0 引言
随着高速公路网密度的不断提升,路面加宽需求日益显著。在高等级公路新建或改扩建项目中,单幅路面宽度普遍超 18m 。基于传统摊铺设备及工艺已难以满足此类工程对高效施工和高质量路面的建设需求,本文系统分析大宽度摊铺关键技术要点,旨在推广该技术应用,从而提升沥青路面质量、延长路面使用寿命。
1传统多机摊铺工艺的不足
传统摊铺工艺通常采用多台摊铺机呈梯队作业的联合摊铺方式,相邻两幅常有 5~10cm 的宽度重叠区域,前后2台摊铺机作业宜相距 10~30m 。此类多机摊铺工艺存在以下主要问题:
1.1摊铺离析
离析现象主要表现为级配离析与温度离析。级配离析的成因是螺旋供料系统功率不足及“半埋”供料工艺:当螺旋轴转速过高时,混合料中的粗、细骨料在离心力作用下发生分离,这种现象在梯队作业接缝处尤为明显。温度离析则因梯队作业时前后摊铺机间距过大,导致接缝处混合料温度梯度显著,从而降低结合强度与力学性能。研究表明,这两类离析问题均会显著缩短路面使用寿命。
1.2平整度差
多台摊铺机作业时,难以保证各机的松铺系数完全一致。同时,接缝搭接处经过2次摊铺夯实,初始密实度相对偏高,压实后导致厚度不一致,造成路面平整度差。此外接缝处易出现缝隙孔隙,导致透水损坏路面,影响路面质量。
2大宽度摊铺工艺的优势
2.1 施工质量高
大宽度摊铺机单机整幅摊铺作业时,能够确保路面密实度均匀、平整度高,有效消除接缝离析问题,实现混合料一次成型,显著提升路面结构的连接强度与整体稳定性。该工艺可有效避免裂缝、车辙等常见路面病害,显著提高路面施工质量与使用寿命。
2.2工程造价低
传统多机并行摊铺需投入多台设备及多组施工人员,显著增加人力与物力成本。与传统工艺相比,采用大宽度摊铺机实施整幅摊铺,仅需单台设备及一组作业人员。其工艺简化、辅助设备需求少、工序协调便捷,可大幅降低施工组织复杂度并提升作业效率。同时,设备运维与人工成本降低,综合经济效益显著。
3大宽度沥青摊铺机结构及原理
3.1 螺旋分料系统
在大宽度摊铺作业中,防止离析是大宽度摊铺技术的重点问题之一。解决该问题的关键是摊铺机具有足够大的发动机功率,并采用大功率螺旋输料系统,保证能满足在各工况下的“满埋”分料,从而降低螺旋轴输料转速,避免混合料因离心力作用产生粒径分离。通常情况下,大宽度摊铺机螺旋系统的功率可达传统摊铺机的2~3倍。
3.2熨平板支撑结构
熨平板结构的稳定性是保障路面平整度的核心因素。若设计不合理或刚性不足,在宽幅作业时易发生变形,导致系统响应滞后,并引发“振荡调节”效应,严重影响摊铺平整度。除优化熨平板本体设计外,需在其上方与后部加装有效的支撑组件,以增强整体刚性与动态稳定性,确保调节精准响应。
3.3 行走系统
摊铺机行驶的稳定性也会对摊铺面平整度产生重大影响。当行驶速度不稳,如出现打滑、速度波动等现象,会导致摊铺面夯实不均,初始密实度不同,碾压后易出现凸起或凹陷,最终导致平整度下降。
针对大宽度摊铺对牵引力的更高需求,需采取综合措施:一是需增大摊铺机行走系统功率,满足顶推重载料车、转向等关键工况下的峰值牵引力需求;二是通过增加摊铺机配重来有效提升行走履带与地面之间的摩擦力;三是加长履带梁,以增强设备纵向行驶稳定性,从而确保牵引效能的稳定发挥。
4摊铺过程控制
4.1起步接头质量控制
