沥青混合料摊铺机工作原理及结构参数

沥青混合料摊铺机工作原理及结构参数摘要：沥青混合料摊铺机是铺筑高等级公路沥青路面必不可少的重要工具。本文简单地介绍了摊铺机的结构组成、工作原理、结构参数的调整和选用。关键词：沥青混合料摊铺机摊铺机结构参数沥青混合料摊铺机是将沥青混合料均匀摊铺在道路基层上，并进行初步振实和整平的机械。分履带式和轮胎式两种。由牵引、摊铺和振实、熨平两部分组成。前者包括机架、动力装置、行走装置、料斗、料门、刮板输送器、螺旋摊铺器和驾驶室等。后者包括牵引臂、振实机构和熨平装置（由熨平板、厚度调节器、拱度调节器和加热装置等组成）。一、沥青混合料摊铺机的工作原理振实机构采用熨平板和装置在熨平板前的振捣器，或采用振动熨平板，或振捣器和振动熨平板两者同时采用，以提高振实效果。振实、熨平部分通过左右牵引臂铰接在机架两侧，能上下浮动地压在铺层上前进。作业时，摊铺机的前推辊顶推着载料自卸汽车后轮前进,并接受沥青混合料。卸于料斗内的沥青混合料,由斗底左右两个独立驱动的刮板输送器送至螺旋摊铺室，送料量由后斗壁左右两闸门分别控制。螺旋摊铺器有左右两螺旋，同时将料向左右两侧均匀摊铺，但亦能左右各自独立驱动。随着摊铺机的向前移动，振实、熨平部分按一定的宽度、厚度和拱度对铺层进行初步振实和整平。熨平板内装有加热装置，以便在寒冷季节或在作业开始前对板底进行加热，防止沥青混合料的粘附。由于熨平板有浮动特性，故能通过厚度调节器来改变熨平板底面相对于地面的仰角，以调节铺层厚度。在作业过程中，浮动熨平板还能减少路基或路面基层高低不平对铺筑平整度的影响。有些摊铺机的熨平板连同振捣器制成伸缩式，螺旋摊铺器可接长或缩短，以铺筑不同宽度的路面。熨平板的调节有手动或半自动的。60年代以来，采用了自动调平装置，它是以预置张紧钢丝绳、平整的路缘石或已铺筑好的路面作为基准，利用传感器随时检测因路基或路面基层高低不平而造成熨平板相对于基准所发生的位置偏差，并不断调整左右牵引臂的牵引点位置，以改变熨平板底面的仰角，达到高精度整平的目的。一般能满足高速公路的要求。影响路面铺筑质量的因素还有沥青混合料的性质、进料数量和摊铺工作速度等，因此近年来出现了能够自动控制铺筑层的平整度、供料速度和摊铺工作速度的全液压、全自动的沥青混凝土摊铺机。二、沥青混合料摊铺机结构参数的调整与选用所谓沥青混合料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了不同的结构参数时，所铺筑出摊铺层的性质就不一样，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。这个基本宽度，小型机约2m，大型机略大于3m。若摊铺层的宽度小于熨平板的基本宽度，则很难摊铺；若大于基本宽度，则可借加宽熨平板的办法摊铺。加宽不是无限制的，目前见到的摊铺机其熨平板最大加宽达12m，路面再宽，只好采用纵向接缝的办法分次摊铺，或采用多台摊铺机呈梯队形同时作业。加宽熨平板的方法，前已述及，即单层式熨平板采用拼接法，双层式熨平板采用液压法。这里着重指出的是，当使用具有单层式熨平板，且单机作业，路面宽度又很大于熨平板加宽后的最大宽度时，如何组合熨平板的宽度。这时，组合的原则是，在该组合宽度下铺成的路面纵缝最少，且剩下的最后一道铺幅要略大于熨平板基本宽度。这样，既能保证路面质量，又能节省工时，还避免了因剩下的最后一幅太窄不得不用人工摊铺的缺点。在遵从上述原则组合熨平板宽度时，还应顾及到纵向接缝最好能位于路面的纵向标志线上，尽量不要设在主车道的中间位置。此外，加宽熨平板时还要遵从对称原则，即组合后的熨平板要尽量对称于摊铺机的纵轴。否则，将因摊铺机左右阻力不等而易自行走偏，为维持其沿路线方向前进，驾驶员不得不频繁操纵，从而殃及摊铺层的平整。