公路工程机械化施工技术及机械选择
摘 要:随着科学技术的飞速进步和生产规模的逐步扩大,机械化设备在工程项目施工中的作用和地位越来越重要,可以说施工机械对于公路工程施工而言起着决定性作用。在今天的道路工程施工中,大规模的机械化施工取代了以往落后的施工方式,各种新设备、新材料和新工艺的不断应用为工程建设的质量和效率的提高奠定了动力基础,然而在各种新产品的应用之中难免会出现许多新的不安全和不确定因素,因此需要在施工中严格把握新的施工技术。本文就公路机械化施工的途径和管理措施进行阐述和分析。 关键词: 公路工程; 机械化施工; 科学管理结束语 引言:公路机械化施工具有保证施工质量、减轻劳动强度、加强建设速度、节约资金和降低成本的优势,与过去人力施工相比有着独特性。因此在施工的技术、组织和管理上都提出了更高的要求。公路施工过程中机械设备的安全直接关系到工程施工质量和每个劳动者的生命财产安全,关系着施工企业劳动生产率的提高和改革的顺利发展,同时也关系到工程企业的兴衰存亡。在工程施工中机械设备一旦投入使用,就相当于存在着一个不容忽视的安全问题,因此在工程施工中要做好安全防护工作,杜绝和减少事故的发生,创造好的经济效益。道路工程应用机械化施工,从第一道工序至最后一道工序全部用机械作业,形成了系统化的机械作业流程,从土石方开挖、运输、填筑、平整及压实,全部实现机械施工。这就需要在工程施工的过程中对各个机械化的控制和管理进行合理分配,使得在工程项目中紧密结合,形成系统安全的施工要求。 一、合理配备施工机械进行施工 结合实际施工条件,在施工的过程中采用先进的机械设备施工是提高施工效率和施工水平的主要方法,也是提高机械化施工水平的重要途径。现阶段公路工程建设的主要特点是工程量巨大、工程质量要求高、工艺复杂而且建设周期短,随着招投标制度在我国的不断实行,还要求企业在工程施工中注重经济效益, 因此以现代化生产方式的公路建设措施必然是今后公路建设的主要发展方向,而机械化作为实现公路现代化建设的基础,是公路建设事业发展的必然趋势。 二、装载机和挖掘机施工应用 (一)在施工过程中300m 以内运距的土石方开挖、运输、填筑或废土,采用铲运机施工比较合理。配备足够的铲运机施工,能降低施工成本,它将松土、铲土、运土、卸土及初平这几个工序溶为一起,是短距离土石方开挖、填筑的理想设备。一般有3 台组成一个机组比较合理。铲斗容量大能提高产值,平整采取1台推土机或1台平地机平整, 压实采用1~2台15 吨以内振动压路机。 (二)运距超过300m,开挖普通土、松土。采用装载机或挖掘机配备一定数量自卸车进行施工。关于所用自卸车的数量,应根据土石方调运的距离及施工道路的好坏而定,原则是只能汽车等机器装土,不能让装投设备熄火等待汽车,这样产量是提不上去的。另外在装法上, 即装载机和汽车如何配合好,是制约产量的一个方面,采取装载机直线装运比较合理。装载机在铲第一斗时,车辆进入预备状态,在装载机后退时,车辆就位,装载机立即跟上卸土,之后在装载机后退的过程中,车辆往前移一个车身,装载机前进铲土,完成一个循环。如此重复,可减轻操作手劳动强度, 提高单位时间内产量。挖掘机装土,车辆可停置装料,这种施工方法在挖掘机能施工的条件下应大力提倡,可减少设备投入,降低施工成本。 (三)运距超过300m,开挖硬土、风化石采用推土机松土,装载机配备一定数量自卸车进行施工,这种情况对推土机的施工要求较高,推土机松动后的场地应平整,便于装运料;松动的土应保证装载机装卸,保证产量。