第四章 路面施工机械
路面机械是指在公路建设中完成路面材料的生产与施工的机械设备。由于路面是用多种材料铺筑成的多层建筑物，以及公路等级及地理位置的不同造成采用的筑路材料种类繁多，加之施工方法多样，因此路面工程施工机械的品种多种多样，其范围涉及大多数工程建设机械、运输车辆、化工和发电设备，甚至农业机械等。本章所介绍的路面机械主要是公路路面工程专用机械，即主要用于修建路面的机械。
路面机械根据其结构、性能、用途可以有多种分类方法。如果根据路面结构层，按照机械用途路面机械可分成面层施工机械、基层施工机械、沥青材料加工处理设备、石材集料加工处理设备等4类，见图4-1。
图4-1 路面机械分类
路面机械的发展与路面施工新技术、新工艺、新材料的发展密切相关，两者相辅相成，均在不断地发展。20世纪六七十年代国外路面机械发展的主要特点是大型化，到80年代初期各种路面机械都已形成规格齐全的系列化产品。之后，虽然新机种时有出现，但主要发展特点是对已有机械的局部构件进行不断的改进和提高。主要表现在广泛采用液压传动技术、精品文档
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电子技术，实现机电液一体化，提高自动化控制程度，提高机械操作性能及舒适性，提高施工质量，减轻环境污染。
为改变公路建设行业苦、脏、乱的现象，各国更加重视路面机械自动化和智能化。主要表现在普遍采用激光、超声等非接触传感技术、计算机技术，使操作更加省力、容易、舒适。不仅大型机械实现自动化控制，小型机械也实现自动化，增加随机质量自动检测控制系统，既保证工程的质量，又能提高施工效率。
第一节 稳定土拌和机械
在修筑道路和机场时，需要对基层的土壤进行加固，使基层有一定的承载强度，能够承受车辆给予公路的负荷，为了达到这种目的，在基层土壤中加入各种不同剂量的稳定材料（稳定剂），以使基层土壤获得所要求的稳定性和强度。稳定土拌和机械就是由于最初用于处理基层而发展起来的一种专用施工机械。
因此，稳定土拌和机械的主要功能即是将土粉碎，并与稳定剂（石灰、水泥、沥青、乳化沥青或其他化学剂）均匀拌和，以提高土的稳定性，形成稳定混合料，用来修建稳定土路面或加强路基。
目前，稳定土拌和机是公路、城市道路、广场、港口码头、停车场、飞机场的基层、底基层施工中必不可少的专用机械设备。使用稳定土拌和机械不仅可以节省优质土，就地取材，避免长途装运，降低施工成本，加快施工进程，更重要的是可以保证路基或路面的施工技术要求和施工质量。
稳定土拌和机械按其设备与拌和工艺可分为稳定土厂拌设备和稳定土拌和机两类（见图4-1-1和4-1-3）。下面将对两种设备分别作以介绍。
一、稳定土厂拌设备
1. 功能与分类
稳定土厂拌设备是路面工程机械的主要机种之一。是专用于拌制各种以水硬性材料为结合剂的稳定混合料的搅拌机组。由于混合料的拌制是在固定场地集中进行，使厂拌设备具有物料计量精度高、级配准确、拌和均匀、节省材料、便于计算机自动控制统计打印各种数据等优点，因而广泛用于公路和城市道路的基层、底基层施工，也适用于货场、停车场等需要稳定材料的工程，是当前高等级公路修筑中的一种高效能的路面基层修筑设备。
稳定土厂拌设备可根据主要结构、工艺特性、生产率、机动性及拌和方式等进行分类。
（1）根据生产率大小，稳定土厂拌设备可分为小型（生产率小于200t/h）、中型（生产率200～400t/h）、大型（400～600t/h）和特大型（生产率大于600t/h）等4种。
（2）根据设备拌和工艺和方式可分为非强制跌落式、非强制跌落连续式、强制间歇式和强制连续式等3种。强制连续式又可分为单卧轴式和双卧轴式。在诸多形式中，双卧轴式最常用。
（3）根据设备布局及机动性可分为移动式、部分移动式、可搬式、固定式等多种型式。
