張培元

（貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,貴州 貴陽(yáng) 550001）

0 引言

瀝青路面有平整、低噪聲、耐磨的優(yōu)勢(shì)，且維護(hù)成本低，因此得到了大部分的道路設(shè)計(jì)人員的認(rèn)可。道路機(jī)械化建設(shè)是當(dāng)前路橋建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，對(duì)完善國(guó)內(nèi)道路交通路網(wǎng)具有重要意義[1-3]?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)高等級(jí)公路的施工中，已有明確的技術(shù)規(guī)范。因此，公路項(xiàng)目推進(jìn)階段，參建單位根據(jù)道路等級(jí)、項(xiàng)目規(guī)模等合理選用瀝青路面施工設(shè)備，是保證項(xiàng)目中標(biāo)，提升道路建設(shè)質(zhì)量、建設(shè)效率，降低工程成本的關(guān)鍵控制點(diǎn)[4-5]。

1 工程概況

某公路工程項(xiàng)目，全線長(zhǎng)40.6 km，累計(jì)需施工40.9 萬(wàn)余噸的瀝青混凝土路面。該工程處于山嶺地帶，地形起伏大，日夜溫差大，雨季明顯。項(xiàng)目的建設(shè)方式是 PPP+ ETC+政府投入。

2 瀝青路面攤鋪工藝與設(shè)備選型的基本原則

在瀝青路面施工中，攪拌、攤鋪設(shè)備的選擇與配置，首先要對(duì)其施工工藝有一定的認(rèn)識(shí)。具體的流程見圖1。

圖1 瀝青路面施工工藝流程

設(shè)備選型、配置原則：滿足機(jī)械化施工要求；機(jī)械設(shè)備要與建筑對(duì)象的特點(diǎn)、場(chǎng)地、規(guī)模相匹配，使工程機(jī)械的利用率最大化；機(jī)械設(shè)備具有安全、環(huán)境友好、科技先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)持久的特點(diǎn)。具體規(guī)定如下：

（1）符合施工場(chǎng)地條件的需求。不同道路建設(shè)項(xiàng)目施工場(chǎng)地氣候、地質(zhì)、水文、地貌等條件差異較大，必須根據(jù)擬建公路作業(yè)條件差異、工期控制要求、進(jìn)度節(jié)點(diǎn)要求、工程規(guī)模等，配置合適的瀝青道路施工設(shè)備，確保道路建設(shè)進(jìn)度、成本、質(zhì)量等符合項(xiàng)目控制要求。

（2）安全可靠。工程設(shè)備安全性能是設(shè)備選型的核心指標(biāo)，可降低施工事故發(fā)生可能；設(shè)備可靠性關(guān)乎設(shè)備工作穩(wěn)定性、技術(shù)可靠性，瀝青混凝土路面技術(shù)要求較高，選用性能可靠的瀝青混凝土拌和、攤鋪設(shè)備是保障道路建設(shè)質(zhì)量的前提。

（3）經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)良。公路建設(shè)成本控制是工程管理的重要內(nèi)容，故項(xiàng)目建設(shè)階段必須正確把握設(shè)備成本、工程規(guī)模間的關(guān)系；其次，要正確搭配專用設(shè)備、通用設(shè)備，兼顧機(jī)械的普適性與專業(yè)化，力求在技術(shù)性能允許的前提下，選擇最具經(jīng)濟(jì)性的機(jī)具組合方案。

3 攪拌設(shè)備選型配置

3.1 攪拌設(shè)備的選型

瀝青混凝土攪拌機(jī)是一種大規(guī)模生產(chǎn)瀝青混凝土的成套設(shè)備，常用的瀝青混凝土攪拌設(shè)備按攪拌方式可分為強(qiáng)制攪拌間歇式和連續(xù)式兩種，按瀝青混凝土生產(chǎn)能力不同，可分為大型瀝青混凝土攪拌機(jī)（≥400 t/h）、中型瀝青混凝土攪拌機(jī)（40～400 t/h），小型瀝青混凝土攪拌機(jī)（＜40 t/h）三種類型[6-7]。

攪拌設(shè)備是瀝青路面施工設(shè)備的首要設(shè)備，其類型的選定，直接關(guān)系到瀝青混凝土攤鋪設(shè)備的選擇，以及施工工藝參數(shù)的設(shè)定。且同步影響碾壓設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備的選型和配置。

3.2 拌和設(shè)備選型關(guān)鍵注意事項(xiàng)

