摘要：目前，石灰土基層路拌法施工中的石灰碼方、鋪灰多采用全部人工或人工碼方機械攤鋪的方式進行，其弊端是碼方及鋪灰持續(xù)時間長和個別路段灰劑量不足、不勻。易造成：（1）生石灰達不到規(guī)范要求的鈣鎂含量，使得離子交換和結(jié)晶硬化作用降低，影響穩(wěn)定性、強度及荷載分布能力；（2）受施工季節(jié)等天氣影響較多，造成熟石灰受雨澆淋引起鈣鎂流失；（3）易受到天氣等外界因素的干擾延長工程。因此，需要一種新的工藝來改變老的路拌法施工中的碼方、鋪灰造成的缺陷，2019年、2021年河口區(qū)分別在X023河民路、X006河仙路及河口區(qū)暢通工程中的X028北外環(huán)西延等改造工程的石灰土基層施工中，采用一定輔助人工一種公路石灰土基層施工快速鋪灰裝置很好地達到了石灰用量準確，鈣鎂流失少，縮短工期，減少揚灰，抗天氣干擾能力強，及時快速拌和、壓實和工程優(yōu)良的目的。

關(guān)鍵詞：公路；石灰土基層施工；快速鋪灰；裝置

中圖分類號：U416.1+1""""""""""""""""""""""""""" 文獻標識碼：A""""""""""""""""""""""""""""nbsp;""""" 文章編號：1673-6478（2023）02-0156-04

Research on a Quick Ash Spreading Device Based on a Highway Lime?Soil Base Construction

NIU Xiangdong NIU Yuzhe

（1. Dongying Hekou Transportation Bureau， Dongying Shandong 257200， China;2. Dongying Sunshine Environmental Technology Co.， Ltd.， Dongying Shandong 257092， China）

Abstract： At present， lime code and ash spreading in lime soil base road mix construction are mostly carried out by manual or manual code and mechanical spreading. Its disadvantages are long duration of lime code and ash spreading and insufficient and uneven ash dose in some sections， which are easy to cause that： （1） the calcium and magnesium content of quicklime can not meet the requirements of the specification， so that the ion exchange and crystallization hardening effect is reduced， affecting the stability， strength and load distribution ability; （2） due to the influence of weather such as construction season， calcium and magnesium loss is caused by rain pouring of hydrated lime; （3） susceptible to the interference of weather and other external factors to extend the project. Therefore， a new process is needed to change the defects caused by the code and ash in the old road mixing method construction. In 2019 and 2021， Hekou District is respectively in the lime soil base construction of X023 Hemin Road， X006 Hexian Road and X028 North outer ring West Extension of the reconstruction project in Hekou District. The application of some auxiliary manual and a kind of highway lime?soil base construction rapid ash laying device can achieve the purpose of accurate lime dosage， less loss of calcium and magnesium， shortening the construction period， reducing ash raising， strong ability to resist weather interference， timely and rapid mixing， compaction and excellent engineering.