（4）根据物料计量形式可分为容积计量和电子动态称重计量拌和设备2种。
移动式厂拌设备是将全部装置安装在一个专用的拖式底盘上，形成一个大型的半挂车，可以及时转移施工地点。设备从运输状态到工作状态，不需要吊装机具，仅依靠自身的液压机构就可以实现部件的折叠和就位。这种厂拌设备一般具有中、小型生产能力，多用于工程量小、施工地点分散、经常移动的公路施工工程。 精品文档
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分总成移动式厂拌设备是将各主要总成分别安装在几个专用底盘上，形成两个或两个以上的半挂车或全挂车形式。各挂车分别被拖动到施工现场，依靠吊装机具将设备安装、组合成工作状态，并可根据实际施工现场条件合理布置。这种形式多在大、中型设备中采用，适用于工程量较大的公路施工工程。
部分移动式厂拌设备是将主要部件安装在一个或几个特制的底盘上，形成一组或几组半挂车或全挂车，依靠拖动来转移土地；将小的部件采用可拆装搬运的方式，依靠汽车运输完成工地转移。这种型式在大、中型厂拌设备中采用，适用于城市道路和公路施工工程。 可搬移动式厂拌设备是将各主要总成分别安装在两个或两个以上底架上，各自装车运输实现工地转移，再依靠吊装机具将几个总成安装、组合成工作状态。这种形式在小、中、大型厂拌设备中采用，具有造价低、维护方便等特点，适用于各种工程量的城市道路和公路施工工程。
固定式厂拌设备固定安装在预先选好的场地上，形成一个稳定土生产基地。因此，一般规模较大，具有大、特大生产能力，适用于工程量大且集中的城市道路、公路施工工程。
2.稳定土厂拌设备的技术特点
稳定土厂拌设备稳定土厂拌设备在技术特点上已经相对较为完善，在集料的计量方面大多采用了先进的工业电脑控制体系，实现了骨料、水泥和水的主动配比，具备计量正确、牢靠性好、搅拌平均、操作不便、环保好；在结构方面需安装在固定地点作业，整机庞大，占地面积大，还需配置运输车辆和装卸机械才能将成品料运至施工现场，因此使用成本高。目前，稳定土厂拌设备技术特点也有新的发展。
（1）颗粒含水率快速连续检测技术
含水率对稳定土的力学性能和施工质量影响很大。原材料的含水率受气候影响而变化，特别是砂料、粉煤灰等细料的变化更大，这将直接影响到成品料的含水率和骨料级配的准确性。因此，必须及时测出原材料的含水率，并通过准确控制供水和供料量，使成品料的各项配比保持一定，从而保持成品料的质量。目前，该项技术已取得很大的进展，电容式、中子式、红外线等粒料含水率快速连续检测仪已推向市场，正在提高可靠性和检测的适用范围，降低成本，尽快普及使用。
（2）既能连续又能间歇强制拌和的多用途厂拌设备
为了扩大厂拌设备的使用范围，一些厂家正在研制了具有连续搅拌作业和间歇搅拌作业两种功能的厂拌设备，使其不仅能拌制稳定材料，也能拌制各种水泥混凝土混合料。通过键盘操作转换物料的计量程序，实现物料的连续计量与输送或分批计量与输送。在连续计量时，搅拌机中叶桨安装成常用的卧式双轴强制连续搅拌机，能生产稳定土；在间歇计量时，搅拌机中的几个叶桨改变安装角（反向），使物料在搅拌机中循环搅拌（搅拌时间按需要设定），能生产水泥混凝土等。该设备的关键技术，是物料的计量控制技术和搅拌机的多功能特性，是未来的发展方向。
（3）无衬板搅拌机
目前，针对稳定土的特性和连续搅拌的作业特点，研制成无衬板搅拌机。无衬板搅拌机的工作原理与有衬板的一样，但两者的抗磨机理不同。无衬板搅拌机最大限度地加大了叶桨与机体之间的间隙。搅拌机工作时，在机体与叶桨之间的间隙中形成一层几乎不移动的混合料层，起到衬板的作用，保护机体不受磨损。这种无衬板搅拌机，机体一般设计成平底斗形，具有结构简单、制造容易、质量轻、造价低、生产率高、物料不产生阻塞和挤碎现象、搅拌精品文档
精品文档 均匀等优点。
