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沥青混凝土摊铺机自动找平梁的原理分析及运用摘要：本文通过对沥青混凝土摊铺机自动找平梁结构及原理分析，联系实践经验提出其运用技巧，为高等级公路路面施工中的平整度控制提供借鉴意义，也为国内有关机械厂家提供一个建议。关键词：摊铺机找平梁原理分析运用平整度是评价高等级公路使用质量的一个重要参数，因此平整度控制也是路面施工控制中的一个重要环节。良好的平整度水平，来自于：①基底和各结构层的稳定性，无突变的、不均匀的沉降；②各结构层本身连续、均衡的压实度和平整度水平，较小的变异性；③施工工艺中，基准面的设定，沥青混凝土的拌和、摊铺、碾压，以及接缝处理等，各个环节的精细操作。其中，如何在路面施工过程中，为摊铺机行走提供一个准确的平整度参照系，是达到良好的平整度水平的先决条件之一。1规范要求及施工中规定(1)根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032-94)规定，“用于铺筑高速公路和一级公路的沥青混凝土摊铺机应……：具有自动或者半自动方式调节摊铺厚度及找平的装置……”。“摊铺机自动找平时，中、下面层宜采用一侧钢丝绳引导的高程控制方式。表面层宜采用摊铺层前后保持相同高差的雪橇式摊铺厚度控制方式……”。沈大和京津塘等高速公路也正是按此程序控制的。(2)美国沥青协会《路面铺装手册》中提出，如果下面层已经非常接近容许误差，走雪撬也可以提供出光滑的面层。在沪宁高速公路的路面施工实践中，通过详尽的调查分析和比较后，认为：在高等级公路施工中，及采用进口摊铺机械的情况下，摊最度较为容易控制；而高程误差经底基层、基层、下面层施工，已相对消除，对于中、上面层，平整度要求成为主要控制因素，高程要求相对次要；再之，一侧钢丝绳的引导对于灵敏度相对较高的进口摊铺机械来说，当然是不够的。(3)因此建议各路面施工单位：一般情况下，对于全幅摊铺的摊铺机，只在基层上层和下面层摊铺时采用两侧钢丝绳引导控制方式，而中、上面层均可采用悬浮式基准梁的等厚度控制方式(即走雪撬)。这样的施工控制方法，不仅来源于实践，而且基于以下分析。2原理分析(1)采用钢丝绳引导的高程控制方式，按有关规定，应采用直径2～2.5mm的钢丝绳，200m为一段，立杆间距10m，张紧力需800～1000N。假设钢丝绳的张紧力无限大，测量设定的铁立杆上标高绝对准确，则由路线两侧钢丝绳提供的基准面将是上一面层的绝对标准面。但是，实际施工过程中，钢丝绳上所受的张紧力不可能无限大，而且因两侧路缘带上底基层、基层已硬化成型，承受张紧力的拉力支撑杆难以设置，规定800～1000N的张紧力也不能保证；再加上路面摊铺一天的工作量在1～2km甚至更多，其每天两条钢丝绳的测设任务相当艰巨；另外摊铺机行走过程中引发的钢丝绳振动难以消除，人为的触、碰及破坏更是难以避免，甚至可能发生因摊铺机方向走偏，熨平板刮挤拉线桩的情况，使以钢丝绳引导的高程控制方式的准确性大打折扣。(2)采用以雪撬式控制摊铺厚度的方式，是以下一面层为基准面，在摊铺机行走过程中，尽力减小其传递到上一面层的波动及突变误差，以达到上一面层良好的平整度的目的。其原理类似于杠杆，即将杠杆的支点安置于受外界因素影响较小的新摊铺层上，而下一层次的许多不平整因素被梁体结构分解、缩小若干倍，使传感器得到一个相对稳定或波动幅度较小的控制信号。与上一方法比较，在下一层次的平整度良好的前提下，走雪撬的方法显然优于钢丝绳控制方法。(3)国外产的摊铺机均配有自动找平梁这一配件，但是因其价格高(约人民币35万元左右，如美国BLOWKNOX公司的浮动找平装置，售价34万元)，且原理简单，所以沪宁高速公路路面施工单位大都采用自己加工生产的自动找平梁。沥青混凝土摊铺机自动找平梁的原理分析及运用来自:书签论文网3结构分析从其结构看，单片自动找平梁主要由四个部分组成：一是前着地部分(轮式或雪橇板)，二是后着地部分(一般两组雪橇板)，三是前后的联接横梁，四是牵引横架。