瀝青混凝土攤鋪機是一種集機、電、液、人工智能于一體的高科技產(chǎn)品。隨著高等級公路和城市道路的蓬勃發(fā)展,瀝青攤鋪機在路面施工中地位舉足輕重,對瀝青攤鋪機的要求也越來越高。如何選擇技術性能優(yōu)越、可靠性強、適用性好、經(jīng)濟性好的瀝青混凝土攤鋪機就顯得尤為重要。

攤鋪機施工圖（圖片源自網(wǎng)絡）

基本機械結(jié)構(gòu)及性能分析

（1）液壓系統(tǒng)

瀝青混凝土攤鋪機的行走轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、螺旋、刮板系統(tǒng)及其它輔助系統(tǒng)都經(jīng)歷了由機械傳動到液壓傳動的變革,液壓傳動以其高的傳動效率、靈活的傳動方式、優(yōu)越的控制性能和高可靠性低故障率成為主流;液壓系統(tǒng)也經(jīng)歷了由初始的開環(huán)式系統(tǒng)到閉環(huán)式系統(tǒng)的變革,開環(huán)系統(tǒng)由于不易無級調(diào)速、元件分散、效率低、不易連續(xù)控制的缺陷,逐漸被閉環(huán)控制系統(tǒng)所取代。

（2）行走驅(qū)動機構(gòu)

國內(nèi)外大中型攤鋪機均采用履帶行走機構(gòu),履帶行走機構(gòu)以接地比壓小、附著性能好、攤鋪平整度好,而得到廣泛的應用;驅(qū)動裝置,過去都采用液壓馬達加鏈條或減速器組合形式,現(xiàn)在都采用液壓馬達加行星齒輪減速器,配套驅(qū)于一致。輪胎式行走機構(gòu)用于中小型攤鋪機上,以其高機動性能、低攤鋪幅度的自身特點在低端攤鋪機上廣泛應用。

（3）機電液一體化

現(xiàn)代化的瀝青攤鋪機已發(fā)展成為機械、電控、液壓傳動與人工智能為一體的先進設備,依靠電控可以實現(xiàn)恒速攤鋪、直線行走、圓滑轉(zhuǎn)向、輸料比例控制、振搗頻率預選、熨平裝置的浮動、提升、下降、鎖定、增壓、減壓、延時、平整攤鋪、電氣故障報警和故障部位識別等功能。

（4）恒速控制系統(tǒng)

攤鋪機攤鋪速度的不穩(wěn)定,是影響攤鋪路面平整度的主要因素。速度不穩(wěn)定的主要原因有:

①發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化。

② 液壓元件容積率的變化。

③ 履帶滑轉(zhuǎn)率的變化。

這三方面均與攤鋪作業(yè)中負載的突然變化有關。攤鋪機的恒速不能僅通過控制發(fā)動機的油門或手動控制行走變量泵來實現(xiàn)(不能保證攤鋪速度的精確控制) ,現(xiàn)代化的攤鋪機大都通過在行走液壓馬達安裝速度傳感器,將檢測到的速度信號與設定速度進行對比處理,然后輸出信號控制行走變量泵;同時安裝恒功率控制系統(tǒng)也是保證在負荷突然增大時發(fā)動機不掉速的有效手段,即各系統(tǒng)自動分配功率,當出現(xiàn)發(fā)動機掉速時,螺旋和振搗消耗功率大的系統(tǒng),自動調(diào)整螺旋轉(zhuǎn)速及振搗頻率,降低液壓系統(tǒng)功率,避免掉速,實現(xiàn)勻速攤鋪,保證平整度。

（5）自動調(diào)平控制系統(tǒng)

自動找平控制系統(tǒng)從數(shù)據(jù)源的類型可分為模擬信號和數(shù)字信號,數(shù)字式控制器不僅提高了系統(tǒng)的控制精度,也提高了系統(tǒng)的綜合性能:如能進行故障報警、故障診斷、顯示運行狀態(tài)等,已得到廣泛的應用.數(shù)據(jù)的采集方式分為:接觸式和非接觸式。接觸式找平有拉鋼纖和拖長滑靴,都比較易于實現(xiàn),簡單易行,投資少,可實現(xiàn)縱向的、接觸范圍內(nèi)的有限平整度;非接觸式找平有超聲波和激光兩種形式,能高精度、高可靠性、全面補償校正偏差,實現(xiàn)了自動調(diào)平系統(tǒng)的網(wǎng)絡化、智能化控制。以超聲波檢測技術為核心的非接觸式平衡梁,其技術成熟,多組多探頭智能控制系統(tǒng),探測范圍大,精度高,全面補償校正偏差,能交替使用面基準和線基準,可實現(xiàn)大范圍的平整度控制。