（4）组成部件间的搭配灵活多样
多数厂家的稳定土厂拌设备是由多个总成相互组配而成的，在保证设备基本性能的前提下，其部件可以根据用户实际需要进行不同的组合。总体布置型式也可根据需要施工场地而变化，可布置成“一”字形或“丁”字形，因而使稳定土厂拌设备结构型式多样，布局更为灵活，更能满足用户的多种需求。
（5）设备大型化
随着施工作业机械的不断发展，也在要求稳定土厂拌设备向大型化的方向发展，设备的生产能力不断提高。
（6）结构模块化
随着科技的发展，稳定土厂拌设备的组成部分均已系列化，对固定式稳定土厂拌设备的生产制造提供有利条件。
（7）拌和范围扩大
稳定土厂拌设备的拌和范围得到了较大的改善，使设备的利用更加有效，不仅能够搅拌稳定土，还可以搅拌其他的混合料，如碾压混凝土，乳化沥青混凝土等。
3.主要结构与工作原理
稳定土厂拌设备主要由矿料（土壤、碎石、砂砾、粉煤灰等）配料机组1、集料皮带输送机2、结合料（水泥、石灰）存储配给总成3、搅拌器4、水箱及供水系统5、电器控制系统6、成品料皮带输送机7、成品储料斗8等部件组成（见图4-1-1）。由于厂拌设备型号较多，结构布局多样，因此，各种厂拌设备的组成也有所不同。
图4-1-1 稳定土厂拌设备结构示意图
1-矿料配料机组；2-集料皮带输送机；3-结合料储存配给总成；4-搅拌器；
5-供水装置；6-电器控制系统；7-成品料皮带输送机；8-储料斗
稳定土厂拌设备，一般采用连续作业式叶桨拌和器进行混合料的强制搅拌。其基本工作原理为：把各种不同规格的矿料用装载机装入配料机组1的各料仓中，配料机组1按规定比例连续按量将矿料配送到集料皮带输送机2上，再由集料皮带输送机2输送到搅拌器4中；结合料（也称粉料）由结合料存储配给总成3连续计量并输送到集料皮带输送机2上或直接输送到搅拌器4中；水经流量计计量后直接泵送到搅拌器4中；通过搅拌器4将各种材料拌制成均匀的成品混合料；成品料通过成品料提升到皮带输送机7输送到储料斗8中，或直接装车运往施工工地。
4.稳定土厂办设备的选型
（1）稳定土厂拌设备选择依据 精品文档
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设备选择目的在于挑选技术先进、经济合理和使用安全可靠的最好设备，以保证工程任务按时按量的完成。合理选择施工机械的依据是:工程量、施工进度计划、施工条件、现有机械的施工状况及相应的配套情况等。
一般来说应注意遵循以下原则:
①设备应能适合工作的性质、适合施工对象的特点、场地大小和运输条件等施工状况，应能充分发挥设备的效能。所选设备的生产能力，应能满足施工强度的要求，施工质量应能满足设计要求。
②设备在技术上应是先进的，能满足施工中的要求。即结构先进、性能可靠，生产率稳定，且易于检修，并具有良好的安全性能和环保性能等。
③设备的购置和运转费用要少，能源消耗要低，并通过技术经济比较，优先选用生产率高，单位产品费用低的设备。
④所选用的设备技术含量要与使用、维护能力相适应，以此来充分发挥其潜在效能。 （2）稳定土厂拌设备参数及关键部件的选择
①生产率是依据稳定土厂拌设备总体方案确定的，在设计搅拌器时为已知条件。稳定土厂拌设备的生产率Q（t/h）可按下式计算：
Q3600Uqct (1)
式中:U——搅拌器应有的有效容积，m；
3
qc——混合料密度，t/m3；
t——拌和时间，s；
根据上述公式，计算稳定土厂拌设备的生产率标称值，是设备综合性能的最终体现，一般以其输出的生产能力的大小表现出来。但为使设备平稳、可靠、持续的运行，设备在实际运行中的设定生产率一般为标称生产率的80%~90%，此值也即为设备的实际稳定生产能力。此值与施工中的生产率实际需求值加以比较后，才能对设备的标称生产率进行有效确认，从而选定合适的配套设备，并充分发挥其效能。