推土机在松动土时应有讲究,分层设平台进行工作, 一般取 20m 长一个台比较好,刀片吃土深度根据设备动力和刀片高度、宽度而定。松动土和推土是两个概念,松动土只需将硬土或风化石推松即可,没有必要往前推移很远,推土机前后移动距离过长,将会降低生产率,松动出少量土,造成大量机械停工待料,推移距离一般为10m 左右比较理想。 三、沥青混合料摊铺机与摊铺机组配置 沥青路面施工过程中所使用的工程机械主要有:摊铺机组、运输汽车、压实机械以及装载机等。摊铺机组的配置根据施工质量要求、搅拌机组的实际生产能力来确定,摊铺机组生产能力宜为搅拌机组生产能力的1.2~1.3倍。 (一)沥青混合料摊铺机技术性能 1.沥青混合料摊铺机必须具备左右独立液压驱动的履带式行走装置,摊铺速度具有恒速控制功能,输分料传动必须具备电液比例无级调速功能,且能具备全埋分料的传动能力,料位应采用超声波传感控制,熨平板必须具备使得预压密实度大于90%的振捣、振动压实机构,配有先进的自动调平装置。其技术性能除必须满足国家有关沥青混合料摊铺机标准外,还必须满足高速公路沥青路面热拌沥青混合料摊铺质量要求。沥青混合料摊铺机柴油机冷却系统、液压油冷却系统应具有良好的散热能力,能够保证摊铺机在50℃的高温环境下24h连续作业的要求。 2.沥青混合料摊铺机的摊铺速度、摊铺宽度、混合料摊铺厚度能适应工程实际需要。 3.沥青混合料经摊铺机摊铺后,路面平整度、密实度必须达到相应技术要求。 (二)沥青混合料摊铺机组配置方法 1.沥青混合料摊铺机组的配置以路面施工工艺规范要求和进度要求为依据。 2.沥青混凝土路面施工中,单台摊铺机的最大摊铺宽度不能超过8m。 3.沥青混合料摊铺机摊铺方式主要有单机全幅摊铺和多机并行梯状摊铺两种。 4.沥青混合料摊铺机摊铺方式选择如下: (1)沥青混合料摊铺机摊铺方式取决于所要摊铺的路面宽度。 (2)当所要摊铺的路面宽度B≤8m时,选用单机全幅摊铺作业方式,也可选用双机并行梯队摊铺方式。 (3)当所要摊铺的路面宽度8m 5.多机并行梯状摊铺时,相邻两台沥青混合料摊铺机之间的前后间距宜为10一30m,相邻两幅的摊铺重叠宽度宜为5~10cm。 6.沥青混合料摊铺机摊铺工作速度应介于2一6m/min之间,以2一4m/min为宜。 7.沥青混合料摊铺机多机并行梯状摊铺时,宜采用同一种型号的摊铺机,并在同一振捣、振动频率和振幅下进行联合作业。 8.沥青混凝土路面施工中,为保证沥青混合料摊铺机连续、稳定地进行摊铺作业摊铺机组实际摊铺速度应根据沥青混合料搅拌机组生产能力设定。 四、沥青混合料运输车辆与运输车组配置 (一)沥青混合料运输车辆技术性能 1.运输车辆的额定载重量不低于15t。 2.运输车辆的车厢以选用矩形平底类型为宜。 3.运输车辆在作业过程中,应具备相应的沥青混合料保温措施。 4.运输车辆转向、制动性能必须灵活可靠。 5.为保证沥青混合料摊铺机摊铺作业稳定,组成沥青混合料运输车组的车辆,应尽可能选用同一类型的自卸汽车。 6.为减少沥青混合料在运输过程中温度损失,并保证运输安全,在沥青混合料运输作业中,车辆应保持30一50km/h的中速行驶速度。 (二)沥青混合料运输车组配置 1.沥青混合料运输车组的运输能力由车组的单个运输力量(即运输车辆)组成。车组整体运输能力由沥青混合料搅拌机组的生产能力确定,并适当大于沥青混合料搅拌机组生产能力。在路面施工进入正常后,车组的运输力量应使搅拌机前等待装料和摊铺机前等待卸料的车辆排队数量保持在1~2辆。 2.