Key words： highway; lime soil base construction; fast ash spreading; device

0 引言

石灰土基層是公路路面基層施工中最基礎(chǔ)的墊層，其具有的較高抗壓強度、較好的水穩(wěn)定性和隨齡期增長而增長的強度特性、造價低廉等優(yōu)點，在我國公路建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用。當前公路石灰土基層路拌法施工中的路用石灰碼方和攤鋪分為人工碼方攤鋪和人工碼方機械攤鋪兩種方式實施。人工碼灰攤鋪首先計算每平方米熟石灰用量后再計算確定每車卸放位置，并施劃石灰土基層鋪灰邊線，在熟石灰運輸時必須確保每車裝料數(shù)量基本相等，避免有的路段熟石灰不夠或過多，由此造成調(diào)灰?guī)砣斯ず蜁r間的浪費，因此，作業(yè)施工時間較長也致使影響質(zhì)量的人為因素產(chǎn)生，再者，石灰土基層施工大都在氣溫較高的季節(jié)實施，受天氣因素影響較多，碼方、攤鋪、拌合都極有可能在雨中實施，從而造成熟石灰受雨澆淋后引起的鈣鎂流失，影響石灰土基層的整體強度和穩(wěn)定性能。人工碼灰機械攤鋪雖然能在一定程度上加快施工進度，但也存在有可能在攤鋪時造成每平方米灰劑量的嚴重不均以及帶來揚灰等環(huán)境污染的問題。針對目前施工中存在的碼方量不足、攤鋪不勻、遇雨鈣鎂流失、污染環(huán)境、工期延長的問題，采用一種石灰土基層施工用灰快速鋪灰裝置就能把完全人工碼方攤鋪或人工碼方機械攤鋪的施工改為機械一體完成，通過卸料、送料、前進、出料過程實現(xiàn)熟石灰的按量均勻攤鋪，滿足石灰土基層石灰用量準確度高、鈣鎂流失少、縮短工期、減少揚灰、抗天氣干擾能力強和及時快速拌和、壓實的要求，實現(xiàn)加快石灰土基層施工進度又確保整個工程質(zhì)量優(yōu)良，提升公路使用壽命的目的。

1 石灰土基層施工用灰快速鋪灰裝置的特點

1.1 技術(shù)原理

該快速鋪灰裝置利用裝載機提供前進動力和根據(jù)所需灰劑量設(shè)定的出料口高度作為攤鋪厚度控制裝置，其技術(shù)原理包括在儲料斗后方設(shè)置提供前進動力的裝載機，推動儲料斗實施石灰土基層施工用灰快速鋪灰。設(shè)備部件包括：儲料斗、自卸車料斗、推進用裝載機、儲料斗行進履帶、頂推滾輪、連接臂、出料口、升降器、螺旋布料器、履帶驅(qū)動輪、儲料斗立柱、橫撐、刻度尺、固定用螺銷、鋼網(wǎng)篩、C型老虎卡掛鉤、壓配式輪胎及鋼圈壓配式輪胎方向控制桿。工作原理包括：（1）利用裝載機發(fā)展技術(shù)成熟且能持久保持工作狀態(tài)的特性以及鋼柱[1]連接臂的高強度等指標性能，在實施攤鋪時通過連接臂為儲料斗兩側(cè)的履帶行進提供動力支持；（2）利用扁鋼[2]的高強度抗彎曲性能以及鋼板[3]的單側(cè)加勁肋有效抗彎剛度和有效寬度的抗剪切變形的特性，共同圍成前、后、左、右四面的抗變形儲料斗；（3）利用絲杠手動升降器[4]具有的定位穩(wěn)定、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、使用靈活、傳動效率高、使用壽命長等特點，依據(jù)所需灰劑量通過調(diào)節(jié)絲杠手動升降器來調(diào)整熟石灰出料口高度；（4）利用螺旋布料器能防止熟石灰在儲料斗內(nèi)出現(xiàn)跳躍運動造成紊流現(xiàn)象的特性，通過螺旋布料器及時將熟石灰從儲料斗中旋轉(zhuǎn)到出料口；（5）利用鋼圈壓配式輪胎[5]的抓地性強、剎車性能優(yōu)良、重心低、能耗低、耐刺破、經(jīng)濟實用的特性，通過與方向控制桿的連接調(diào)整攤鋪設(shè)備的方向；（6）設(shè)置于儲料斗前端的頂推滾輪，能實現(xiàn)攤鋪熟石灰時與自卸車車輪同步轉(zhuǎn)動，完成正常的施工作業(yè)；（7）?充分利用橡膠履帶所具有的良好抓地性能以及排土性、耐久性優(yōu)異的優(yōu)點，在通過裝載機提供的前進動力時減少能量損失，保障為布料器提供最大的旋轉(zhuǎn)動能。因此，該技術(shù)能夠把機械式定量控制方法和人工輔助方法結(jié)合起來，滿足熟石灰劑量精度高、快捷、無遺漏以及抗外部干擾和施工進度快的要求。通過2019年、2021年的X023河民路改造工程、河口區(qū)暢通工程中的北外環(huán)西延改造工程的使用，其效果得到了驗證。該裝置平面布置圖如圖1所示。

