工工程。常用的瀝青混合料有瀝青混凝土、瀝青碎石、瀝青砂等。瀝青混凝土攪拌設(shè)備是瀝青混凝土路面施工的關(guān)鍵設(shè)備之一,其性能直接影響到所鋪筑的瀝青路面的質(zhì)量。瀝青混凝土攪拌設(shè)備可按生產(chǎn)能力、搬運(yùn)方式、工藝流程等方法進(jìn)行分類。1.按生產(chǎn)能力,瀝青混凝土攪拌
46、設(shè)備可分為小型(生產(chǎn)率在40t/h以下)、中型(生產(chǎn)率在40400t/h)和大型(生產(chǎn)率在400t/h以上)三種。2.按搬運(yùn)方式,瀝青混凝土攪拌設(shè)備可分為移動式(將設(shè)備裝置于拖車上,可隨施工地點(diǎn)轉(zhuǎn)移,多用于公路工程)、半固定式(將設(shè)備裝置在幾個(gè)拖車上,在施工地點(diǎn)拼裝,多用于公路施工)和固定式(設(shè)備作業(yè)地點(diǎn)固定,又稱瀝青混凝土加工工廠,適用于工程集中、城市道路施工工程)。3.按工藝流程,瀝青混凝土攪拌設(shè)備主要可分為間歇強(qiáng)制式(集料的加熱烘干為連續(xù)進(jìn)行,混合料的攪拌是強(qiáng)制周期性進(jìn)行的。按目前國內(nèi)的規(guī)范要求,高等級公路建設(shè)應(yīng)使用間歇強(qiáng)制式)和連續(xù)滾筒式(骨料的加熱烘干和混合料的攪拌均在同一個(gè)滾筒中連
47、續(xù)進(jìn)行的。多用于普通公路、場地建設(shè))。二、瀝青混凝土攪拌設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn) 瀝青混凝土攪拌設(shè)備在國外已有很久的歷史,早在本世紀(jì)初就已經(jīng)問世。經(jīng)過長期的發(fā)展,特別是隨著電子技術(shù)的日益完善以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息處理技術(shù)的突飛猛進(jìn),瀝青混凝土攪拌設(shè)備在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)發(fā)展到很高的技術(shù)水平,并仍在不斷改進(jìn),產(chǎn)品更新?lián)Q代較快。 1.生產(chǎn)能力系列化。目前,國際市場瀝青混凝土攪拌設(shè)備型號規(guī)格十分齊全,有小時(shí)產(chǎn)量幾噸的小型設(shè)備,也有小時(shí)產(chǎn)量上千噸的大型設(shè)備,使用較多的是350t/h以下的各種中小型設(shè)備。但是,隨著瀝青混凝土材料的商品化,瀝青混凝土的制備朝著專業(yè)工廠化方向發(fā)展,瀝青混凝土攪拌設(shè)備的生產(chǎn)能力也日趨大型化,間
48、歇強(qiáng)制式攪拌設(shè)備生產(chǎn)能力最高可達(dá)700t/h,連續(xù)滾筒式攪拌設(shè)備生產(chǎn)能力最高可達(dá)1200t/h。 2.技術(shù)性能先進(jìn)化。為適應(yīng)工程對于成品質(zhì)量的需要,為滿足社會對于節(jié)能、環(huán)保的要求,設(shè)備的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)越來越高。目前骨料和粉料的計(jì)量精度間歇強(qiáng)制式攪拌設(shè)備達(dá)0.5,連續(xù)滾筒式攪拌設(shè)備達(dá)1;瀝青計(jì)量精度間歇強(qiáng)制式攪拌設(shè)備達(dá)0.33,連續(xù)滾筒式攪拌設(shè)備可達(dá)0.5;熱效率可達(dá)8085;粉塵排量都可控制在50mg/m3以內(nèi)。3.控制操作自動化。不論是間歇強(qiáng)制式還是連續(xù)滾筒式攪拌設(shè)備,其控制系統(tǒng)均采用計(jì)算機(jī)管理,并設(shè)置微機(jī)程控與手動相結(jié)合的控制方式。設(shè)備的工藝流程可在顯示器屏幕上模擬顯示,且具有故障自動診斷報(bào)
49、警功能。有生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)顯示打印功能。另外,還可儲存大量的級配配方,以供需要時(shí)更換。4.隨著社會的發(fā)展,各國有關(guān)環(huán)保的法規(guī)愈來愈多,要求也愈來愈高,因此,對瀝青混凝土攪拌設(shè)備的噪音和污染控制要求,以及燃油消耗的要求也愈來愈嚴(yán)格。三、總體結(jié)構(gòu)及工作原理1. 間歇強(qiáng)制式瀝青混凝土攪拌設(shè)備 間歇強(qiáng)制式瀝青混凝土攪拌設(shè)備總體結(jié)構(gòu)如圖4-2-1所示。其基本構(gòu)成:冷骨料配料及供給裝置、干燥筒總成、熱骨料提升機(jī)、振動篩分裝置、礦粉貯存及供給裝置、稱量、攪拌及成品料輸送系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、瀝青貯存及供給系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)。其工作原理是:不同粒徑的骨料經(jīng)冷骨料貯存配料裝置1初配后,由冷骨料皮帶輸送機(jī)