②计量系统的选择
按照计量系统的不同可将计量分为两类：一种采用体积式计量，另一种采用质量式计量。质量计量系统是在体积计量系统的基础上，用电子传感器测出物料单位时间内通过的质量信号，并根据质量信号调节皮带输送机的转速。因此，质量式计量比体积式计量准确度要高。
对于集料的计量来讲，体积式计量包括储料斗，调速皮带输送机和集料皮带机。其输送量如下：
QrBHv
式中：Q—单位时间集料输送量，t/h； r—集料比重，t/m3 ； B—出料门宽度，m； H—料门开启高度，m； V—皮带机速度，m/h； 精品文档
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由上式可知，集料的计量是由料门开启高度和皮带调速机的速度来确定的，但由于物料的匀质性，储料仓压及环境因素的影响引起的比重改变以及供料不均，皮带打滑都易引起物料的输送量的改变，偶然超差较大，严重影响配料精度，配料精度可达3%~4%。这种计量系统结构简单，操作方便，但不能直观显示瞬时流量和累计质量，出现误差不易被发现。由于制造成本低，价格便宜，目前被应用在低等级的路面施工中，基本能够满足施工要求。 集料的质量计量系统在 每个配料口下方均装有一台由微机控制的调速定量皮带称，当集料通过皮带计量称的有效计量段时，其质量通过称重框架加到传感器上，有称重传感器将其转化成电信号，同时安装在皮带秤上的速度传感器将检测到的皮带速度转换成电信号，二者被输入到微机，经计算处理后显示集料的瞬时流量值和累计质量值，并送出瞬时流量值的模拟信号。该信号与微机的设定值比较，并输出信号送到控制器以控制调速电机，修正物料给料量，使之与设定值相等。由于该动态计量过程具有封闭的反馈，比较，运算环节，其计量精度可达1%~2%。该系统的计量精度高，操作方便，但制造成本高，可应用于高等级公路的稳定土厂拌设备和连续式混凝土搅拌设备中。
对于水泥计量系统，体积式计量采用螺旋输送机或叶轮给料机对水泥进行计量和输送，通过改变驱动电机的转速来调整水泥的输送量。由于缺少直观显示只能靠经验和现场称量进行标定，但是，称量超差较大，且不易发现，计量精度不稳定，水泥浪费严重，但制造成本低，价格便宜。
质量称量法采用螺旋电子称对水泥进行计量和输送。通过微机对测量结果的处理，调节驱动电机的速度，达到控制精度的目的。
减重称量法在水泥仓出口处装有给料蝶阀，下面与水泥计量斗相连，并在计量斗内装有传感器和可调速的螺旋输送机。通过微机控制蝶阀的开关，并称量重量采样，调节螺旋输送机的转速来控制计量精度，且计量精度高，不受环境的干扰。 对于水的计量系统：
体积式计量法，采用“水泵，可调流量阀”，通过调节流量阀改变水的流量，受水泵的转速，水压的影响，计量精度不稳定，计量误差较大，但结构简单，制造成本低，在一些场合仍在使用。
减重称量法由上下液位器控制给水装置加水，控制水的计量精度。该计量方法计量精度高，标定方便，但结构复杂，成本高，计量误差可控制在±0.5%以内，在连续式混凝土和稳定土搅拌设备中得到应用。
5. 稳定土厂办设备的施工工艺 （1）施工准备
① 材料:根据施工的要求，及搅拌的稳定土的类型，选择添加剂，如水泥，石灰，粉煤灰，凡饮用水（含牲畜饮用水）均可用于稳定土施工。
②机具设备：连续式稳定土拌合机、振动筛土机、装载机、自卸汽车、推土机、洒水车等。 ③作业条件：技术人员和操作工人全部到位；质量合格的石灰（水泥）和土料准备充足，不同粒径的土料应分别堆放；拌合系统机械设备安装调试正常，计量器具符合要求；现场试验室已经验收合格；集中拌合场地已清理整平，道路畅通，水电供应能满足生产要求。 ④技术准备：在稳定土层施工前，应取有代表性的土样进行下列土工试验：颗粒分析，液限和塑性指数，击实试验，砾石的压碎值试验；根据配合比调试拌合机电机转速或电子称平数，确定拌合机每个料斗出料的流量。 精品文档
