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1、学习资料-水稳施工机械组合水泥稳定碎石施工机械设备优化组合方法摘 要: 机械设备的选型和匹配是优化机械设备合理组合、实现机械化高效施工的关键。探讨了水泥稳定碎石基层施工机械的选型原则和配置要求 ,并通过工程实例探讨了机械设备的选型与匹配 ,总结了适合水泥稳定碎石基层施工的施工机械设备匹配方法 ,得出了施工设备配置数量。关键词: 水泥稳定碎石; 机械化施工; 设备选型; 匹配在马路水泥稳定碎石基层施工中 ,主要运用装载机、稳定土拌和设备、自卸卡车、摊铺机和压路机等机械 ,它们是完成各项工程的主要工具 ,是确保工程质量和平安生产、加快工程进度、改善劳动条件、降低工程成本的重要技术装备。马路基层施工
2、机械的选用受作业内容、土质条件、运输距离、气候环境等各个方面的影响和制约 ,施工机械设备的选型与配置是否合理 ,对于提高设备利用率 ,完成施工任务、提高经济效益起着至关重要的作用1 。因此 ,随着马路施工机械化的发展 ,科学的优化、组合好施工机械显得越来越重要 ,对施工设备进行设备选型匹配分析和探讨也更有现实意义。1 施工机械设备选型原则选择施工机械的目的在于选择技术上先进、经济上合理和运用上平安牢靠的最好装备 ,以形成专业的或综合的机械化施工队伍 ,保证工程任务的完成。合理选择施工机械设备的依据是:工程量、施工进度安排、施工条件、现有机械的技术状况和新机械的供应状况等。选择施工机械时应留意遵
3、循下列原则2 :1)一般原则 (1)机械应适应工作的性质 ,适合施工对象的特点、规模、场地大小和运输远近等施工条件 ,能充分发挥机械的效率。所选机械的生产实力 ,应满意施工强度的要求 ,施工质量应满意设计的要求。(2)机械在技术上应是先进的 ,能满意施工的要求。(3)机械的购置和运转费用要少 ,能源消耗要低 ,并通过技术经济比较优选诞生产率高、单位产品费用低的机械。(4)选择机械时 ,应在简单获得的一般通用机械与专用机械之间进行比较。(5)同类机械大型与小型的选择。当工程量很大施工强度高 ,施工条件又适合用大型机械时 ,宜选用大型机械。2)机械组合的原则 (1)尽量削减机械的组合数 ,机械的组
4、合数越多 ,作业效率越低。(2)在整个作业线上运用组合机械作业时 ,应对组合的各种机械实力进行平衡。(3)在组织机械化施工时 ,要留意分成几个系列的机械组合 ,同时并列进行施工 ,这样可以削减当组合中某一台机械发生故障时 ,造成全面停工的现象。(4)在组合机械时 ,力求选用的机型统一 ,以便于修理和管理。2 机械设备配置要求2. 1 稳定土拌和设备配置要求拌制水稳碎石的稳定土拌和设备应采纳计算机监控、电子计量 ,能实时监控各配料系统的瞬时流量 ,最好带有打印机 ,以打印各台班的生产记录 ,整机限制系统应采纳继电限制与微机限制相结合的整机限制系统。其主要系统建议配置如下:1)集料供应系统配备不少
5、于 4 个集料仓 ,料仓上部应设有剔除超限料的格网 ,格网最好倾斜放置 ,以利于超限料滚落;细集料仓应配备振动破拱装置 ,防止细集料起拱;用于粉煤灰的集料仓不能采纳振动破拱 ,宜采纳机械式的破拱装置;集料的供应应采纳变频电机调速的电子计量式的皮带秤 ,计量应精确、平稳;集料仓应设有可调高度的斗门 ,并应设有与监控系统相连的料位传感装置 ,并有缺料报警功能;各集料仓之间应有隔板分隔 ,防止不同规格的集料混仓。2)水泥储存、供应系统配备容量不少于 50 t 的水泥罐 2 个 ,罐体底部应设有水泥破拱装置 ,可以采纳低压空气破拱 ,但不宜采纳振动破拱;应设有容量为 2 t 左右的水泥缓冲仓 ,缓冲仓