前三个部分中各结点均采用可任意旋转的轴联接。一般前着地部分至少由4组轮子(或雪橇板)组成，其中一个轮子若遇到高程的突变，传递到A点的高程变化仅为1/8，再传递到B点(摊铺机传感仪设置处)只有1/16甚至更小，如图2所示。即若遇到一颗2cm的石子，传递到摊铺机的反应装置时只有1～1.2mm，这对于摊铺机的平整度反应装置来说已微乎其微。各路面施工单位自行加工生产找平梁的过程中，也遇到各种问题，后经协调组织、相互学习取经，均取得了满意的效益。归结起来有以下几个技术要点：(1)第一部分前着地部分的轮组运转灵活，轮径一般40～50cm为宜，不宜太小，否则其稳定性不足；(2)第二部分后着地部分的雪橇板宜大，一般60cm×35cm有利于分散其承受的重量，应当注意，雪橇板上的支点应略向后置，使其在行走过程中不致栽头，向引起新铺路面上的深沟滑痕；(3)第三部分前后联接的横梁长度一般10～12m，刚度要大，但其重量变适中，因摊铺机的传感仪触头与横梁为线接触，横梁挠度的振动将引起传感仪上得到上下波动的信息；而且因其重量由前后两个着地点承担，特别是后着地部分，若承担的份量过重，对已铺新路面的平整度不利；(4)第四部分牵引装置为一横架，其连接摊铺机侧壁和找平梁的前端主体，在摊铺机行车过程中与摊铺机形成一个整体，需要有良好的刚度，防止振动(摇荡)前进的情况发生；(5)就整体而言，整个自动找平梁的各结点及轮轴应摩擦力小，利于灵活运转；材料可选用轻质材料，若选用2～3mm厚的钢材加工成矩形截面梁体也可以，并且结构型式上参照桁架的设计方法，配以斜撑固定，加强其刚度，减少其中因自身振动引起的误差变化。根据以上原理分析，及各路面施工单位的实践，各施工单位自己加工生产了形式多样的自动找平梁，一般花费不到10万元人民币，其质量和使用效果却与国外产品相当，完全可以取代进口的配件，并且已在沪宁高速公路路面施工中取得了良好的效果。4结束语当然，如前所述，下一层次(基准层面)良好的平整度是其前提，沪宁高速公路路面底基层采用路拌石灰土，基层采用厂拌二灰碎石，以摊铺机铺筑，层层严格要求，至油路面下面层时，其平整度水平已大大优于规范要求，因此及时采用走雪橇式控制方法，使平整度水平又上新台阶。到上面层铺筑完毕，有83%的路面里程平整度达到了＜0.7mm通过以上论述，可以为其它高等级公路路面施工中的平整度控制提供借鉴意义，也可以为国内有关公路机械厂家提供一个建议。浅谈沥青混凝土摊铺机造成的路面离析及对策随着公路施工技术的不断完善和质量要求的不断提高，沥青混凝土摊铺机在高速公路施工中的应用越来越广泛，占有的地位也越来越重要，因此沥青混凝土摊铺机在施工过程中对路面造成的离析现象也越来越受到重视。造成路面离析的种类成因有很多，由沥青混凝土摊铺机造成的路面离析种类主要有料斗离析、螺旋搅料离析、夯锤夯实离析、熨平板摊铺离析以及随机性离析等。本文就和大家结合工程施工实际来探讨如何在施工过程中控制沥青混凝土摊铺机造成的路面离析。1料斗离析料斗离析主要有颗粒离析和温度离析两种情况。1.1料斗颗粒离析料斗颗粒离析主要是由摊铺机料斗盛料引起的。因为运料车在将沥青混合料下卸到摊铺机料斗中时，粗颗粒热料下卸速度快，先在料斗两侧堆积，细颗粒热料下卸速度慢，随后才与粗颗粒热料混合，这就导致料斗两侧粗颗粒热料分布多，细颗粒热料分布少，甚至局部区域完全没有，当摊铺机收斗时能明显看出料斗两侧有很大的一部分热料是由粗颗粒热料组成而没有细颗粒热料的（如图1所示），摊铺完后就会在路面上形成规则的、间隔一致的翼状离析，特别是在摊铺机施工的中、下面层成型路面中料斗颗粒离析现象比较普遍。1.2料斗温度离析料斗温度离析主要是由摊铺机摊铺速度、摊铺时间及热料从运料车下卸到摊铺机料斗温度高低决定的。摊铺机摊铺速度过慢、摊铺时间过长，则热料在运料车上散发损失的热量就越多，从运料车下卸到摊铺机的温度就越低；同时，摊铺机料斗不同部位的热料料温也不一样，料斗中间的热料温度过高，两侧热料温度较低。