概述公路机械节能施工的合理配置及应用

严勇 张治军

摘要：公路施工机械设备的配置原则是保证公路施工机械设备得以合理配置的准绳。在机械化的公路路面施工过程中，应该秉承对应的原则，在此基础上对施工机械设备的型号、数量以及布置方式等进行合理选择。本文将对公路机械化施工特点进行论述，探讨了施工机械合理配置的方式。

关键词：公路施工；机械；配置

中图分类号：X734文献标识码： A

1 概述

在机械化施工背景下，一个合理而完善的路面机械施工设备直接关系到施工质量、施工效率，直接关系到施工单位的经济效益及建设单位的施工成本。因此，在机械化的公路路面施工过程中，应该根据公路机械化路面施工的各个环节，合理配置公路路面的施工机械型号、数量以及布局等就显得尤为重要。

2 机械化施工的主要特点

公路的机械化施工是综合性较强的施工组织科学，是综合了路面机械施工技术与施工组织的施工方式。在机械化施工的过程中，一个重要的内容就是机械化施工的“化”。在施工组织的过程中应该将针对机械管理的管、用、养、修都纳入到施工管理工作中，通过与施工技术的紧密配合，将机械施工作为主要管理手段，充分发挥出机械在施工中的应有作用。在机械化道路施工的过程中，凡是能够采用机械设备，且满足经济性要求的，都应该尽量采用施工机械。在施工机械的配置过程中，应该根据施工对象的不同采取最合适的配套机械施工设备；以施工机械设备为主，合理而紧凑的安排施工，尽量保证每一台机械设备都能够参与到施工工作中，尽量减少由于施工设备闲置带来的机械设备效能损失，提高工程机械的应用效益。

专业施工队伍的组织，使用流水式的作业方法作为道路机械化施工的重要条件。通过实现道路的机械化施工，可以实现：提高工程施工进度、保证工程施工质量、降低工程施工成本、提高施工经济效益等目的。在施工组织的过程中，通过采用流水作业方法，在专业化的施工队伍施工之下以协调的速度进行不同程序的施工，能够有效的提高道路的修筑速度和修筑质量。

3 机械设备的合理配置

3.1 拌和设备的合理配置

在对拌和设备进行配置时，应该参考项目工程量以及预设工期等合理选择拌和设备的生产能力与移动方式，保证施工拌和设备的生产能力与沥青摊铺设备的生产能力相一致。尤其是在高等级公路的施工过程中，应该尽量采用拌和能力强的搅拌设备。

（1） 拌和设备场地的合理布置。

在设置拌和设备场地时，应该尽量选择矩形的场地，且将拌和设备置于整个场地的中央，而将其他的辅助设施及设备布置在拌和设备的四周。其中，场地中的堆料场地应该进行硬化处理，通过设置硬质的地面铺面，达到有效减少原材料损失、提高拌和设备生产效率的目的。与此同时，各种规格的堆料之间应该合理的设置挡墙进行分隔，而对于一些较难组织和收纳的原材料应该尽量多存放一些于备料场中。另外，在原材料的进场路线当中还应该合理设置地磅，以保证材料的拌和精度、提高拌和效率。根据项目中对混凝土生产能力要求的不同，不同的拌和设备场地面积应该根据产量设置不同的拌和场地。

（2） 拌和设备的合理选型。

公路路面所摊铺的沥青材料拌和设备应该根据项目的实际生产情况进行合理选型。拌和设备每小时的生产量=工程项目的规划用量／(拌和设备工作效率×影响系数×计划工作小时数)。其中，影响系数是指设备在正常生产过程中，由于设备维护以及其他不可预测因素导致的拌和设备生产量降低(通常，新设备一般取为0.8~0.85；而旧设备一般取为0.75~0.8)；而项目工程计划用量则应该根据实际的施工工艺及施工水平、公路路面接缝数量再适当增加0.1％~0.5％；而工程的计划工作小时数则应该与施工作业制度相关，通常所设置的8 h 实际作业时间一般只有6 h，而16 h 的作业时间实际上只有13 h 的作业时间，24 h 的工作设置时间实际只有20 h 左右；拌和设备的工作效率同时还应该考虑所采用的原材料情况、拌和设备的实际工作效率等因素，通常可以在0.85~0.95 之间合理进行选择。