50、2輸送到冷骨料烘干加熱筒3進(jìn)行加熱烘干至一定溫度后,由熱骨料提升機(jī)4提升至熱骨料篩分貯存裝置5進(jìn)行二次篩分,篩分后的骨料按粒徑的大小分別貯存在熱骨料倉的分隔倉中,然后,在電氣控制系統(tǒng)的操縱下,按設(shè)定的比例先后進(jìn)入熱骨料計(jì)量裝置6內(nèi)進(jìn)行累加式稱量,直至達(dá)到設(shè)定要求。同時(shí),貯存在石粉供給及計(jì)量裝置7中的礦粉以及儲存在瀝青供給裝置8中的熱瀝青分別由礦粉螺旋輸送機(jī)和瀝青循環(huán)泵輸送至礦粉稱量斗和瀝青稱量桶中。計(jì)量完成后的骨料、礦粉以及瀝青被先后投入到攪拌器9內(nèi)進(jìn)行攪拌。攪拌完成后形成的瀝青混合料,通過成品料輸送系統(tǒng)送入到成品料貯存?zhèn)}10進(jìn)行儲存或直接卸入運(yùn)輸車輛中。瀝青混凝土攪拌設(shè)備在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的粉
51、塵、廢氣和水蒸氣,經(jīng)除塵裝置11過濾后排入大氣中。圖4-2-1 間歇強(qiáng)制式瀝青混凝土攪拌設(shè)備總體結(jié)構(gòu)1-冷骨料貯存配料裝置;2-冷骨料皮帶輸送機(jī);3-冷骨料烘干加熱筒;4-熱骨料提升機(jī);5-熱骨料篩分貯存裝置;6-熱骨料計(jì)量裝置;7-石粉供給及計(jì)量裝置;8-瀝青供給裝置;9-攪拌器;10-成品料貯存?zhèn)};11-除塵裝置 由于結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn),間歇強(qiáng)制式瀝青混凝土攪拌設(shè)備能保證礦料的級配,集料與瀝青的比例可達(dá)到相當(dāng)精確的程度,另外也易于根據(jù)需要隨時(shí)變更集料級配和油石比,所以拌制出的瀝青混凝土質(zhì)量好,可滿足各種施工要求。因此,這種設(shè)備在國內(nèi)外使用較為普遍。其缺點(diǎn)是工藝流程長、設(shè)備龐雜、建設(shè)投資大、耗能高
52、、搬遷困難、對除塵設(shè)備要求高(有時(shí)所配除塵設(shè)備的投資高達(dá)整套設(shè)備費(fèi)用的3050)。2. 連續(xù)滾筒式瀝青混凝土攪拌設(shè)備 連續(xù)滾筒式瀝青混凝土攪拌設(shè)備總體結(jié)構(gòu)如圖4-2-2所示。主要由以下部分組成:冷骨圖4-2-2 連續(xù)滾筒式瀝青混凝土攪拌設(shè)備總體結(jié)構(gòu)1-冷骨料貯存及配料裝置;2-冷骨料皮帶輸送機(jī);3-烘干-攪拌滾筒;4-石粉供給系統(tǒng);5-瀝青供給系統(tǒng);6-除塵系統(tǒng);7-成品料輸送機(jī);8-成品料貯存?zhèn)};9-油石比控制儀料供給及配料計(jì)量裝置、烘干-攪拌筒總成、礦粉貯存及計(jì)量供給系統(tǒng)、瀝青儲存及供給系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、成品料輸送及儲存系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)。其工作原理是:不同粒徑的骨料經(jīng)冷骨料貯存及配料裝置1
53、計(jì)量后,由冷骨料皮帶輸送機(jī)2送至烘干-攪拌滾筒3內(nèi),骨料在烘干-攪拌滾筒3的前部被烘干加熱至要求的溫度,與此同時(shí),石粉供給系統(tǒng)4中的礦粉經(jīng)計(jì)量裝置計(jì)量后,被連續(xù)的輸送至烘干-攪拌滾筒3內(nèi)。經(jīng)過烘干加熱后的骨料與礦粉,以及來自瀝青供給系統(tǒng)5經(jīng)過計(jì)量后的瀝青,在烘干-攪拌滾筒3的后部被混合攪拌,形成的瀝青混合料由成品料輸送機(jī)7運(yùn)至成品料貯存?zhèn)}8中儲存待運(yùn)。烘干-攪拌滾筒3產(chǎn)生的油煙和含塵氣體經(jīng)除塵系統(tǒng)6過濾后排入大氣中。需要說明的是,為了提高混合料的配合比精度,冷骨料在進(jìn)入烘干-攪拌滾筒3之前,有些設(shè)備常配備骨料含水量測試儀,測試?yán)涔橇虾康臄?shù)據(jù)被動態(tài)的輸入到電氣控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)中,由計(jì)算機(jī)換