研究表明，热料的温度离析会导致路面压实度不均匀，温度低的区域路面的空隙率较大、纹理深度也较大，这些区域的路面易出现早期损坏。1.3连续不间断摊铺工艺在施工中，工程人员通过施工经验积累，取得了一些解决料斗离析的办法，如连续不间断摊铺工艺：当摊铺机前一运料车热料摊铺完毕后，在进行料斗收斗控制的同时，后一运料车往摊铺机料斗口位置倒车，料斗收斗完成后立即放下，且注意观察粗颗粒热料的铺开位置，使其不要被刮料板带入摊铺机的料斗下料口路面上，关闭刮料板，等下一车热料倒入料斗内后再打开刮料板。这样一来，能有效控制路面翼状离析的形成，使料斗造成的路面离析现象得到有效控制。我处今年在大庆外环绥满7标施工过程中，摊铺机操作人员采用这种施工工艺有效的防治了摊铺机料斗造成的离析，其中：料斗颗粒离析降低90％，料斗温度离析降低30％，收到良好的改进效果。2螺旋搅料离析2.1螺旋搅料离析在施工过程中，由于单台摊铺机所装熨平板太多，使螺旋搅料距离过长，热料通过摊铺机根部的左右螺旋输送到摊铺机两侧，在螺旋搅料输送过程中，会产生摊铺机摊铺成型的成型路面中中间细颗粒热料过多，沥青含量大、粗颗粒热料少，形成一种细料带状路面，严重时产生“油条”路面；而摊铺机摊铺成型的成型路面的两侧粗颗粒热料集中，细集料、沥青含量少，孔隙率较大，表面纹理很深（如图2所示）造成螺旋搅料边缘离析现象。这样一些区域细集料集中、孔隙效率小，会导致出现泛油和车辙；另一些区域粗集料集中、孔隙率过大，会导致路面水损坏。2.2采用双机摊铺工艺为解决单台摊铺机摊铺路面过宽，螺旋搅料距离过远，易产生螺旋搅料离析的毛病，现在有的招标单位施工技术规范中已要求采用双机摊铺工艺，使原来两根搅料螺旋变成四根，缩短螺旋搅料距离，使螺旋搅料更加均匀，摊铺成型后可有效消除路面两端的粗集料螺旋搅料边缘离析现象。我处在2005年南宁至友谊关国际高速公路南友2标和2006年大庆外环高速绥满7标（如图3所示）施工过程中，指挥部都明确要求采用双机摊铺工艺，来有效解决螺旋搅料边缘离析现象。施工经验表明采用双机摊铺工艺后，螺旋搅料边缘离析现象降低80％左右。2.3调节螺旋搅料系统调节摊铺机螺旋搅料系统也是路面施工中常用到调节摊铺机螺旋搅料系统也是路面施工中常用到的一项方法的一项方法，其具体措施有：（1）对螺旋前面挡料板的离地间隙进行调节，能减少粗颗粒热料向基层表面滚落，使摊铺层厚度方向上粒料均匀，以避免垂直方向上的离析；我处在大庆外环绥满7标施工过程中，指挥部采用哈工大专家组指导方案，对螺旋前挡料板加装橡胶板，使橡胶板最低离地间隙依次为：上面层7cm，中面层5cm，下面层3cm。（2）对螺旋送料器螺旋离地高度进行调节，可增快送料速度，降低粗集料螺旋搅料边缘离析现象。我处在大庆外环绥满7标施工过程中，指挥部采用哈工大专家组指导方案，对螺旋离地高度依次采用：上面层15cm，中面层12cm，下面层9cm。以上两项螺旋调节的方案施工经验表明：调节方案的实施取得了很好的效果，热料垂直方向上的离析和粗集料螺旋搅料边缘离析现象明显降低。3熨平板离析3.1熨平板离析熨平板离析主要发生在施工开始阶段前50m路面以内，表现为施工路面“麻点”多，带状条纹路面和粗颗粒热料多，有时会出现熨平板浮动装置整体下滑，出现使施工路面标高走低、厚度不够的严重后果。造成这一现象的主要原因是熨平板加热不均匀，加热时间太短，致使熨平板前部的夯锤把细颗粒热料粘在夯锤表面造成路面“麻点”多（这就是夯锤离析的主要现象，夯锤离析通常也可归属于熨平板离析的现象中）；还有熨平板低端面太凉、受热不均匀，导致低端面粘住一些含油量大的颗粒热料，边摊铺边刮伤路面造成带状条纹路面。熨平板离析可导致路面不美观，出现跳车现象，影响工程交工验收。3.2熨平板预热均匀摊铺机起车时因夯锤表面粘料和熨平板预热不均匀的原因会造成路面“麻点”多，带状条纹路面和标高走低等现象，施工人员通过工程施工经验积累，得出采用如下措施可以有效防治这些现象：（1）提前给熨平板加热，因加热时间够长而使熨平板温度达到施工要求，并使熨平板加热均匀。我处在大庆外环