沥青砼摊铺机原理及摊铺技术浅析

　　沥青混合料摊铺机（以下简称摊铺机）是修建高等级公路沥青路面必不可少的机械之一，是集机、电、液技术为一体的非常复杂的机械，它涉及多方面的专业知识，不但从事筑机专业的技术人员需要熟练掌握，而且从事路面施工的技术人员也同样需要具备摊铺机方面的有关知识。笔者在参与了一些高等级沥青路面施工后，结合自身工作经验，就摊铺机的结构、基本工作原理和摊铺作业中的有关技术问题谈些自己的体会，以供参考。
　　一、摊铺机结构及工作原理
　　摊铺机生产厂家很多，各厂家的摊铺机其外型和特点各不相同，但其基本结构和工作原理却大同小异。
　　１．结构组成
　　摊铺机主要由发动机、传动系统、行走机构、供料系统、操纵控制系统、车架、调平大臂、熨平板以及自动调平系统等组成。
　　２．工作原理
　　通常把摊铺机的调平大臂与熨平板的联合称为摊铺机的工作装置。通过该装置完成沥青混合料的摊铺与初步振实。 设为首页
　　调平大臂通过牵引点与主机铰接在一起，另一端与熨平板相连。在作业时，熨平板的全部重量和大臂的部分重量都压在新铺的混合料上。主机通过牵引点、大臂带动熨平板前进。此时熨平板如同一块滑雪板在混合料表面上滑行。
　　若旋动厚度调节螺杆，让熨平板的后方向下移动时，熨平板底面与其运动方向间便产生一个仰角α称为工作角。当α角一经固定，整个工作装置便成为一个刚性系统，此时若位于摊铺机履带或轮胎下面的已铺层或称下卧层绝对平整，混合料均匀一致，摊铺机以恒速前进，则作用于熨平板上的各个力相互平衡即熨平板的重力Ｑ与板底混合料对熨平板浮力的垂直分力Ｎ相等；牵引力Ｓ与混合料对熨平板底面的摩擦力Ｔ相等熨平板将在相对于下卧层一定的垂直高度即摊/考试大/铺层厚度上运动，不会上下浮动。因此摊铺层表面平整，且始终维持同一厚度。
　　当再次旋转厚度调节螺杆，让工作角α增加，此时，熨平板受的阻力浮力必然增加，其垂直分力亦相应增加，这时Ｎ＞Ｑ，熨平板势必被抬高，摊铺层加厚。因牵引点Ｏ的高度并未改变，所以熨平板的抬高相当于工作装置绕Ｏ点逆时针转了一个角度，这样一来，工作角α随之减小，直到重新达到新的平衡状态。同理，当旋转厚度调节螺杆让工作角α减小时，熨平板必然下降，摊铺层跟着变薄。由此看来，熨平板工作角的变化，决定着摊铺层的厚度的变化，亦即欲调整摊铺层厚度，可借调整熨平板的工作角来实现。
　　在实际摊铺作业中，下卧层如路面基层表面/考试大/不可能是理想的平面，因此，摊铺机行驶在上面必然会上下浮动和左右摆动，与主机铰接着的大臂牵引点位置将不断变化，熨平板工作角亦跟着变化，所以摊铺层厚度也变化，这将导致压实后路表面平整度的降低。但是，由于大臂较长，加之熨平板自重很大，惯性也大，牵引点细微的位置变化要传到熨平板需要一定的时间。实验证明，大约在摊铺机行驶过５倍于调平大臂长度的距离后，这个传递才能全部完成。在正常施工条件下，下卧层的平整度不可能太差，亦即其表面起伏变化的波长不可能太大，在未完成这一传递前，牵引点可能又早已回到了原来的高度位置，对熨平板的影响不是太大，故在很大程度上保证了摊铺层表面的平整，所以摊铺机的这种工作装置起到了“滤波”的作用。
　　二、摊铺技术
　　１．摊铺机结构参数的调整与选用