3.2 摊铺设备的合理配置

作为公路机械化施工的重要机械设备之一，摊铺机的选择过程中应该根据公路施工作业路面的具体标准进行选择。我国当前高等级公路路面通常单幅路面的宽度在10~14 m 之间，部分加宽的路面宽度将达到17~20 m。对于等级较高、城市交通主干道，则应该采用2 台及其以上的摊铺机械形成梯队作业的施工模式。因此，在摊铺机械的选择过程中，应该满足下列要求：摊铺机械的总实际生产力(Q)应该大于拌和设备的实际总生产率；摊铺机械应该设置有自动、半自动摊铺调节摊铺厚度的找平装置；施工过程中应该有足够容量的受料斗，且在自卸车换车的间歇期能保证连续摊铺；确保摊铺机械有可加热的振动夯实板及同步压实装置，确保摊铺机械的摊铺宽度可调。

3.3 碾压机械设备的合理配置

在选择碾压机械设备型号时，确定摊铺机械的实际生产能力之后，即摊铺机械的型号确定之后，就可以根据相关参数确定对应的碾压设备型号。碾压作业是公路路面施工的重要程序之一，对路面强度、稳定性、疲劳寿命等直接相关。碾压作业工作的主要内容为：碾压设备的型号选择、相配套设备的组合、碾压温度的控制、碾压速度的控制、碾压方式的选择等。

在选择碾压机械型号时，主要考虑如下两个因素：其一，保证摊铺机械与碾压设备之间生产能力的相配套；其二，保证公路路面碾压的压实度达到要求的同时，确保路面结构不被破坏。在确定路面压实度时，可以根据路面结构层的厚度、宽度等来确定。对于混凝土路面的施工，可以采用配置四台压路机(两台钢轮压路机，两台轮胎式压路机)的配置方式。而对于高等级的混凝土公路施工，则主要采用双轴的双轮式碾压机械。该设备压实宽度、压实致密性以及压实平整度等效果较佳。

3.4 混合料运输车的合理配置

一个完整高效的运输系统是保证摊铺机械得以正常运转的重要机械施工设备。在公路的机械化施工过程中，以沥青混合料运输车辆为例，应该根据沥青搅拌设备的位置、施工环境、摊铺机械能力、混合料运输线路、运输距离以及沥青料的主要类型与性能等，尽量采用吨位较大的自卸汽车运输。为了保证路面机械设备的正常运转，在配置运输设备的运输能力时，应该保证运输能力比摊铺、搅拌设备的能力有所富于。在选择自卸车型号及数量时，应该对相关技术参数进行确认：道路的阻尼系数λ =1.2 ， 空车运行速度Vk =50 km/h ， 载运速度Vz =40 km/h ，车辆掉头换挡时间Td =6 min ，每车载重量M =20 t ，其最远的运输距离Ly =13 km ，拌和设备实际利用率η =90% 。那么，应该配置的自卸运输车辆数目：在施工过程中可以利用式(1)进行计算得到准确的机械设备数量。在公路的实际施工过程中，可能存在着运输车辆机械故障的问题，影响拌和机摊铺设备的正常工作，因此一般应该适当增加5 台左右的自卸运输车辆。

3.5 洒布车的合理配置

假设一辆洒布车的生产率为： QL =qVBL ，设单位面积路面的洒布量q =1.1 L/m2 ，摊铺机的洒布宽度为BL ，洒布速度为V，那么洒布车的生产率可以利用公式QL =qVBL 计算得到。因此，每天能够满足施工的洒布量为：W =8qQL /(ph)完成车辆的洒布量W 所需要的施工时间为：t =W/QL 。从具体的工程实践计算来看，车辆完成洒布的时间远远小于每天的8 h 工作时间。

3.6 装载设备的合理配置

装载设备是保证混合料供应系统得以正常运转的重要设备。在拌和设备系统正常工作的过程中，只有保证装载设备及时的给拌和设备送入足够的料才能保证整个系统的持续稳定运行。

3.7 其他机械设备的配置

除了上文中论述的相关机械设备之外，路面施工机械还需要其他的相关配套设备予以配合，诸如：洒水车、路面切缝机械、小型振动压路机等路面机械设备。在机械化的公路路面施工设备当中，由于洒水车、路面切缝机械以及小型振动压路机械等设备的工作负担并不大。其中，洒水车主要担负给其他的施工机械设备加水以及公路路面的清洗、洒水工作；路面切缝机械主要负责对已施工的路面进行分割与切缝，合理设置路面伸缩缝；而小型振动压路机主要担负其其他附属工程的压实工作，其压实工作量通常较小，配置的数量并不要求很多。通常而言，在每个机械化的公路施工项目中，只需要配置1 台洒水车、1 台路面切缝机械以及1 台小型振动压路机即可。

4 结语

公路的机械化施工是一个连续的整体过程，而机械施工设备是整个施工项目机械设备的主力，且各个环节环环相扣。在施工过程中，只有保证各种类型的机械设备得到科学合理的配置，才能保证整个机械化设备得以顺利运转。

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