（6）連續(xù)輸料技術

攤鋪機供料系統(tǒng)的驅(qū)動功率占發(fā)動機總功率的50 %以上,輸料量與生產(chǎn)率之間的匹配影響路面的平整度。如何實現(xiàn)在設定的攤鋪速度、寬度、厚度情況下的連續(xù)穩(wěn)定供料,并且保證液壓系統(tǒng)負荷穩(wěn)定,就需要對左右刮板輸料系統(tǒng)和左右螺旋輸料系統(tǒng)采用的變量泵及非接觸式料位器,分別比例控制,提高傳動系統(tǒng)可靠性。熨平板中的螺旋分料器是由邊端的變量泵直接驅(qū)動,可正反向旋轉(zhuǎn),使料槽內(nèi)混合料可向兩邊集中或推向單邊,不會導致產(chǎn)生離析的阻料現(xiàn)象,螺旋高度快速可調(diào),料斗兩側(cè)翼板可單獨控制。

（7）抗離析攤鋪技術

離析是攤鋪機大寬度攤鋪很難解決的問題。攤鋪機攤鋪路面時物料離析有4 種形式:橫向、豎向、縱向帶狀、窩狀離析。其中橫向離析出現(xiàn)最多、危害最大。可結(jié)合自身攤鋪機結(jié)構(gòu)特點,開發(fā)相應的抗離析技術:

①采用螺旋葉片全埋輸料方法,大小粒料能被均勻輸送,減少了橫向離析。

②螺旋高度多級、無級調(diào)整,可對攤鋪層粒料再次連續(xù)攪拌,在厚度方向上避免豎向離析。

③合理設計螺旋直徑,螺旋輸料通道可根據(jù)攤鋪厚度相應加大,改善物料阻滯現(xiàn)象,避免縱向帶狀離析。

（8）熨平裝置結(jié)構(gòu)

熨平板是攤鋪機的關鍵部件,它直接關系到攤鋪路面的質(zhì)量。從結(jié)構(gòu)形式可分為機械加長和液壓伸縮兩種;機械拼裝整體剛度高,對于提高攤鋪路面平整度有好處;從預壓實機構(gòu)可分為單夯錘、雙夯錘、液壓振動壓力梁等多種組合,這是預壓實度達到90 %以上的保證,是提高平整度必備的機構(gòu);在攤鋪機停機再啟動時,由于熨平板自重和物料承載能力的關系會出現(xiàn)熨平板壓痕、大臂下沉以及起步熨平板爬升現(xiàn)象,嚴重影響路面平整度。在新型國外進口攤鋪機上運用了自動控制熨平板防爬鎖和防沉鎖:短時間停機時鎖住熨平板提升油缸的下腔,防止下沉造成壓痕;開機時延時鎖住熨平板提升油缸的下腔,攤鋪一個熨平板寬度后再打開下腔浮動攤鋪;長時間停機,在開機時同時打開熨平板提升油缸的下腔,延時鎖住上腔,攤鋪一個熨平板寬度后再打開上腔浮動攤鋪,以控制熨平板爬升;另外根據(jù)測量的物料溫度間斷點火,保溫熨平板。

（9）數(shù)字化控制技術

由于機電液一體化在攤鋪機上的廣泛運用,電控系統(tǒng)已成為衡量攤鋪機先進與否的一個重要標志;新一代微機控制、CAN 系統(tǒng)總線設計為攤鋪機功能的擴展提供了空間。如采用了全電子管理系統(tǒng)(EPM 系統(tǒng))、采用液晶顯示屏技術和故障自動診斷系統(tǒng)等。影響攤鋪機攤鋪質(zhì)量的主要因素有:

①攤鋪速度能否恒定。

② 物料能否連續(xù)適量輸送。

③ 物料能否攤鋪均勻。

④ 路況和物料的干擾能否有效控制。國內(nèi)外各種品牌的攤鋪機都會強調(diào)產(chǎn)品在某些方面優(yōu)于其它品牌,需要從眾多的功能配置中作適用性分析,有針對性選擇符合自己實際工程需要機型。

適用性分析及使用性能評價

（1）不可盲目追求攤鋪機的多功能攤鋪

① 攤鋪質(zhì)量要求:良好的瀝青面層對攤鋪機的熨平板、自動找平系統(tǒng)要求較高,元件精密,而一旦攤鋪基層穩(wěn)定材料,熨平板、供料系統(tǒng)會產(chǎn)生非常大的磨損,這將嚴重影響面層的施工質(zhì)量。

② 不同材料要求攤鋪機的地面附著力不一樣。

③ 不同材料攤鋪作業(yè),攤鋪機負荷差異大:攤鋪基層材料比瀝青材料時負荷一般要大30 %～40 % ,單位時間內(nèi)機械各方面磨損要嚴重得多,對發(fā)動機、熨平板、輸料機構(gòu)等機械重要部件造成較大損傷,降低機械的有效使用壽命,經(jīng)濟上不合算。綜上所述,對于市政道路的攤鋪對攤鋪機的選擇應在滿足高攤鋪精度、使用的靈活性、經(jīng)濟性情況下, 不要過于追求攤鋪機的多功能作業(yè)。

