瀝青混凝土路面大功率攤鋪機施工離析控制(一)

1、瀝青混凝土路面大功率攤鋪機施工離析控制（一） 瀝青混凝土路面施工離析，使瀝青混合料偏離最佳設計配合比，其力 學性 能和使用性能發(fā)生很大變化，以至于使路面薄弱點產(chǎn)生早期破壞 , 從而誘 發(fā)路面大面積損壞。路面早期破壞很多時候是因為路面材料離 析而造成 的，例如：路槽、車轍、結構松散、泛油。而離析是施工中 最難控制的現(xiàn) 象，它與材料、施工工藝，尤其是施工設備密切相關。 解決路面離析問題，是很多路面工程師、機械工程師共同的希望，有必要全方位、系統(tǒng)地進行研究和分析。理論上大功率攤鋪機在原理和性能上具備控制離析的條件，但是在國內(nèi)還缺乏實際應用的經(jīng)驗，更沒有被相關規(guī)范和質(zhì)量監(jiān)督部門認可。 目前的 公路工程

2、質(zhì)量檢驗評定標準中，對離析又恰恰缺乏量化指 標，路面 施工質(zhì)量關鍵的評定指標，往往是靠肉眼來判斷，難免存在 不精確問題。 進一步改進大功率攤鋪機，從性能方面進行優(yōu)化和實用化是解決離析 問題 的努力方向，同時，需要通過現(xiàn)場應用建立完善的配套控制工藝。 另外， 建立路面離析程度的量化標準和相應的簡單適用的檢測方法， 也是控制路 面離析需要做的工作。1 瀝青混凝土面層離析的分類和成因 瀝青混凝土離析按外觀形式分為條狀離析和塊狀離析，有橫向離析、 縱向離析和豎向離析，有規(guī)則離析和不規(guī)則離析。產(chǎn)生離析的原因很 多，例如地產(chǎn)材料控制不嚴，變異大，受石場加工能力不穩(wěn)定影響； 外購材料 的變化，受場地堆料方式

3、、堆料過高影響等。施工工藝和操 作方式不當將 產(chǎn)生嚴重的離析，停機待料、梯形攤鋪速度差，搭接寬 度控制不當，過快 收斗和不及時碾壓等均屬于不合理工藝。不規(guī)則離 析，往往是施工工藝造 成的，而規(guī)則離析，大多是由于攤鋪機的性能 所決定的。從近幾年瀝青混凝土路面施工的過程看，拌和樓和攤鋪機質(zhì)量的好壞 為瀝 青混凝土路面離析的主要原因。 攤鋪離析目前在路面施工中是最 難控制的， 為此國內(nèi)外均試圖從攤鋪機的改造入手，目前國外機型主 要有 Super21002C（Vogle）, ingersoll2randABG52 § 國內(nèi)也有同類產(chǎn)品 , 陜西 中大公司研制了 DT1400型大功率攤鋪機，這

4、些改進型設備為解決路面攤鋪離析和提高平整度提供了可能。2 攤鋪機械控制離析原理2. 1 攤鋪機械的缺陷 目前的攤鋪機原理，對物料的輸送和分布由通過刮板輸送和螺旋分料 器兩 個環(huán)節(jié)組成。刮板是一種平移式分層輸料裝置，對物料不會產(chǎn)生 新的攪拌 混合作用，因而對前幾道工序產(chǎn)生的物料物理和溫度離析不 能改善。為此， 近幾年來興起在攤鋪機前加置物料轉(zhuǎn)運車的工藝進行 嘗試，通過其保溫、 加熱、攪拌等作用使混合料溫度和物理離析得到 有效改善。對攤鋪機白身 而言，改善離析和提高攤鋪平整度的作用， 主要通過螺旋分料器的結構以 及運動學參數(shù)設計來實現(xiàn)。級配混合料（包括基礎和面層）中的內(nèi)摩擦力作用以及物料與輸料螺