1.2 技術(shù)安全可行

提供推進動力的部分采用技術(shù)成熟且能持久保持工作狀態(tài)的裝載機，既能在石灰土基層施工時實施鋪灰作業(yè)，也能在其他時段進行公路工程施工中的鏟運物料等輔助工作，達到一機多用、節(jié)約成本的目的；臨時儲存的儲料斗由高強度抗彎曲性能的扁鋼組成的框架及焊接在框架外側(cè)的具有在有效寬度內(nèi)抗剪切變形特性的鋼板圍成，使儲料斗具有較好耐腐蝕性能和抗變形能力，有利于提高設(shè)備使用壽命；施工中螺旋布料器[6]通過葉片的旋轉(zhuǎn)將石灰輸送到出料口，裝載機在推動儲料斗前進的同時也能迫使熟石灰到達出料口，避免了熟石灰攤鋪不到位或攤鋪不均勻；為防止熟石灰在儲料斗內(nèi)出現(xiàn)跳躍運動而引起紊流現(xiàn)象，螺旋布料器設(shè)置于儲料斗側(cè)壁后端向前1/4、高2/3位置處；儲料斗左右兩側(cè)設(shè)有行走用橡膠履帶[7]，既能起到穩(wěn)定出料口高度的作用又能充分利用其良好的抓地性、排土性及耐久性保證設(shè)備按路線正常前進；螺旋布料器的端部通過齒輪與固定在儲料斗左右兩側(cè)立柱上履帶的齒輪相咬合，通過履帶齒輪帶動布料器工作，完成熟石灰的輸送；焊接在儲料斗橫撐上的C型老虎卡掛鉤將鋼絲網(wǎng)牢牢鎖住，使得自卸車送來的熟石灰卸進儲料斗時都經(jīng)過鋼絲網(wǎng)的過濾，達到用灰規(guī)格符合規(guī)范要求。選用山東臨工工程機械股份有限公司生產(chǎn)的L916輪式裝載機，用于2019年的河民路改造工程、河仙路改造工程以及新義路等改造工程的石灰土基層施工中，其石灰用量準確度高、工期短、產(chǎn)生揚灰少、抗天氣干擾能力強，并且能及時快速拌和、壓實。對于三種不同工藝的碼方、鋪灰進行了統(tǒng)計，結(jié)果如表1～表3所示。

1.3 布局合理

設(shè)置在儲料斗上端的鋼絲網(wǎng)能通過焊接在儲料斗橫撐上的C型老虎卡掛鉤將其牢牢鎖住，其作用在于：（1）能夠?qū)崿F(xiàn)自卸車送來的熟石灰卸到儲料斗時都經(jīng)過鋼絲網(wǎng)的過濾，使其規(guī)格達到符合規(guī)范要求；（2）C型老虎卡掛鉤將鋼絲網(wǎng)牢牢地鎖住，能夠避免因熟石灰接觸鋼絲網(wǎng)瞬間引起鋼絲網(wǎng)跳躍造成的安全隱患；（3）通過螺旋布料器端部齒輪與履帶齒輪咬合，既能通過更好的傳導動能實現(xiàn)布料器按照設(shè)計轉(zhuǎn)速輸送熟石灰，又能保證布料器的工作穩(wěn)定；通過設(shè)置于儲料斗立柱上的絲杠手動升降器的轉(zhuǎn)動，根據(jù)所需灰劑量計算攤鋪厚度和出料口刻度尺標注的位置調(diào)節(jié)出料口高度，實現(xiàn)石灰用量準確度高、減少揚灰和快速施工的目的。

1.4 設(shè)備安全可靠

采用的動力裝置?裝載機，其發(fā)展技術(shù)成熟，能持久保持工作狀態(tài)，既能實施鋪灰作業(yè)又能實施施工中的物料鏟運等輔助工作；制作儲料斗的立柱、橫撐用扁鋼、鋼板以及所屬鋼網(wǎng)篩、C型老虎卡掛鉤等構(gòu)件，其高強度抗彎曲性能以及單側(cè)加勁肋有效抗彎剛度和有效寬度的抗剪切變形的特性，使其具有很好的抗變形性能，延長設(shè)備使用壽命；安裝在儲料斗前端的頂推滾輪根據(jù)《瀝青混凝土攤鋪機頂推滾輪》（JB/T 5955—1991）標準，能夠確保正常攤鋪作業(yè)。

