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1、-大宽度大厚度摊铺基层混合料课题施工工艺组织设计长安大学筑路机械研究所*中大机械集团*公司一、分层铺筑的缺陷及与大厚度一次性摊铺的比照目前在大宽度、大厚度道路水稳基层施工中，按工艺标准的传统方法是：双机并幅分两层摊铺。然而实践证明，这种施工方法除了生产率低，施工麻烦，本钱高外，主要还会产生一些不可防止的质量隐患。双机并幅摊铺存在的主要问题是：两机接缝处存在着高度方向上的物料离析问题，当摊铺含有大粒料的稳定材料或沥青下面层时尤为严重。此外，在未配套物料转运车情况下，摊铺机不可防止地产生工作中断，由于料斗两侧壁的剩余物料均为大粒料，当料斗内收时集中到一起在摊铺层上形成片状离析。双机并幅摊铺的另一个
2、问题是施工麻烦，本钱增加，平整度控制要求增加。目前多数的宽幅摊铺机是机器厂商采用速成的方法将大型9m摊铺机螺旋和熨平板接长为12m，而整机参数不变。这样在宽幅摊铺时，由于功率缺乏，只能将螺旋位置提高，物料半埋螺旋以省功率，半埋螺旋引起的输料能力下降只有靠提高螺旋转速来补偿，其结果因高速旋转而降低螺旋的二次搅拌作用，特别是通断工作时急加、减速抛扬物料产生上下层离析和宽度方向上离析。以上分析说明，摊铺存在的主要问题是材料离析造成质量问题。分层铺筑本身也违背道路设计本意，本来受力层为设计的整体板块，分层摊铺变成了二个薄层分别受力，影响了基层的整体强度，尤其是分层不合理、上层压实厚度往往薄于最小压实厚
3、度10cm的要求时，往往是上层独挑重担，在处治路面早期损坏的病害过程中，上薄层过早产生龟裂，在车辆荷载的重复作用下，形成碎块，雨后冒浆，使路面早期损坏。并并机分层摊铺存在的问题(1)层间含水量不同很难结成一体。(2)层间污染造成二层很难结成一体。(3)下层光面，二层大料滚落造成两层结合不严密。(4)二层如密实度不同或摊铺间隔时间长，膨胀系数不同易造成裂纹。(5)并机接缝处竖向离析，接缝搭接第二次摊铺，振捣塞料形成高程凸显。图1 并机分层摊铺结合不好而被铲掉的水稳层图2 水稳大厚度大宽度摊铺与并机分层摊铺芯样比拟 中大摊铺机整体板块构造 并机分层摊铺接缝裂纹大厚度水稳基层的施工工艺之所以要分层铺
4、筑，主要是因为从前的压实设备的激振力小，影响深度有限，超厚水稳基层一层铺筑时，不能保证基层底部的压实度。另外传统摊铺机最大摊铺厚度为30cm左右，并且随着摊铺厚度增大材料离析加剧，不能满足大厚度一次成型摊铺的需要。但随着我国科学技术的开展，筑路机械也有了很大的开展，尤其是重型压路机和铺筑厚度可达50cm、宽度可达16m的摊铺机的问世，使我们探索超厚水泥稳定土基层一层铺筑的施工工艺成为可能。因此，提出探索用重型压路机碾压，将大厚度(厚度为2140cm)的水泥稳定土基层1层铺筑碾压成型的新工艺。为了解决这一当前我国尚未得到解决的重要难题，需探索一种新的施工工艺，使大宽度、大厚度水稳基层不再双机并幅
5、、分层铺筑，从而克制其弊端，从源头上防止路面损坏。大厚度、大宽度水稳基层抗离析一次成型施工工艺正是这样一种方法。它有如下优点：1整体板块，工艺简单，不要分层养生，节约本钱。2单机摊铺，抗离析，生产率高，平整度好，节约一个机器、一组人员。因此关键是需要一个能符合要求的摊铺机器和压实设备。本工程正是结合大宽度、大厚度水稳基层抗离析一次成型摊铺工艺研究展开，主要研究通过对施工工艺的改良和设备的改良等来解决大厚度、大宽度水稳基层摊铺问题，使水稳基层均匀性、密实度、平整度等各项指标能满足标准要求。此外，为了提高大厚度大宽度一次成型摊铺的生产率，还需要增加辅助伸缩料斗或物料转运车来改善上料速度。这种施工工