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（2）操作工艺
①工艺流程图
配合比设计 安装调试 搅拌 出厂检验 计量 计量 计量 石灰（水泥） 土料 水
图4-1-2 工艺流程图
②操作方法
拌合站的安装和调试；设备安装要由机械员和电工共同完成。设备安装后，必须进行试运转，排除各种可能的故障，并掌握设备的运行规律。
③搅拌
配合比设计；稳定土试拌要根据调试好的参数进行稳定土拌和，以确定拌和机的各项参数是否合理；正式生产在调试完毕后，即可安排机械设备进行拌和；出厂检验是对稳定土要及时进行外观，添加剂含量，水的用量等检验，要求无明显粗细集料离析现象。
④季节性施工
冬期施工时稳定土应掺加防冻剂，其掺加量应根据施工及养生期的最低温度经试验确定；雨期施工时要减少现场存料数量，边生产，边进料，料堆搭建遮雨篷或盖苫布，并沿料堆周围开挖排水沟，加强上的含水量控制。
（3）质量标准
①基本要求
稳定土中粒径大于20mm的土块不得超过10%，且最大土块的粒径不得大于50mm。不得含有未消解颗粒及粒径大于10mm的石块。应根据原材料的含水量变化、集料颗粒变化及时调整拌和用水量。稳定土应拌和均匀、色泽一致。
②实测项目（见表4-1-1)
表4-1-1厂拌灰土质量检验标准
检测项目 生石灰 消石允许偏差或允许值 国标、行标 ≥70 ≥55 企标 ≥70 ≥55 检测方法和频率 石灰稳定土 石灰的钙镁含量 滴定法，同一批次200t一组 精品文档
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灰 水泥稳定土 水泥的强度等级 水泥的凝结时间 ≥设计强度等级 符合设计要求 符合设计要求 ±3%，以最佳含水量计 +1.5% -1.0% ≥设计强度等级 符合设计要求 符合设计要求 ±3%，以最佳含水量计 +1.5% -1.0% 散装水泥同一批次每500t一组；袋装水泥同一批次每200t一组 2000㎡一组 1000㎡一组 稳定土7d 无侧限抗压强度 稳定土含水量 石灰（水泥）剂量 500 ㎡一组或每一小时 注：稳定土无侧限抗压强度检测中，试验结果的平均抗压强度R应符合公式1的要求。
R ≥ Rd/(1-ZaCv) (1) 式中：Rd ——设计抗压强度；
Cv —— 试验结果的偏差系数；
Za —— 标准正态分布表中随保证率（或置信度a）而变的系数，高速公路和一级公路应取保证率95%，即Za=1.645；其他公路应取保证率90%，即Za=1.282。
（4）应注意的质量问题
防止添加剂的用量上下波动幅值过大，确保机械设备性能稳定。生产前要对原材料进行含水量试验，确定拌和用水的掺量。在生产过程中要严格控制原材料的稳定，以确保稳定土的均匀性。
（5）质量记录
施工过程中试验数据的记录，如土的液塑限试验记录；含水率检测记录；无侧限抗压强度试验记录；击实试验记录；配合比设计单。
二、稳定土拌和机
1.功能与分类
稳定土拌和机是一种在行驶过程中，以其工作装置——转子就地完成对道路施工现场土壤的切削、翻松、破碎作业并将土与加入的稳定剂（乳化沥青、水泥、石灰等）搅拌均匀的机械。
稳定土拌和机主要用于道路工程中的稳定土基层的现场拌和作业。由于路拌法就地取材，施工简便，成本低廉，有厂拌法不可替代的优点。稳定土拌和机现场拌和的取样检测表明：对灰土（石灰、土壤）、灰沙（石灰、砂）等小颗粒稳定材料，当稳定剂散布均匀时，性能良好的稳定土拌和机通过一次或两次作业即可达到质量要求。目前国内缺少性能理想、使用方便的粉料撒布机械，施工中多采用手工倾倒稳定剂、再人工或机械刮平的作业方式完成粉料（即干稳定剂）的撒布，由于粉料撒布的精确性与均匀性难以保证，因而在一定程度上影响了稳定土拌和机的拌和效果。可以期望，随着计量精确撒布均匀的粉料撒布机械的开发和应用，路拌施工法将会获得更好的应用前景。