6、内应设置水泥均料装置和联机的料位传感系统 ,以保证水泥的供料匀称、稳定;水泥计量宜采纳变频调速螺旋加电子计量螺旋秤的组合方式 ,不宜采纳叶轮给料器给料。3)水、添加剂供应系统 水的供应严禁采纳手动阀门限制流量的方式 ,建议配备容量足够大的水箱 ,采纳电动执行机构限制的涡轮番量计 ,与计算机相连的监控设备要能实时显示水的瞬时流量与累计流量 ,并能采纳电子调整。4)拌和系统 搅拌锅宜水平放置 ,要有足够的叶片数量 ,合理的安装角度和足够长度 ,以利于混合料拌和匀称 ,建议有效长宽比应大于 2 ;常常检查搅拌锅叶片的磨损状况 ,磨损严峻的与时更换。5)混合料的输送系统 输送皮带角度要合适 ,驱动滚筒
7、线速度不宜太大 ,防止混合料抛料离析 ,必要时在驱动滚筒头部装备防止抛料装置。混合料的储存系统应备有混合料储料仓用以短暂储存混合料。2. 2 运输车辆配置要求运输车应具备足够的载运量,宜大于 30 t ,保证摊铺作业保持匀称、连续;车厢应备有塑料布或帆布等覆盖混合料以防运输过程中水分蒸发;运输车从拌和机出料斗装料时 ,应多次前后移位 ,实行分次装料的方式 ,使混合料匀称装满车厢 ,降低混合料离析程度。2. 3 摊铺设备配置要求水泥稳定碎石基层施工应运用性能优良的沥青混凝土或稳定土摊铺机进行摊铺。每个作业面应配备 2台以上摊铺机实现梯队联合作业。摊铺机应具有自动或半自动方式调整摊铺厚度与找平的装
8、置。摊铺机应具有足够容量的受料斗 ,在运料车换车时能连续摊铺 ,并有足够的功率推动运料车。摊铺机应具有振动熨平板或振动夯等初步压实装置。摊铺机宽度可以调整 ,螺旋布料器长度也能调整。2. 4 压实设备配置要求应选择合理的压路机组合方式与碾压步骤配备压路机。为达到最佳压实效果 ,应采纳振动压路机。宜配备12 t 左右的振动压路机完成初压 ,18 t 的振动压路机完成复压和终压。条件允许的状况下 ,建议采纳双钢轮双振双驱的振动压路机进行基层的压实作业。手扶式小型振动压路机或平板夯、冲击夯 ,用于边角处的碾压。3 机械设备选型和匹配数量确定3. 1 稳定土拌和设备的选型和数量确定稳定土拌和设备的选型
9、依据工程量、工期、施工进度确定的日施工进度来选择拌和设备的产量 ,同时要考虑与摊铺机作业实力相匹配 ,要求具有独立的调速调频的冷料供应系统 ,应节能 ,符合环保要求 ,对级配计量精确 ,搅拌匀称 ,并能手动和自动限制 ,各部分工作平安牢靠。拌和设备选型的主要依据 额定生产率Q 的表达式为 Q = KQ1 (1)式中, Q 为拌和设备的额定生产率, t / h ; K为搅拌设备的贮备系数,取 1. 1 ; Q1 为拌和设备实际生产率, t / h。Q1 =L b h 湿TQ1 =- (2)T式中, 湿 为稳定土的湿密度, t / m3, 湿 = 干 (1 +) ,其中, 干 为稳定土的干密度,
10、t / m3;为含水量; L 为日摊铺长度,m; b为摊铺幅宽度,m; h 为摊铺压实后的厚度,m; T 为日拌和时间, h。例湖北十漫高速某基层试验段为水泥稳定碎石,击实干密度 干 = 2. 45 t / m3;含水量= 4. 8 %;单幅作业宽度 b = 11. 81 m;每层厚度 h = 0. 18 m;依据施工进度要求,日摊铺长度 L = 1 200 m,依据每天拌和10h计算得: Q1 = 665. 5 t / h , Q = 732. 1 t / h。施工单位现有 2 台拌和站,均为福建南安 MWCB500 型和MWCB400 型 ,产量分别为 500 t / h和 400 t /