6、艺的推广应用及开展有积极的意义，具有很高的社会效益和经济效益。二、解决大厚度一次性摊铺采用的技术改良1、理论研究根底水稳层离析分类及形成原因研究1横向离析见图3横向离析产生的主要原因来自于螺旋布料机构高速旋转时产生的抛扬，这种离心力的作用造成大粒径物料容易被送往两边，摊铺越宽离析越严重，摊铺越宽，两边的物料径粒越大的情况。现有摊铺机在宽幅摊铺时，集料最多只能埋在螺旋叶片三分之二处，工作时一般是半埋螺旋，只有螺旋高速旋转才能满足大量输料的要求。图3 横向离析2竖向离析见图4竖向离析的原因是螺旋料槽上部大粒料沿开口处向下滚落，这一现象发生在螺旋前挡板离地间隙调节偏大且料槽中缺料的工况下，以及螺旋外
7、端料槽前方的卸荷口处，由于大粒料沿着螺旋前挡板的间隙和卸荷口处向下滚落，结果造成大粒料滚落于摊铺下层。图4 竖向离析3纵向离析见图5纵向并机接缝处离析形成的原因并机接缝处的竖向离析带，贯穿于中缝始终，由于大粒径粒料在两摊铺机的卸荷口联接处自上而下滚落所致。下层粗粒料，上层细粒料，是典型的纵向竖向离析。图5 纵向离析4片状离析见图6半埋螺旋叶片或输料槽缺料状况下，运输装卸、收斗等前道工序形成的离析集料得不到二次搅拌所致。图6 片状离析2、应用研究根底1水稳层大厚度大宽度一次性摊铺见图7图7 *嵩待高速水稳层大厚度大宽度12.5m摊铺单机宽幅大厚度一次成型摊铺，克制并机分层摊铺形成的板块别离弊端。
8、克制并机分层摊铺接缝处离析造成的纵向裂纹弊端。图8 *景婺黄常高速CP2标水稳层超厚度530mm大宽度12m一次性摊铺 一次性摊铺碾压成型，基层将形成一个整体的板块构造，相对于两次分次摊铺来说，其抗拉伸，抗冲击强度可以提高80%以上，可以有效地防止和推迟早期路面的下沉，车辙形凹陷、分裂脱落、坑洞等常见病的产生。对于提高公路路面质量，延长公路寿命有很大的意义。2大厚度大宽度一次成型摊铺效果评价l 改善各种离析，效果显著。l 大厚度摊铺无分层，整体板块构造性好。l 大宽度摊铺无并机接缝离析，防止了纵向裂缝。l 单机一次找平，无过渡搭接，密实度均匀，平整度提高。单机摊铺，生产率高，配套设备少，费用低
9、，经济效益好。参考文献：1 中华人民*国行业标准，公路路面基层施工技术标准，JTJ3432000，人民交通，2000.62 荀家正，超厚水泥稳定土基层铺筑施工工艺及质量控制，公路， 2000.43 凌建明等，水泥石灰土水稳性的实验研究，同济大学学报， 2001.64 姚怀新等，高等级公路摊铺工艺与摊铺机技术开展方向讨论，建筑机械技术与管理， 2005.85 中大DT1600多功能摊铺机使用说明书6 中大YZ32T振动压路机使用说明书7 中大摊铺离析课题攻关资料聚集三、研究内容、解决的关键问题，采取的研究方法、技术路线，及本工程的创新之处研究内容：大宽度、大厚度水稳基层抗离析一次成型摊铺工艺推广
10、应用研究方法：采用中大DT1400DT1600摊铺机和YZ32振动压路机进展水稳基层施工设备改良方法离析解决方法1. 防止横向离析满埋螺旋低速输料。加大螺旋直径由大到小阶梯排列、加大输料槽宽度670mm、加大输料槽高度增加输料厚度，满埋螺旋大量输料，降低了螺旋布料转速，防止螺旋高速旋转抛扬造成的横向离析。满埋螺旋输料，实现集料的二次搅拌，有效地改善了前道工序装卸、收斗等形成的集料离析。DT1400DT1600改变流行摊铺机采用高速轴向柱塞马达加减速机的传动方案，直接采用低速径向柱塞大扭矩马达驱动，并且将流行摊铺机700ml/r左右的马达等效排量增加到1300ml/r，转矩和功率增加了一倍。物料