（1）項(xiàng)目施工階段選用的拌和設(shè)備，必須能夠適應(yīng)工程的特點(diǎn)，包括場(chǎng)地的大小和交通情況，并使設(shè)備的性能得到最大程度的發(fā)揮，滿足結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及其他質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（2）所選擇的施工設(shè)備，需具有先進(jìn)的技術(shù)水平，能夠滿足工程需要、結(jié)構(gòu)先進(jìn)、性能穩(wěn)定可靠。 需使購(gòu)置、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用相對(duì)低廉、能耗低。合理的能耗方式是設(shè)備運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性的關(guān)鍵。

（3）生產(chǎn)率是指根據(jù)合同的工期和工程數(shù)量，計(jì)算出攪拌設(shè)備的生產(chǎn)能力。理論生產(chǎn)力的計(jì)算方法如下：在工程實(shí)踐中，選取理論計(jì)算值的80%～90%作為其實(shí)際代表性，可以更好地反映工程的實(shí)際情況。

（4）間歇式設(shè)備生產(chǎn)能力的計(jì)算公式：

式中，n——每小時(shí)拌制份數(shù)；Gj——每拌和料的量（kg）；KB——時(shí)間利用率基準(zhǔn)系數(shù)，取值0.80～0.90。

式中，t1——攪拌機(jī)的進(jìn)料時(shí)間（min）；t2——混合料攪拌時(shí)間（min）；t3——成品的卸料時(shí)間（min）。

（5）連續(xù)式設(shè)備生產(chǎn)能力計(jì)算式：

式中，t——攪拌時(shí)間（混合料在攪拌機(jī)內(nèi)拌和時(shí)間，min）；Gl——攪拌器內(nèi)料的重量（kg）。

3.3 攪拌設(shè)備選址與布設(shè)

瀝青路面施工階段，瀝青混合料拌和站選擇及整體布置對(duì)項(xiàng)目的順利展開有十分重要的影響，其選擇是否合理，將直接或間接地影響各類原材料的進(jìn)場(chǎng)及混合料運(yùn)輸?shù)谋憬菪浴?/p>

（1）攪拌站的選址：綜合考慮工程規(guī)模、原材料供應(yīng)能力、運(yùn)輸能力、線路條件、生產(chǎn)能力等，尋求最優(yōu)選址方案，以最短運(yùn)輸距離、最小運(yùn)輸時(shí)間為控制目標(biāo)，降低混合料運(yùn)輸過(guò)程中的溫度損失。

（2）攪拌設(shè)備的布置：根據(jù)設(shè)備尺寸、場(chǎng)地條件等，合理配置拌和設(shè)備、規(guī)劃場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸路線和原材料存儲(chǔ)空間，最大化利用場(chǎng)地。

（3）設(shè)備地基應(yīng)考慮到風(fēng)險(xiǎn)因素，例如滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，并與高壓電纜保持一定的安全距離。

3.4 錯(cuò)誤選型配置導(dǎo)致的后果

攪拌設(shè)備的選擇，要經(jīng)過(guò)以往經(jīng)驗(yàn)及理論計(jì)算來(lái)確定，選擇的合理與否直接關(guān)系到項(xiàng)目能否按時(shí)、保量、高效。選擇不當(dāng)會(huì)造成以下結(jié)果：

（1）延遲合同工期。瀝青拌和設(shè)備配置與工期要求不匹配，混合料拌制、供應(yīng)不及時(shí)，不能按時(shí)完工，導(dǎo)致工程進(jìn)度滯后。

（2）生產(chǎn)成本增加。拌和設(shè)備選型不合理，混合料拌制能力過(guò)高或過(guò)低，均會(huì)造成材料、設(shè)備等資源浪費(fèi)，增加生產(chǎn)成本。

（3）不匹配的攪拌設(shè)備，會(huì)影響混合料的質(zhì)量，選用適當(dāng)?shù)臋C(jī)械設(shè)備，以確保高等級(jí)公路的施工質(zhì)量。

（4）拌和設(shè)備選型不合理，會(huì)使道路整體質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。拌和設(shè)備配置不合理，拌制混合料品質(zhì)忽高忽低，質(zhì)量不穩(wěn)定，影響路面鋪筑質(zhì)量。

4 攤鋪設(shè)備選型配置

4.1 攤鋪設(shè)備的選型

瀝青路面攤鋪工序控制、攤鋪設(shè)備工作穩(wěn)定性是影響瀝青路面攤鋪質(zhì)量的關(guān)鍵因素[8]。

（1）根據(jù)瀝青路面攤鋪設(shè)備行走方式不同，可分為自行式攤鋪設(shè)備、拖式攤鋪設(shè)備兩種類型。自行式攤鋪設(shè)備有履帶式、輪胎式、復(fù)合式三大類。瀝青路面攤鋪質(zhì)量控制以平整度控制為主。攤鋪設(shè)備的性能指標(biāo)主要有：熨平板剛度、振搗系統(tǒng)振搗力度、振搗頻率、襯板性能、底板性能等。

