沥青混凝土路面机械化施工中机群管理策略探讨

赵素刚

(中国水利水电第十三工程局有限公司，天津300384)

0 引 言

随着技术的不断进步，高等级公路沥青混凝土路面铺筑已基本实现了机械化作业，而由沥青搅拌站、运料车、摊铺机、压路机等机械设备组成的机群施工系统则在机械化作业的过程中发挥着重要作用。

机群施工系统的机械化程度高，其使用性能在相当程度上取决于内部配置的合理性，由于系统内各类设备间存在着相互配合、相互制约的关系，因此若仅依靠以往经验或定性认识进行机械搭配，就很容易引起生产效率下降、施工成本上升的问题。

所以在实际工程中，管理人员应以机群的综合性能为依据，结合项目建设的实际情况对机群进行合理配置、科学管理，以便为争创优质工程、经济效益最大化工作目标的实现提供有效保障。

1 机群施工系统管理工作的重要性分析

对于机群施工系统的管理，就是以提高系统的经济效益为目标、以系统内各类机械设备为对象，通过一系列科学有效的方法和措施对设备的物质和价值运动过程进行管理，简单的讲，就是对机群施工系统从设备选型开始到报废更新为止的全过程进行科学管理。

近年来，公路工程领域的市场竞争正随着我国公路事业的快速发展而变得日趋激烈，在这样的时代背景下，公路工程企业想要实现自身的可持续发展，就必须在施工管理中引进系统工程的理念和方法，使设备效率和经济效益始终处于理想状态，从而更好的实现资源优化配置的目标，以此为项目建设社会、经济效益以及企业自身经营目标的实现提供保障［1－3］。

2 施工机械的合理选型

施工机械的合理选型对于保证沥青混凝土路面的铺筑质量具有重要意义，原因在于:若存在机械不配套问题，摊铺机就无法处于连续、匀速、无间断作业的良好状态，施工质量也会因此下降。

为避免发生这一问题，管理人员在配套选型的过程中必须紧密围绕“保障摊铺机连续作业”的目标，具体来说，就是结合工程的实际情况，以摊铺机前进2 ～4 m/min作为基本参数对各类机械的需求量进行计算。

下面，我们就结合某次工程的设计情况，对施工机械的合理选型进行分析和讨论［4－5］。

2.1 沥青混合料拌和站

该设备的主要工作任务是提供温度适宜、拌和均匀、符合设计及相关规范要求的沥青混合料，在实际工程中，以生产率QB作为沥青混合料搅拌设备选型的依据，其计算公式为:

式中:L、B、H 分别代表铺筑长度、摊铺宽度、铺筑厚度，m;D 为压实密度，t/m3;T 为施工工期，d;K 为开工日系数，取值范围一般为0.8 ～1.0;t 为每日实际运转时间，h。

在 此 次 工 程 中，L、B、H 分 别 为26 000 m、21.75 m、0.09 m;D=2.4 t/m3;T=60 d;K=1;t=10 h。将以上数值代入公式，可得 QB为203.58 t/h。根据计算结果，最终确定采用理论生产率为240 t/h的LB3000 型沥青拌和机。

2.2 自卸汽车

该设备的主要工作任务是输送沥青混合料，从使用性能和经济效益两方面考虑，自卸汽车的承载量≥10 t。根据以往的实践经验，想要让摊铺机处于连续作业的良好状态，至少应有3 辆自卸汽车处于等待卸料的状态。

设自卸汽车的数量为N，则其计算公式为:

式中:a 为储备系数，取值范围一般为1.1 ～1.2;t1、t2、t3分代表重载运行时间、空载运行时间、卸料与等待时间，min;t4为沥青混合料拌和机装满一辆自卸汽车所需时间，其计算公式为:

式中:QB为沥青混合料拌和机的生产率，t/h;G 为自卸汽车承载量，t。

在此次工程中，以上参数的具体值为:a=1.1;t1=32.5min;t2=20min;t3=15min;QB=240 t/h;G=30 t;t4=6。将以上数值代入公式，可得n 为13.48，即想要保障摊铺的连续性，应选配14 量自卸车进行运输。

2.3 沥青摊铺机

沥青摊铺机的型号应根据设计要求、工程量、工期等进行选择，其作业能力QT的计算公式为:

式中:QB为沥青混合料拌和机的生产率，t/h。结合本次工程的实际情况，QT=312 t/h，因此选择理论生产率为800 t/h的三一LTU90C 型沥青摊铺机。

2.4 压路机

单位线压力是决定压路机压实作用的主要因素，在实际工程中，需要结合所用材料强度、施压后所应达到的承载力水平等对单位线压力进行合理选择。

除此之外，管理人员还要考虑各道工序对压路机提出的不同要求，例如，初压时所用压路机的单位线压力和前进速度应相对较小，终压时所用压路机的单位线压力和前进速度则应适当提高。就当前比较常用的压路机性能来看，其工作速度一般为1.5 ～4km/h，结合此次工程摊铺宽度较大的实际情况，管理人员最终确定采用两台YZC13C 型双驱动振动压路机。