54、算出干骨料的實(shí)際重量,并根據(jù)干骨料的實(shí)際重量動態(tài)的自動調(diào)節(jié)礦粉和瀝青的添加量,從而達(dá)到準(zhǔn)確控制混合料配比的目的。與間歇強(qiáng)制式瀝青混凝土攪拌設(shè)備相比,連續(xù)滾筒式瀝青混凝土攪拌設(shè)備工藝流程大為簡化,設(shè)備也隨之簡化,不僅搬遷方便,而且制造成本、使用費(fèi)用和動力消耗可分別降低1520、512和2530。另外,由于濕冷集料在烘干-攪拌滾筒內(nèi)烘干、加熱后即被瀝青裹敷,使細(xì)小粒料和粉塵難以逸出,因而易于達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求。3. 瀝青混凝土攪拌設(shè)備電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)是瀝青混凝土攪拌設(shè)備的關(guān)鍵組成部分,其自動化程度的高低標(biāo)志著整套設(shè)備的先進(jìn)程度,同時(shí)也直接影響整機(jī)性能。該系統(tǒng)通常具有手動、半自動和全自動控制
55、功能,主要由四個(gè)基本系統(tǒng)構(gòu)成:設(shè)備供電及起停控制子系統(tǒng);燃燒及溫度控制子系統(tǒng);物料配料及輸送子系統(tǒng);計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制子系統(tǒng)。它們既相互獨(dú)立,又相互關(guān)聯(lián),與瀝青混凝土攪拌設(shè)備的機(jī)械本體及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體,圖4-2-3為它們之間的關(guān)系框圖。設(shè)備供電及起??刂谱酉到y(tǒng)的主要功能是向機(jī)械本體及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供動力電源,以及按要求發(fā)出起動和停機(jī)的信號。物料配料及輸送控制子系統(tǒng)的主要功能除了向機(jī)械本體的執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出執(zhí)行信號外,還負(fù)責(zé)從機(jī)械本體采集物料重量等傳感器信號,并按設(shè)定的配比要求進(jìn)行物料計(jì)量、攪拌,攪拌后形成的成品混合料在控制系統(tǒng)的指揮下輸送至成品料貯存?zhèn)}儲存。燃燒及溫度控制子系統(tǒng)的主要功能是
56、控制烘干滾筒的燃燒器的起停,并根據(jù)從烘干滾筒出料口處采集的骨料溫度的高低,調(diào)整燃燒器油門的大小,保證干燥后的骨料溫度達(dá)到設(shè)定要求。計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制子系統(tǒng)的主要功能是提供操作直觀的人機(jī)交互界面,該子系統(tǒng)通常具有設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控、生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息管理與編輯,以及遠(yuǎn)程通訊等功能。機(jī)械本體與執(zhí)行機(jī)構(gòu)燃燒及溫度控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)設(shè)備供電及起??刂葡到y(tǒng)物料配料及輸送控制系統(tǒng)圖4-2-3 總體系統(tǒng)框圖四、瀝青混凝土攪拌設(shè)備的選型間歇強(qiáng)制式瀝青混凝土攪拌設(shè)備將冷料的烘干與混合料攪拌分開進(jìn)行,冷濕集料在烘干筒內(nèi)加熱后,需經(jīng)篩分、存儲,再經(jīng)熱骨料計(jì)量裝置精確計(jì)量,然后才輸入強(qiáng)制式攪拌器內(nèi),與一定配合比的礦粉和熱態(tài)瀝青強(qiáng)制拌和,形成級配均勻的瀝青混凝土。采用間歇強(qiáng)制式瀝青混凝土攪拌設(shè)備拌和瀝青混合料,雖然工藝流程較連續(xù)滾筒式時(shí)間長,耗能較大,除塵困難,但其級配精度較高,含水量較低,能完全滿足高等級路面對鋪筑材料的要求。我國高等級瀝青路面所用的瀝青混凝土普遍采用的是強(qiáng)制式拌和工藝進(jìn)行生產(chǎn)。國內(nèi)生產(chǎn)的連續(xù)滾筒式拌和設(shè)備無論是從性能指標(biāo)還是從自動控制程度方面與間歇強(qiáng)制式拌和設(shè)備相比仍有一定差距,加之我國的集料加工企業(yè)的規(guī)模普遍較小,生產(chǎn)的
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