（2）設(shè)備作業(yè)能力是衡量設(shè)備性能的核心指標(biāo)，設(shè)備最大攤鋪寬度決定了攤鋪設(shè)備作業(yè)能力，根據(jù)其攤鋪寬度，可以劃分為3.6～4.0 m、4.0～6.0 m、6.0～10.0 m、

10.0 ～12.0 m。

（3）選用的攤鋪機(jī)應(yīng)具有恒速、穩(wěn)定、連續(xù)作業(yè)能力，攤鋪連續(xù)性、穩(wěn)定性是保障道路攤鋪質(zhì)量的重要因素。即道路攤鋪質(zhì)量除受到基層質(zhì)量、混合料質(zhì)量等外部因素影響外，攤鋪設(shè)備性能是影響路面鋪筑質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

（4）應(yīng)依據(jù)項(xiàng)目工況，選擇適宜的瀝青混合料攤鋪設(shè)備。根據(jù)選定的瀝青混合料攤鋪設(shè)備，以局部工作面作為試驗(yàn)路段，初步確定瀝青路面機(jī)械的最小參數(shù)。依據(jù)設(shè)計(jì)的路面寬度和路面結(jié)構(gòu)，選用合適的施工方法，使所選用的機(jī)械設(shè)備型號(hào)更加精細(xì)。

（5）明確攤鋪設(shè)備作業(yè)參數(shù)，即攤鋪速度、寬度等：

1）選擇攤鋪機(jī)時(shí)，必須根據(jù)擬建道路寬度、厚度等，選擇穩(wěn)定性高、技術(shù)狀況良好的攤鋪設(shè)備。設(shè)備作業(yè)參數(shù)、配置臺(tái)數(shù)等與工程規(guī)模、混合料拌制能力、運(yùn)輸能力相匹配。

2）可按以下公式計(jì)算瀝青混凝土攤鋪機(jī)的理論生產(chǎn)能力：

式中，h——鋪筑厚度（m）；B——攤鋪寬度（m）；υ0——攤鋪?zhàn)鳂I(yè)速度（m/h）；ρ——瀝青混凝土密度（t·m-3）；KB——時(shí)間利用率，其取值KB=0.750～0.950。

3）為了使攤鋪層壓實(shí)度、平整度達(dá)到要求，攤鋪機(jī)運(yùn)行前要準(zhǔn)確設(shè)置攤鋪設(shè)計(jì)值，運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)勻速進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，同時(shí)要防止外部的干擾，避免出現(xiàn)停機(jī)等料現(xiàn)象。

4）可按以下公式計(jì)算瀝青混合料攤鋪機(jī)的理論攤鋪速度：

式中，Qg——瀝青攪拌機(jī)的供料水平（t·h-1）；A——攤鋪路面結(jié)構(gòu)的斷面面積（m2）。

5）路面攤鋪寬度，通常會(huì)超出攤鋪機(jī)的寬度，因此必須采用梯隊(duì)攤鋪方案，才能達(dá)到路面寬度要求。在選定了攤鋪機(jī)的型號(hào)后，再按照攤鋪設(shè)備規(guī)格確定縱向攤鋪的次數(shù)、每臺(tái)設(shè)備攤鋪寬度。

6）理論攤鋪厚度計(jì)算公式如下：

式中，B——路面寬度（m）；b——一臺(tái)攤鋪機(jī)熨平板的總攤鋪寬度（m）；x——鄰近的攤鋪機(jī)重疊的寬度值。

（6）選擇好攤鋪機(jī)之后，需根據(jù)實(shí)際的線路參數(shù)、攤鋪機(jī)型號(hào)等，配置攤鋪設(shè)備作業(yè)組合，防止線路縱坡過(guò)大，影響攤鋪效率延誤工期。

4.2 錯(cuò)誤選型配置帶來(lái)的后果

瀝青混合料拌和、攤鋪、碾壓是影響瀝青路面施工質(zhì)量好壞的三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。攤鋪方案、攤鋪技術(shù)不斷發(fā)展，選擇合適的方式，可以保證攤鋪機(jī)的作業(yè)質(zhì)量，為后續(xù)碾壓作業(yè)提供便利，提升道路施工效率及整體質(zhì)量。攤鋪設(shè)備選型、配置不合理，不僅直接影響施工效率，路面工程的整體質(zhì)量也難以保障[9-10]。

（1）攤鋪機(jī)選型及配置不適當(dāng)，會(huì)造成攪拌設(shè)備能力的浪費(fèi)：瀝青拌和設(shè)備已正確配置后，若攤鋪機(jī)選擇不合理，將導(dǎo)致混合料拌和、攤鋪?zhàn)鳂I(yè)失調(diào)，影響拌和設(shè)備、攤鋪設(shè)備作業(yè)效率。