5、旋之 間的外摩擦力作用影響著螺旋的輸料和二次攪拌（拌和機為一次 攪拌）的 效果，合理的攤鋪機螺旋分料器應具有良好的攪拌物料的能 力，使前期工 序產(chǎn)生的物料離析得到有效改善，同時滿足攤鋪寬度上 不同部位所需物料 量，使平整度得到保證的綜合功能。這就是螺旋分 料器設計的最終要求， 也是攤鋪機提高性能的合理途徑。目前，多數(shù)小功率攤鋪機的實際情況是，物料的內(nèi)、外摩擦力作用造 成大 粒料容易被送往螺旋分料器兩側(cè)，攤鋪寬度增大則離析加重。主 要原因在 于，其螺旋分料器工作參數(shù)設定存在缺陷，強調(diào)物料輸料高 度位于螺旋分 料器中心上方葉片直徑 2/3 處為宜，由于螺旋分料器內(nèi)料 位較低，需要較 高的工作轉(zhuǎn)速才

6、能滿足輸料量（高達 100r/min 左右， 甚至更高） 要求，在調(diào)整拋撒、 快速推移運動中， 不同粒徑物料再次 離析。 這種思想的實質(zhì)是沿用了傳統(tǒng)的螺旋設計理論，即螺旋分料器 的主要功能 是均勻輸料和布料，而未能賦予螺旋分料器二次攪拌功能 以改善前期工序 產(chǎn)生的物理和溫度離析。2. 2 大功率攤鋪機離析控制機理大功率攤鋪機（功率160kW以上，最大攤鋪寬度16m,最大攤鋪厚度 500mm的設計理論就是，通過具有二次攪拌以改善離析與均勻輸料 和布 料綜合功能的抗離析、大生產(chǎn)率螺旋裝置設計，輔以整機與螺旋 驅(qū)動大功 率配置，實現(xiàn)單機大寬幅、大厚度、抗離析一次成型攤鋪作 業(yè)，改善離 析，改善雙機并

7、幅攤鋪接縫離析。其主要特點為：增大螺 旋輸料能力，降 低螺旋驅(qū)動轉(zhuǎn)速，增加螺旋二次攪拌功能，減小螺旋 起動工作的沖擊和加 速度使之平穩(wěn)緩慢起動。（1） 物料滿埋螺旋工作這是增大輸料能力，降低螺旋轉(zhuǎn)速，增加二次攪拌作用，避免橫向離 析的 關鍵，也是一種新理念。提高刮板和螺旋料位傳感器料位控制點，是實現(xiàn)這一理念的外部形式，其內(nèi)在實質(zhì)是：加大螺旋的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩， 并改變驅(qū)動 器方案。改變常規(guī)攤鋪機采用高速軸向柱塞馬達加減速機 的傳動方案，直 接采用低速徑向柱塞大扭矩馬達驅(qū)動，并且將常規(guī)攤 鋪機 700ml/r 左右的 馬達等效排量增加到 1300ml/r, 轉(zhuǎn)矩和功率與ABG-423相比增加了一倍。物料

8、滿埋螺旋將轉(zhuǎn)速降低到 80? 90r/min或以 下，有效防止大顆粒物料隨輸送距離增大而運動加劇的橫向離析， 同時由 于螺旋埋于物料底部而增加二次攪拌效果，改善前期工序產(chǎn)生 的溫度與物 理離析。低速大扭矩馬達除可滿足物料滿埋螺旋需要更大驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的要求外， 還由 于這種馬達具有起動效率高，帶載起動能力強，起動平穩(wěn)的優(yōu)點，可以避免高速馬達加減速機由于起動效率低，在頻繁間斷工況下產(chǎn)生 的沖擊起動 現(xiàn)象，減小了物料的沖擊推揚離析。物料滿埋螺旋，增大 輸料量并增加螺 旋驅(qū)動能力還為大厚度一次成型攤鋪基礎材料提供了 可能性。(2) 采用變徑螺旋設計。 攤鋪機的螺旋分料器是一種半開放式的結構，與通常的封閉式螺旋輸 料器 將物料全部輸送情況不同的是，它在分輸料過程中一邊卸料一邊 輸料，最 終將物料均勻地布送于熨平板的整個幅寬上。因此，不同位 置的螺旋應有 不同的輸料能力，這要求螺旋分料器應有適應這一性能 要求的不同升角或直徑。變升角設計有制造困難、互換性差、且攪拌不均的缺陷，DT1400采用變徑螺旋