　　摊铺机结构参数是指熨平板的宽度、拱度、工作角，螺旋分料器的长度、位置，振捣器和振动器的振幅、频率等。同一台摊铺机当选用的结构参数不同，则铺筑出的摊铺层质量就不一样，合理地调整与选用各结构参数值，是保证摊铺层均匀一致、平整密实的重要前提。
　　（１）熨平板宽度的调整与选用
　　每种型号的摊铺机其熨平板都有一个基本宽度，也就是最小宽度。通常摊铺机使用时，摊铺层的宽度要等于或大于熨平板的基本宽度，若摊铺层的宽度大于基本宽度时，则可采用机械或液压伸缩方式加宽熨平板。加宽不是无限制的，目前使用的摊铺机其熨平板最大加宽可达１５ｍ，路面再宽可采用分次摊铺，或采用多台摊铺机呈梯队形同时作业。
　　（２）熨平板工作角的调整与选用
　　工作角的取值，一般都是通过试铺确定下来。试铺时先在摊铺机熨平板下垫木板。木板长约为熨平板的长度，宽度取２０～３０ｃｍ，厚度为路面该层设计厚度乘以所用沥青混合料的松铺系数松铺系数应在试铺中确定，此时可根据有关规范推荐的数值结合以往经验暂定下来。每节熨平板下最好都垫一块这样的木板，或至少在板宽三分点处各放一块。当熨平板加热完毕呈平直状后，转动厚度调节螺杆手柄，让熨平板前缘略微抬起，产生一个小的仰角即工作角，在摊铺厚度小于１００ｍｍ时，其变化范围一般在０°１５′～０°４０′之间，然后进料，开始摊铺。待摊铺机走出一段距离后，量一下摊铺层厚，若厚度小于要求的松铺厚度时，再适当转动厚度调节螺杆手柄，加大工作角。相反，若厚度大于要求的松铺厚度时，则须适当减小工作角。每调节一次至少让摊铺机走出５～６ｍ后，再在熨平板后缘附近测记厚度，因为此时厚度方才稳定，否则所测厚度无代表性。
　　（３）拱度的调整与选用
　　一般摊铺机上都设有拱度调节机构，并刻有拱度值，通过转动拱度调节器，可将熨平板调节至路面设计的拱度。
　　（４）螺旋分料器长度的调整与选用
　　螺旋分料器的长度应与摊铺机熨平板的宽度相适应。当熨平板较宽时，螺旋分料器亦应较长；反之亦然。
　　长度的调整方法，依机型的不同而异。通常对于具有单层式熨平板的摊铺机，其螺旋分料器一般是靠人工借助螺栓将一节节叶片依次固定在横轴上的，叶片愈多，螺旋分料器就愈长；而具有双层式熨平板的摊铺机，其螺旋分料器的长短是通过液压系统实现自动延伸或缩短的。　
　　２．摊铺机的起步
　　摊铺机的起步有两种情况：某一沥青层第一次摊铺时的起步和在已铺层上对接时的起步。前者须将摊铺机驶至起铺处，让熨平板前缘位于起铺线后约１０ｃｍ处，并在其下至少垫两块厚度与该层松铺厚度相同的木板支撑住熨平板；后者须将熨平板置于已铺层上，并让熨平板前缘与接口平行，其下应垫厚度等于已铺层的松铺厚与压实厚之差的木板。
　　熨平板就位后要进行预热，根据机型不同，加热方式有燃气加热、燃油加热和电加热三种。不管哪种加热方式，都要注意加热均匀，防止局部过热和熨平板底板变形。加热温度以达到与所铺混合料的温度相同或略低为好。
　　３、摊铺速度
　　摊铺机的工作速度与混合料的供给能力、混合料类型、摊铺层横截面尺寸和摊铺机类型等因素有关。一般可通过简单计算和经试铺根据连续工作原则确定下来。所谓连续工作原则是指，自摊铺机起步至规定段长或完成当日工作量之前，摊铺机始终按选定的速度不中断地前进，不得发生因供料不足而放慢速度或停机。
　　摊铺沥青面层时，摊铺速度宜选在２～５ｍ／ｍｉｎ之间。太慢了，作业效率低下，机件磨损严重；太快了，既增加供料难度，又不能保证摊铺层的初始压实度。