3 施工机群的合理配置

在最终成为沥青混凝土路面前，混合料需要依次经过搅拌站、自卸汽车、摊铺机等多种机械设备的处理，由此我们不难看出，在整个机群施工系统中，各类机械设备被紧密的结合在一起，共同完成机械化施工作业的任务。

搅拌机持续供应混合料、始终有2 ～3 辆自卸汽车等待装卸料、摊铺机始终匀速向前推进、压路机可紧跟摊铺机持续匀速完成压实作业是施工机群最为理想的作业状态，为了实现或最大程度贴近这一状态，管理人员就必须在准确估计施工生产规模的基础上，对设备的型号、性能、数量、运行参数等因素进行综合考虑。

在满足现行规范和设计要求的前提下，给出科学合理的施工机群配置方案并在实际施工中对其进行不断的补充、完善和优化，将各类影响因素的负面作用压缩在最低限度，最终实现机群作业质量、效率、效益最优的管理目标。

3.1 固定生产要素的初始配置

所谓固定生产要素，就是指那些性能和数量一旦确定就不再轻易变更的机械设备，在沥青混凝土路面机械化施工机群中，沥青混合料搅拌机、摊铺机、压路机都属于此类设备。

3.1.1 沥青混合料搅拌站

管理人员应根据工程量以及工期要求计算出搅拌站的最小生产力，在综合考虑设备性能、工作连续性以及运行经济性的基础上，最终确定沥青混合料搅拌机的数量。

3.1.2 沥青摊铺机

在沥青混凝土路面机械化施工的机群管理工作中，“后续机械生产能力应略大于前导机械”是一个非常重要的配置原则，根据这一原则，搅拌站位于整个施工流程的起始环节，因此机群中各单机的全部工作过程必须满足搅拌站的生产能力。

反映在沥青摊铺机的配置上，就是摊铺机每小时对沥青混合料的消化能力不得小于搅拌站每小时的生产能力，摊铺机的工作速度和数量均依照这一要求进行确认。

3.1.3 压路机

在施工过程中，压路机紧跟摊铺机之后负责完成对沥青混合料的压实处理，根据“后续机械生产能力应略大于前导机械”原则，压路机每小时压实的路面长度不得少于摊铺机每小时铺设的路面长度，压路机工作速度由此确定。

需要注意的一点是，若由此得出的压路机工作速度超过了国家现行规范的限制要求，则应适当增加压路机数量，严禁采用违规提速。

3.2 可变生产要素的初始配置

所谓可变生产要素，就是指性能和数量在确定后仍可灵活变更的机械设备，在沥青混凝土路面机械化施工机群中，自卸汽车属于此类设备。根据以往的实践经验，在确定工程所需运输力量的过程中，最小、最大运料汽车数量这两个机群静态配置中的极限值是非常重要的参考值，管理人员可借此完成对动态规模范围的控制。

根据前文所述“后续机械生产能力应略大于前导机械”的配置原则，管理人员需要分别计算最小、最大运距所对应的自卸汽车最小数量。

3.3 施工工序对沥青混合料温度的要求

沥青混合料的温度控制不仅决定着施工质量的整体水平，而且还会对工艺流程、机群配置等产生影响，所以在设计机群配置方案时，管理人员务必要对沥青混合料的温度特性进行充分考虑，以此保障配置方案的技术可行和经济最优。

沥青混合料温度损失的影响因素有2 个，分别是运输时间和大气温度:

3.3.1 运输时间

一般情况下，运输时间越长，混合料的温降就越大，即混合料温降与运输时间成正比关系，所以对于运输时间的合理控制也就成为了控制混合料温降的重要手段。

3.3.2 大气温度

根据以往的理论研究成果和实践经验，大气温度主要在“摊铺、初压、复压、终压阶段”产生影响。所以当施工进入这一阶段时，管理人员应注意根据大气温度的实际情况对混合料出料温度进行针对性调整。

需要说明的一点是，如果出现在规定范围内调整混合料出料温度却依然无法满足要求的情况，则说明当前采用的机群配置方案在技术上不可行，调整对象应及时由出料温度转换为机群施工配置。

4 结 语

沥青混凝土路面机械化施工中的机群管理本身就属于一项系统性工程，涉及学科较广，所需专业知识较多。本次研究认为，想要确保施工质量、效率和效益，就必须按照系统工程的理念对机群作业系统进行科学管理。

在此次工程中，管理人员通过对多数量、多机种机械机群的科学管理，以最优配置满足了机械化机群施工的需要，所运用的思想和管理方式对同类工程具有参考和借鉴的价值。

［1］曹立强.公路工程路面沥青混凝土施工技术与质量管理［J］.交通世界，2014(20):50－51.

［2］李景国.沥青混凝土路面机械化施工管理［J］.交通世界，2014(11):310－311.

［3］赵岭.沥青混凝土路面施工中质量动态管理方法的应用［J］.交通世界，2014(08):43－44.

［4］崔明辉、朱厚民.浅谈公路施工机械设备对沥青混凝土路面施工质量的影响［J］.建设机械技术与管理，2011(03):82－83.

［5］陆宏新、莫志凡，等.沥青混凝土路面机械化施工机群作业规律研究［J］.黑龙江交通科技，2013(11):181－182.