2 石灰土基層施工用灰快速鋪灰裝置的技術(shù)優(yōu)點

2.1 用量準確度高

熟石灰攤鋪時只要根據(jù)灰劑量計算的攤鋪厚度，調(diào)節(jié)絲杠手動升降器使出料口上端與出料口刻度尺標注位置一致并完成位置鎖定，就能確保熟石灰的準確攤鋪厚度，杜絕人為因素造成的用量不足問題，對于加快工程進度和質(zhì)量控制具有十分重要的作用。

2.2 減少鈣鎂流失

該技術(shù)設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)晴好天氣的連續(xù)攤鋪，并實現(xiàn)石灰土基層的及時拌和、整平、壓實作業(yè)，整個作業(yè)流程能夠不間斷連續(xù)實施，實現(xiàn)流水作業(yè)，從而在加快工程進度的基礎(chǔ)上達到雨水來臨前完成整個工作流程，避免了因遇雨造成的熟石灰鈣鎂流失現(xiàn)象，以確保石灰土基層的質(zhì)量。

2.3 減少揚灰

熟石灰攤鋪前短時儲存在儲料斗中，一是，免受外部風力的影響，對熟石灰具有一定的保護作用的同時，也能減少因風吹產(chǎn)生的揚塵；二是，攤鋪時出料口頂端距離土基高度不大，攤鋪作業(yè)緊貼石灰土基層用土也降低了產(chǎn)生揚塵的概率；三是，攤鋪、拌和、整平、壓實整個作業(yè)流程能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)進行，縮短了可能產(chǎn)生揚塵的時間。

2.4 加快工程進度

通常在進行石灰土基層施工時，首先要計算每車卸置的縱橫距并進行標記，劃出攤鋪石灰的邊線，造成鋪灰前的準備工作用工多、用時長，采用這種石灰土基層施工用灰快速鋪灰裝置施工時，只需要劃出攤鋪石灰的外邊線（直線段可以以點代線）就能進行攤鋪作業(yè)，從而大大減少前期準備工作的用工量和用時，既降低造價又能更好地加快施工進度。

2.5 節(jié)約建設(shè)成本

采用石灰土基層施工用灰快速鋪灰裝置進行石灰土基層施工時，因其所用人工、機械大大減少，加之能很好地加快施工進度，實現(xiàn)了建設(shè)成本的明顯降低，三種不同方式的成本對比情況如表4所示：

3 結(jié)語

當石灰土基層采取路拌法施工時，采用石灰土基層施工用灰快速鋪灰裝置施工，雖能實現(xiàn)灰劑量用量準確度高、鈣鎂流失少、縮短工期、減少揚灰、抗天氣干擾能力強和及時快速拌和、壓實的目的，但同時，也應(yīng)從以下幾方面進行保障，首先，保證將基層用土攤鋪均勻后，必須進行整型并按設(shè)計路拱后再行輕壓，且嚴格落實“寧高勿低”“寧刮勿補”的原則要求，其次，施工中的接縫和“調(diào)頭”的處理也很關(guān)鍵，同時，整平壓實后的養(yǎng)生和交通管制也起到一定的決定作用。所以，石灰土基層施工用灰快速鋪灰裝置在確保石灰土基層施工質(zhì)量中雖有一定的促進作用，但只有在規(guī)范要求的標準內(nèi)進行施工，再加強專業(yè)技術(shù)人員的責任感，努力加強各環(huán)節(jié)的監(jiān)督與管理，減少施工過程中的質(zhì)量影響因素，才能控制好施工質(zhì)量，提高石灰土基層的整體強度和穩(wěn)定性，建成質(zhì)量優(yōu)良的公路。

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