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基于转运车的沥青路面施工工艺应用研究

发布时间：2013-06-15 来源：中国自动化网类型：专业论文人浏览

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导读：

沥青路面施工过程中产生的骨料离析和温度离析如不能得到有效的控制，将使沥青路面早期产生像裂缝、车辙、坑槽松散、水破坏表面功能衰减等现象，在很大程度上影响沥青路面的使用寿命和效果。本文主要从施工工艺方面...

沥青路面施工过程中产生的骨料离析和温度离析如不能得到有效的控制，将使沥青路面早期产生像裂缝、车辙、坑槽松散、水破坏表面功能衰减等现象，在很大程度上影响沥青路面的使用寿命和效果。本文主要从施工工艺方面着手，分析现行沥青混凝土路面机械化施工工艺存在的缺点，按照整个沥青混凝士路面机械化施工工艺流程，系统研究了整个机械化施工工艺中的各个环节，提出了基于转运车的新机械化施工工艺，并从材料离析、温度离析2个方面对其实际应用进行了试验研究。
　　1、传统施工工艺分析
　　传统的沥青混凝土路面施工工艺主要包括混合料的设计生产、混合料的运输、混合料的摊铺及铺层的压实，与之相对应的机械设备分别为沥青混合料搅拌设备、自卸车、沥青混凝士摊铺机和压路机。从图1可以看出，在各项准备工作做好之后，首先是进行沥青混合料的生产，再由自卸车把拌和好的沥青混合料运送到摊铺现场，直接卸在沥青混凝土摊铺机的料斗中，由摊铺机按照事先设定的参数进行摊铺，摊铺好的沥青混合料待温度合适时，由压实机械分不同的阶段进行碾压成型。在整个施工过程中存在着混合料材料离析、温度离析、单机机械化施工协同作业差等问题，这将严重影响路面的施工质量。

　　2、新施工工艺分析
　　在沥青混凝土路面施工中，如果能解决下述问题就可以保证修建的沥青路面是高质量的：保证原材料的质量；保证沥青混合料能够及时送到摊铺现场，不发生或极少发生材料离析和温度离析；保证摊铺机恒速、稳定、连续工作；按规定的碾压温度和碾压方式进行碾压。如何满足上述条件，各国进行了大量研究，其中一个最有效的办法就是在摊铺过程中增加一台沥青混合料转运车，由转运车经二次拌和后向摊铺机料斗供料，以保证摊铺机连续和稳定工作。具体工艺流程如图2所示。从图2可以看出，在各项准备工作做好之后，首先是进行沥青混合料的生产，再由自卸车把拌和好的沥青混合料运送到摊铺现场，混合料首先卸在沥青混凝土转运车的料斗中，经沥青混合料转运车二次搅拌之后向摊铺机料斗中供料，然后摊铺机按照事先调好的参数进行摊铺，摊铺好的沥青路面待温度降到合适的碾压范围之后，由压实机械分不同的阶段进行碾压成型。

　　3、新工艺的应用研究
　　2005年，由国内某公司自行研制的转运车在内蒙古某高速公路上进行试验性使用。在整个施工过程中，采用双摊铺机梯形作业方式，其中一边用转运车，一边没有使用，以进行对比试验，从材料离析、温度离析2个方面进行了试验研究。
　　3.1材料离析对比研究
　　(1)取样方式。
　　分别在2台摊铺机后的左、中、右3点取样(摊铺后、压实前)。取样时是用铁铲直接挖到该层的层底，即沿整个厚度取样，然后进行抽提筛分，评定经摊铺机摊铺后沥青混合料的离析情况。
　　(2)沥青混合料级配对比试验研究。

　　没有使用和使用转运车摊铺后的路面级配分布如图3、4所示。由图中可以看出，没有采用转运车时，摊铺机两侧一定范围内的路面混合料与中部区域混合料的级配区别较大，两侧的混合料较中部区域粗；而采用转运车后摊铺机所摊铺的沥青混合料的均匀性明显好于没有采用转运车的摊铺效果。没有采用转运车摊铺的路面混合料级配平均极差为9.37%，采用转运车摊铺后路面混合料级配平均极差为4.11%。

　　3.2温度离析
　　施工过程中，全程采用红外线热像仪对现场进行监测。结果如图5、6所示。从图中可以看出，有转运车时摊铺带表面的温度分布比较均匀，一是随时间的变化温度均匀、稳定，二是同一时刻沿不同的摊铺宽度温度也比较均匀，差异很小，基本上消除了温度离析现象。没有转运车时摊铺表面的温度差异比较大，也不均匀。一方面，随时间变化温度起伏较大，最大温差接近30℃，温度低的混合料主要来自斗的边缘，频繁的收斗造成周期性的局部低温区域，另一方面，同一时刻沿不同的摊铺宽度温度也有比较大的差异。