摊铺机起步前,需确保前方停放3~5辆运料车,并优先使用后到场、温度较高的混合料,以便有效预热刮板、螺旋及熨平板等系统。起步阶段摊铺机应低速前进,速度小于 1m/min ,并合理调整振捣频率,保证初始摊铺密实度。
4.2横向坡度控制
一是熨平板拼接与拱度控制。大宽度摊铺作业时,需确保路面横向坡度的一致性。在拼接熨平板时,应根据摊铺宽度预留适当的下垂拱度,该值随摊铺宽度增加而递增,并结合实际工况进行动态调整。
二是熨平板预热温度控制。摊铺起步前,需预热熨平板,加热温度应根据摊铺混合料温度精准设定。若温度过高,易导致熨平板过度变形及边缘上翘,造成起步阶段两侧摊铺厚度偏大;若温度过低,则易引发沥青混合料与底板粘连,形成拉毛现象,且会因受热膨胀不足导致两侧厚度偏小。这两类异常均会致使横断面失准、调整距离延长,最终影响工程质量。加热过程中,必须使用测温设备实时监控底板温度,不同物料对应不同加热温度。
三是横断面动态调整。摊铺过程中,需持续检查横断面状态,发现异常应立即通过撑拉杠调整。需特别注意,撑拉杠调整会降低平整度,故应在起步阶段完成初测,待摊铺稳定后复测校准,调整到位后避免频繁操作。
4.3 离析控制
一是螺旋分料系统优化。调整螺旋与刮板料位器,确保各级螺旋轴物料高度均达螺旋叶片2/3以上,以降低转速的方式实现物料整体移动,抑制级配离析。螺旋分料系统采用分段变径叶片配置,保证匀速稳定输料及物料充分二次搅拌,避免大粒径物料快速流向两侧,改善边部离析。在螺旋轴支撑处装配过渡叶片,提高混合料流动性,避免堆积,以改善支撑处离析。
二是物料流动与混合控制。根据工况适度调整螺旋料槽宽度,增强物料二次搅拌效果。设定螺旋轴离地高度,使叶片下端高于摊铺面,减少输料阻力、提高流动性。料车卸料后,勿将料斗物料完全铺完,应等待下一车新料,使新旧料充分混合,以控制离析。
4.4平整度控制
一是摊铺速度与振捣协同控制。摊铺速度应与振捣频率配合调整,以保持密实度均匀一致,摊铺速度宜控制在 2.5~3.0m/min 并保持连续作业。此外需避免料车转换时停机、料车撞击摊铺机、长时间停机待料、摊铺过程中大幅度转向等情况。
二是控制部件稳定性。施工过程中,应精准调整刮板系统、螺旋系统料位的传感器,保持螺旋轴匀速、满埋输料。同时,可适当加大螺旋料槽宽度,以降低螺旋轴转动时作用于熨平板的反作用力。确保各部件连接正确、螺栓保持紧固状态。重点检查熨平板及振捣系统的连接螺栓是否松动;相邻振捣轴的偏心位置应相呈 90∘ 连接;边部辅助牵引绳索张力应适中,避免过紧;熨平板支撑组件应安装位置正确、稳固可靠。
三是找平系统调整与黏层油管理。应避免频繁调整找平系统,单次调整后需让摊铺机前进 3~5m ,待系统响应稳定后再进行测量与评估,防止出现超调现象。同时,摊铺前应严格管控黏层油喷洒时间与喷洒用量,以最大限度降低摊铺机履带打滑的风险。
5结束语
工程实践表明,大宽度摊铺技术能有效降低施工成本、简化工序流程,显著减少纵向接缝病害并延长路面使用寿命,兼具显著的经济与社会效益。未来需进一步融合智能化控制技术,通过实时工况数据动态优化摊铺参数,推动工艺向高精度、强适应性升级。
参考文献
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