在进行多层路面施工时，摊铺机熨平板宽度的组合还应注意要避免上下层间纵缝的重合。2、熨平板工作角的调整与选用已如前述，在摊铺机供料充足保证恒速前进，且混合料性质不变的前提下，熨平板工作角一旦固定，摊铺层厚度就固定下来。也就是说，欲铺一定厚度的摊铺层，熨平板须具有一定的工作角。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，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。这样反复调整，直到摊铺层厚度恰与要求的松铺厚度相等，此时的工作角角度即为正式摊铺该层时应取用的工作角数值。请注意，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。因为高等级公路，尤其是高速公路都设有中央分隔带，无须进行拱度调节，故不拟赘述。4、螺旋分料器的调整与选用螺旋分料器的调整与选用，主要是指其长度、位置和叶片直径的调整和选用。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。调整后螺旋分料器的长度，应小于熨平板的宽度。通常熨平板宽度两侧的挡板间各留约50cm的空档，以减少混合料的挤压和叶片的磨损。螺旋分料器的位置系由螺旋叶片离下卧层高低和距熨平板前缘的距离而定的。这个位置有的摊铺机可以调整，而有的则是固定的。如v;geles-2000型摊铺机，其螺旋分料器的位置就不能调整；而blaw-knoxpf-510型机，则能在127～254mm垂直范围内进行螺旋分料器的高度调整。无疑，能调整者虽然结构稍微复杂，但使用性能好。在混合料集料粒径较大，摊铺层较厚的情况下，螺旋分料器离下卧层的距离和离熨平板前缘的距离都应稍大；反之可适当调小。螺旋分料器离熨平板前缘的距离，在保证供料充分，满足摊铺层厚度要求的前提下，宜尽量调小。否则，熨平板前缘易形成“死料”。这堆“死料”在“活料”的不断挤压下，逐渐变得密实，且随着温度的不断降低逐渐固结、变硬，一旦有团块进入摊铺层，既影响压实，又殃及平整度。不言而喻，“死料”还让摊铺机不得不额外增加部分牵引力。有的摊铺机备有两种不同直径的叶片，在摊铺较宽的路面时，宜选用大直径叶片，反之用小的。5、振捣器振幅、频率的调整与选用大部分摊铺机都设有振捣器，用于摊铺层的初步振实振捣器是设在熨平板前面的一种梁式装置，故亦称振捣梁，也俗称夯锤。它是通过液压电动机驱动一根偏心轴转动，然后带动振捣梁作上下往复运动，遂对混合料产生捣固。振捣梁的振幅一般在0～4mm之间，有的最大能达12mm。振动频率一般可在0～25hz内作有级或无级调节。振捣梁的振幅应根据摊铺层厚度、混合料类型、温度及要求的初始压实度等因素决定。当摊铺层较厚，混合料骨料粒径较大、温度较低，要求的压实度较高时，选用较大振幅；反之，则用较小振幅。振捣梁振动频率的选用，类似于振幅的选用，当摊铺层较厚，混合料较粗时，选用较高的频率。通常铺筑沥青上面层时，可根据摊铺机每前进5mm振捣梁振动一次的原则，选用振动频率。6、振动器振幅、频率的调整与选用近代摊铺机的熨平板内部设有振动器，用来激振熨平板，使之产生不同的振幅与频率，从而对摊铺层进行再一次的振实。振动器有偏心激振式和垂直激振式两种。前者是通过液压电动机带动装有偏心块的轴转动，改变液压电动机转速，就能改变振动器的频率，从而使熨平板产生不同的振幅与频率；后者是通过改变液压油注入方向，使激振块上下振动，从而迫使熨平板振动，并产生不同的振幅和频率。根据实践，在摊铺一般沥青混合料时，熨平板的振动频率宜选用33～55hz，振幅在0.4～0.8mm之间。