（2）攤鋪機(jī)選型及配置不適當(dāng)，會(huì)影響路面整體質(zhì)量達(dá)標(biāo)：瀝青路面的平整度指標(biāo)，直接關(guān)系到路面的行車舒適性，如果所選攤鋪機(jī)的寬度太大，則其平整度控制效果稍差，兩邊的碾壓性能下降，造成攤鋪斷面的半月形質(zhì)量病害，即中間低，兩邊高。所以在挑選攤鋪機(jī)型號(hào)時(shí)，一定要慎重地選取最適宜的寬度指標(biāo)。

（3）型號(hào)不同的攤鋪機(jī)，各自設(shè)備的性能差異較大：該高速公路采用ABG8620 型兩臺(tái)相同的攤鋪機(jī)，進(jìn)行聯(lián)合攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。施工階段發(fā)現(xiàn)該類型的攤鋪機(jī)會(huì)出現(xiàn)“自鎖”現(xiàn)象，這一弊端會(huì)使攤鋪機(jī)在停機(jī)并再啟動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致路面在0.5～2 m 的范圍內(nèi)出現(xiàn)凹陷，嚴(yán)重影響到路面平整度，但可以采取以下措施進(jìn)行質(zhì)量控制：

1）加強(qiáng)前后的聯(lián)動(dòng)性，盡量減少停頓；

2）停機(jī)必切除質(zhì)量缺陷部位，啟動(dòng)重點(diǎn)檢測(cè)局部質(zhì)量是否完全達(dá)標(biāo)，及時(shí)進(jìn)行質(zhì)量修復(fù)；

3）提高熨平板的加熱溫度，加大起步時(shí)的夯錘頻率；

4）密切關(guān)注施工現(xiàn)場(chǎng)細(xì)節(jié)、邊角、薄弱之處，并適時(shí)進(jìn)行人工補(bǔ)充。瀝青路面攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的許多細(xì)節(jié)，關(guān)系到項(xiàng)目整體的質(zhì)量，前期的設(shè)備選擇環(huán)節(jié)，要充分考慮到設(shè)計(jì)指標(biāo)及實(shí)際工況，這些對(duì)路面的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。

（4）攤鋪機(jī)選型及配置不適當(dāng)，會(huì)使成本增加，工期不能得到保障：選擇合適的攤鋪機(jī)械是確保高等級(jí)公路工程質(zhì)量與工期的關(guān)鍵，選擇不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致攤鋪機(jī)的效率降低，或者使其他設(shè)備適配性打折，從而影響道路施工的質(zhì)量和進(jìn)度。

5 結(jié)論

高等級(jí)瀝青混凝土路面施工，其施工機(jī)械的選型與配置十分關(guān)鍵，對(duì)項(xiàng)目投標(biāo)結(jié)果、合同履行進(jìn)度、道路施工質(zhì)量、成本控制等均具有重要影響。工程建設(shè)階段，根據(jù)工程建設(shè)規(guī)模、施工工況、技術(shù)性能要求、施工質(zhì)量影響因素等，選擇最適宜的路面施工機(jī)械，可最大化發(fā)揮設(shè)備效能，起到降本增效的效果?；谏鲜龇治?，提出以下幾點(diǎn)建議：

（1）重視招投標(biāo)階段的施工機(jī)械設(shè)備組合配置，確保所配置設(shè)備組合可最大化發(fā)揮各類設(shè)備效能，形成強(qiáng)有力的競(jìng)標(biāo)力量。

（2）項(xiàng)目合同期限是選擇設(shè)備的首要因素，根據(jù)工程規(guī)模和時(shí)間需求，計(jì)算出最低成本的瀝青混凝土攪拌設(shè)備要求即最低型號(hào)。

（3）綜合考慮瀝青攪拌機(jī)的生產(chǎn)能力，根據(jù)公路設(shè)計(jì)寬度參數(shù)，選擇適合的攤鋪機(jī)械。結(jié)合道路設(shè)計(jì)參數(shù)，拌和設(shè)備、攤鋪設(shè)備數(shù)量、規(guī)格，試驗(yàn)路段試驗(yàn)數(shù)據(jù)等，優(yōu)化施工機(jī)具配置。

（4）高速公路建設(shè)項(xiàng)目作為一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，其質(zhì)量控制、工期要求高，各類設(shè)備性能均會(huì)不同程度影響道路施工整體效率、質(zhì)量，因此，建設(shè)單位必須選用最佳機(jī)械組合，在保證道路建設(shè)質(zhì)量、工期控制要求的前提下，盡量降低工程成本，才能為企業(yè)創(chuàng)造收益，促進(jìn)企業(yè)健康發(fā)展。