11、 h ,总和产量大于拌和生产率的需求 ,但要考虑拌和匀称性与设备的贮备系数 ,将拌和站产量均设定为350 t / h ,计算额定生产率为384 t / h ,取 Q = 400 t / h ,这样2 台拌和设备除满意施工的要求外 ,也可以使 2 台拌和设备拌出的稳定土混合料的拌和匀称性得到改善 ,防止混合料产生离析。3. 2 装载机的选型与数量装载机的选型主要考虑其工作效率、运用性能、铲斗容积和铲斗宽度 ,其中 ,铲斗宽度不能大于拌和设备冷料仓的宽度 ,否则 ,装载机上料会造成冷料窜仓 ,影响冷料级配发生变异。装载机的数量可由式(3)计算。n = Qtm (3)3 6001Ekw式中 , n
12、为装载机数量 ,台; Q 取 400 t / h ; tm 为作业循环时间 ,取 60 s ; E 为铲斗容积 ,5 m3; kw 为铲斗满铲系数 ,取 0. 7 ;为碎石平均松装系数 ,1. 4 t / m3;1 为小时工作时间利用率 ,取 0. 8。代入数据取整得 n = 2。因此每台拌和站必需配备 2 台装载机。共需装载机 4 台。3. 3 摊铺机的选型和数量确定依据摊铺机参数的选择要求和保证基层摊铺的质量 ,考虑施工工艺的要求 ,一般摊铺宽度小于 8 m 时 ,可采纳一台摊铺机单台作业 ,当路幅宽度大于 8 m时应采纳二台摊铺机梯队作业。依据 3. 1 中实例的计算和分析 ,单幅作业宽
13、度 b = 12 m ,应选择 2 台 WTU75 采纳梯形的摊铺方式 ,考虑摊铺的机械效率 ,作业质量 ,车辆与拌和设备生产实力的连接等因素 ,摊铺的速度选择应先确定出每小时所需摊铺的稳定土基层材料的重量。由实例的计算可知每小时需摊铺稳定土基层材料的重量为 665. 5 t ,而 WTU75 摊铺机的额定生产率不大于 600 t / h ,因此摊铺速度的选择 ,要使拌和设备每小时的产量 Q1 大于摊铺机每小时的摊铺量 ,这样才能保证摊铺机的连续工作。每小时须要摊铺的稳定土的质量为 W = 湿 L bh (4)依据摊铺速度 ,则每小时摊铺的长度为 L = 60 v2 (5)式中 , v 为摊铺
14、速度 ,m/ min ;2 为摊铺机效率系数 ,取 0. 8。经计算 ,摊铺速度 v = 2. 499 m/ min ,取 v = 2. 5 m/ min ,此速度正好满意摊铺机正常摊铺速度要求 ,说明摊铺机与拌和设备选型与匹配比较合理。3. 4 自卸汽车选型与数量拌和设备拌出的混合料应与时运往工地,开工前应查明施工位置、施工条件、摊铺实力、运输路途、运距和运输时间以与所需混合料的种类和数量。配备足够的运输车辆 ,可避开由运输的问题造成拌和设备和摊铺机时开时停 ,影响混合料的拌制和摊铺质量与造成材料奢侈。由 3. 1 节实例 ,若在施工中选用自卸汽车 ,其参数如下:载重 w = 35 t ;汽车的平均行驶速度为 v车 = 30km/ h ;试验段离拌和站很近 ,距离在 2 km左右 ,取汽车的运距为 S = 3 km ;汽车的卸料时间为T1 = 2 w3 (6)v b h 湿式中 , T1 为卸料时间 ,min ;3 为载重系数 ,取 0. 9 ;其他参数同前。装料时间为 T2 = 60 w (7)Q1则一辆汽车的循环周期为 T4 = T1 + T2 + T3 + 2 S (8)v车式中 , T4 为每辆汽车的循环周期 ,min ; v车 为行驶速度 , km/ h ; T3 为停车、倒车、等待等时间 ,这里取 15min。须要运输车辆的数量为 N = Q1 T4