（2）攤鋪寬度和攤鋪厚度的科學設置

瀝青攤鋪機寬度和厚度的選擇應權衡多方面因素,綜合確定,包括:工程的實際需要、瀝青站的生產(chǎn)能力、攤鋪的質(zhì)量要求。攤鋪機的攤鋪厚度一般都在0～300 mm 之間,完全可以滿足施工要求,配置趨于一致。厚度越大,預壓實度越小,施工平整度、壓實度無法保證。 不可盲目追求攤鋪寬度,以全幅攤鋪來提高平整度是個誤區(qū),理由有以下幾點:

①攤鋪寬度大,螺旋分料器運送混合料距離長,不可避免粗細料的離析,影響路面質(zhì)量,造成早期損壞。

②在攤鋪機重量和功率一定的情況下,寬度越大,平均到料層上的振搗力越小,預壓實密度越小,增大了壓路機的碾壓工作量;由于初壓密實度小,在重型壓路機不能緊密跟進碾壓情況下,嚴重影響平整度;物料降溫后,影響壓實度; 而小型壓路機容易產(chǎn)生推擁, 影響平整度。

③寬幅攤鋪,表面看上去平整,但中間和邊緣的密實度不一樣,在壓路機碾壓后橫向平整度不能保證。

綜上所述,建議市政道路的攤鋪機應選擇9 m以下機型。 攤鋪機與瀝青混凝土攪拌站生產(chǎn)能力應大致匹配。攤鋪機理論生產(chǎn)能力為Q = hB VρK (1)其中, h 為攤鋪層厚度; B 為攤鋪寬度; V 為攤鋪速度;ρ為攤鋪密實度; K 為時間利用率(0. 75～0. 95) 。以ABG-325 為例:攤鋪寬度為9 m ,攤鋪層厚度為0. 1 m ,攤鋪速度為5 m/ min , 其理論生產(chǎn)率為550 t/ h ,目前拌和設備生產(chǎn)能力無法滿足攤鋪機的連續(xù)作業(yè)需要,增大了停機待料的次數(shù),必將嚴重影響路面平整度,應在攤鋪機的攤鋪寬度、厚度和攤鋪速度上作出調(diào)整。

（3）熨平機構(gòu)的合理選擇

熨平板的選擇主要從以下三方面考慮:

①機械加寬熨平板和液壓伸縮熨平板的選擇:機械加寬熨平板由于整體剛度好,抗形變能力強,在寬幅攤鋪和基層大負荷攤鋪時經(jīng)常選用。目前攤鋪機大都采用液壓快速連接和拆開機構(gòu),拆裝麻煩的缺陷有所改善,攤鋪機寬度經(jīng)常調(diào)節(jié),宜選用液壓伸縮機型。

② 振搗方式的選擇:單夯錘由于其擊振力有限,難以達到90 %以上的初壓實度,對路面的平整度有影響,很少單獨使用;雙夯錘設計和單夯加液壓振動壓力梁設計都可滿足預壓實度的要求,在選擇時不必過分追求雙夯,振動梁可以大大加快熨平板下混料的流動性,減小熨平板的磨損,實現(xiàn)物料均勻性和平整度。

③ 加熱方式的選擇:福格勒專利的電加熱以加熱便捷、均勻著稱,但增加發(fā)動機負荷, 相對易出故障。兩種形式熨平板都各有利弊。

（4）自動找平系統(tǒng)的選擇

找平系統(tǒng)應根據(jù)施工路況綜合選擇:在狹窄區(qū)域、小范圍施工,滑靴因不會出現(xiàn)碰撞,是一種適合市政道路施工的理想選擇;在障礙物較多的施工路段,使用機械式縱坡傳感器探測鋼纖也是市政道路攤鋪常用、易行的選擇;而對于大范圍長距離的攤鋪,多探頭超聲波數(shù)字找平儀和長距離激光縱坡傳感器則可以保證較長路段整體的平整度。

綜上所述：

（1)要求攤鋪機多功能攤鋪是不現(xiàn)實的,專業(yè)攤鋪穩(wěn)定基層和專業(yè)攤鋪瀝青混合料,無論從機械的維護和保養(yǎng),還是運營成本來說,都是經(jīng)濟的、科學的。

（2) 不必盲目追求攤鋪機技術上的先進性、配置上的高端要求,生產(chǎn)能力、攤鋪寬度和技術性能只要達到使用要求,不必作太高要求。

（3) 供料機構(gòu)和熨平機構(gòu)功能的完善是保證攤鋪性能的關鍵;找平系統(tǒng)的選擇應因地制宜。

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