在路面施工中,随着工况的变化,运输车组原来的运输能力会发生变化。这时必须根据新的工况,依据沥青混合料搅拌机组的生产能力,对运输车组的运输能力作出调整。调整的原则按上述进行。 (三)施工工艺与技术要求 施工方法通常采用搅拌站集中搅拌、自卸车运输(成品料运输状况良好,运料速度可达30一50kn岁h)、两台摊铺机联合摊铺、压路机碾压的机械化施工作业方式。 根据技术要求,混合料出场温度正常范围180℃月,超过190℃为废料。混合料运到现场温度不低于165℃,摊铺温度不低于160℃,低于140℃为废料。初压温度不低于150℃,复压最低温度为140℃,终压温度不低于130℃。另据实地气候调查,在正常施工情况下,成品料在运输过程中的温降系数可取0.3℃/min,在摊铺过程中的温降系数可取为0.5℃/min,在碾压过程中的温降系数可取为0.5℃/min。 五、压实机械与压实机组配置 (一)压实机械技术性能 1.压实机械的基本技术性能,除必须满足国家压实机械有关标准外,还必须满足高速公路沥青路面压实质量要求。 2.压实机械选型根据作业工序不同宜采用不同机械(见下表)。 3.采用振动压路机压实时,振动频率宜为35一50Hz,振幅宜为0.3~0.8mm,并根据混合料的种类、温度和层厚选用。 4.采用振动压路机时,沥青混合料铺层厚度小于6cm时,振幅选用低限;铺层厚度在6cm以上,振幅选用高限。各压实工序的振动频率、振幅,应根据沥青混合料性能、沥青混合料铺层厚度,由实验室和试验路试验结果确定。 5.各压实工序的碾压遍数、碾压速度可参照上表,根据试验路试验结果确定实际碾压遍数和碾压速度。 6.在满足压实质量要求的前提下,可提高压实机械的碾压速度,但必须满足设计要求。 7.压实机械初压、复压、终压阶段压实温度、压实重叠宽度必须符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF4O一2004)。 (二)压实机械机组配置 1.压实机械机组配置取决于沥青混合料摊铺层厚度和压实机械的压实能力。沥青混合料铺层厚度决定压路机的选型,如重量、振幅、振频;压实能力决定压实机械机组配置数量。 2.沥青混合料初压时,应采用双轮双轴轻型压路机或振动压路机(静压);沥青混合料在复压时,应采用双钢轮振动压路机、轮胎压路机或双轮双轴重型压路机;沥青混合料在终压时,应采用双钢轮振动压路机(静压)、轮胎压路机或双轮双轴轻型压路机。 3.各压实土序最短碾压长度在10℃时不能低于20m,随着环境温度的升高可适当增加,增加后的碾压段长度,以满足压实机械能在规范规定的压实温区范围内完成压实任务为宜。 4.不同压实工序中,相应压实机组在有效压实时间内的碾压工作量应大于摊铺机组在该时间内的摊铺量。 结束语 筑路机械设备使用的安全管理涉及方方面面,既有人的因素、机械因素, 还有环境因素, 是一个大的安全系统工程。 公路施工机械设备安全管理工作是机务管理工作中的重点, 是完成好生产任务的首要条件,只有做好安全管理工作,才能杜绝或减少事故的发生,才能保证施工的顺利进行,才能创造较好的经济效益。 参考文献: [1] 李怡漫 加强公路施工机械设备管理方法探讨[J] 黑龙江交通科技2010年11期 . [2] 李园园 耿巧枝 如何合理选择公路工程施工机械[J] 科技致富向导 2012. [3] 夏莹 公路施工机械的使用探讨[J] 科技创新导报 2008年10期. [4] 侯建斌浅谈如何做好公路施工机械的管理工作[J] 中国高新技术企业 2008年18期.