11、满埋螺旋降低转速到80r/min90r/min以下，有效防止大颗粒物料随输送距离增大而运动加剧的横向离析，同时由于螺旋埋于物料底部而增加二次搅拌效果，改善前期工序产生的温度与物理离析。低速大扭矩液压马达除可满足物料满埋螺旋需要更大驱动扭矩的要求外，还由于这种马达具有起动效率高，带载启动能力强，启动平稳的优点，可以防止高速马达加减速机由于起动效率低，在频繁连续工况下产生的冲击起动现象，减少了物料的冲击推扬离析。物料满埋螺旋工作。这是增大输料能力，降低螺旋转速，增加二次搅拌作用，防止横向离析的关键，也是一种新理念。提高刮板和螺旋料位传感器料位控制点，是实现这一理念的外部形式，其内在实质是：需加大螺
12、旋的驱动转矩，并改变驱动方案。2. 防止竖向离析DT1400DT1600型摊铺机采用物料满埋螺旋设计，防止了料槽因缺料在螺旋与前挡板之间产生的粒料滚落斜坡；在前挡板下方加装了上下高度可调的前挡板，根据摊铺厚度和材料不同适当调节离地间隙，同时前挡板下部采用弹性橡胶板构造，可以将离地间隙调为最小且利用弹性板的外*效果减小螺旋的输料阻力。对螺旋外端处的卸荷口，采用弹性橡胶板的悬臂式构造，既防止大粒料向下滚落，又起到防止螺旋卡死而卸荷的作用，也防止了因螺旋卸料不畅顶起熨平板影响平整度的现象。3. 防止纵向离析DT1400DT1600在链轮箱左右中缝处根据需要各加装一组角度可调的反向螺旋叶片，根据摊铺厚
13、度和材料的变化来调节反向叶片数量和角度，使大小粒料能均匀向螺旋链轮箱下方填充，保持摊铺层中缝处混合料均匀、充足、密实，以防止纵向带状离析。减小螺旋支撑螺旋吊挂横截面尺寸、加装过渡叶片，加宽料槽，以减少集料在螺旋输送过程中形成的阻滞、堆尖及填塞不实的现象。4. 防止片状离析增大摊铺机料斗，减少收斗造成大粒径物料集中产生的局部片状离析。摊铺过程的平稳性摊铺机是一种以作业质量为优先指标的作业机械，其作业质量指标分为摊铺机均匀性物料不离析、密实度保证碾压后的平整度、平整度，而要实现这一质量指标，要求摊铺过程机器工况稳定。DT1400DT1600刮板料位比例控制，减少了由于通断控制频繁开关推拥形成的物料
14、滚落离析。还能提高摊铺的平稳性，改善平整度。提高经济效益单机摊铺配套设备和施工人员减少，工艺简便，经济效益明显。技术设备：*中大机械集团生产的DT1400DT1600型多功能摊铺机和YZ32全液压振动压路机DT1400DT1600型多功能摊铺机主要特点：l 多功能 摊铺沥青混合料和稳定土多种材料l 改善离析 进口大扭矩液压马达直接驱动大直径螺旋，带载启动能力强，二次搅拌充分，输送物料即时均匀。 物料满埋螺旋输送，提高输料能力，降低螺旋工作转速，减少高速抛扬现象。 物料满埋输送，大小物料均匀输送，改善高度及宽度方向上离析现象。 螺旋前方导料板高度可调，根据需要上下调节可有效防止大粒料沿导料板下沿
15、滚落于地面，改善高度方向离析。 加大螺旋料槽宽度，增大螺旋支撑点空间，畅通物料输送通道，改善横向离析和纵向带状离析。 增加螺旋反向叶片数量，提高搅拌能力，改善中缝处离析。l 高平整度、高密实度 降低摊铺档最高行驶速度，使机器在大宽度、大厚度摊铺时变量液压泵排量增大，容积效率提高，减少摊铺机因负荷变化引起的速度误差，提高摊铺平整度。 提高螺旋链轮箱高度，防止在摊铺大厚度作业时链轮箱底部与摊铺面干预，提高路面中缝处平整度。 主熨平板的拼接方式为整板构造，防止摊铺中缝拉毛现象。 物料满埋螺旋，料槽中物料量变化误差小，摊铺密实均匀平整，保证碾压后的平整度。 标准配置非接触式多组多探头自动调平智能控制系统。 输料分料系统比例控制供料均匀。 振捣频率相对摊铺速度自动比例控制。在每个摊铺作业循环的启动和