根据结构特征，稳定土拌和机的分类及其特点如下：
（1）按行走系型式，分为履带式、轮胎式和复合式（履带与轮胎结合），如图4-1-2a、b、c所示。履带式稳定土拌和机质量大、附着性、通过性好，但机动性不好。轮胎稳定土拌和机机动性好、转场方便。复合式稳定土拌和机结构较复杂。 精品文档
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图4-1-3 稳定土拌和机类型
a）履带式 b）轮胎式 c)复合式 d)自行式 e)半挂式 f）悬挂式 g）中置式 h）后置式
（2）按移动方式，分为自行式、半拖式和悬挂式，如图4-1-2d、e、f所示。自行式稳定土拌和机总体尺寸小，机构简单，质量轻。半拖式和悬挂式稳定土拌和机的主机可以一机多用。
（3）按动力传动型式，分为机械式、液压式和混合式（机械、液压结合）。机械式稳定土拌和机属传统结构型式，其设计理论较为成熟，制造、装配、维护简单，但消耗材料多、质量大、机械的性能较差。液压式稳定土拌和机的优点较多，如功率密度大、结构紧凑、质量轻、可无级调速，调速范围大，布局灵活，基本不受机械结构的限制，运转平稳，工作可靠，能自行润滑，寿命较长，易实现过载保护和自动化，操纵方便省力等。液压传动是稳定土拌和机的发展方向，今天，越来越多的稳定土拌和机采用液压传动。但液压传动的稳定土拌和机对制造精度和维护质量要求较高。混合式传动的稳定土拌和机属过渡机型，即吸取液压传动的优点，在机械传动结构基础上，部分采用液压元件，以提高稳定土拌和机的性能。
（4）按工作装置在机械上的位置，分为中置式和后置式，见图4-1-2g、h所示。一般来说，中置式稳定土拌和机的轴距较大，转弯半径大，机动性较差。后置式稳定土拌和机更换转子及拌和铲容易，维修保养方便。但其整机的纵向稳定性较差。
（5）按转子旋转方向，分为正转和反转两种。正转，即转子由上而下切削土壤，其切削及拌和阻力小，消耗功率小。反转，即转子由下而上切削土壤，对土壤破碎好，并可反复拌和，因此稳定土的拌和质量好。
2. 稳定土拌和机的技术特点
稳定土拌和机是在专用的机械底盘上加装拌和装置来进行稳定土拌和的专业机械，具有机动性强，节约运输成本，生产率高及拌和均匀性较高，但与高等级公路的施工规范技术条件要求相比，稳定土拌和机还存在不足之处。
现代优良的稳定土拌和机除了在提高性能和可靠性外，正朝着多功能转子的方向发展，即使用一种综合型的刀具来完成松土拌和及硬土翻松等作业，避免用户更换转子的困难。近年来，国外先进机型在行走系统和转子系统间设置了功率自动调节装置，自动控制机器在负荷变换的情况下始终保持发动机在额定工况下工作，还设有拌深自动调节装置等。这些自控装置的设置大大提高了机器的综合性能，减轻了司机的操作强度。
稳定土拌和机设备技术发展动向是：
（1）趋向选择大功率柴油机作动力。由于道路寿命与基层处理关系很大，高等级公路一般要求拌和宽度大于2400mm、拌和深度达400mm，而且对拌和质量要求很高，因此稳定土拌和机趋向大功率，普遍都在240t/h。
（2）行走与作业均采用液压传动。由于稳定土拌和机作业负荷大，且工况复杂多变，要精品文档
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求行走和作业功率能互相补偿，使发动机功率得到充分利用；此外，还需要无级变速。只有液压传动才能满足这些要求。
（3）广泛采用先进的自动控制技术。例如，功率自动平衡装置、稳定剂自动喷洒比例系统以及拌和深度自动检测装置等都将得到广泛的应用，使稳定土拌和机的性能完善、操作方便。
（4）逐渐向多功能方向发展。随着工业发达国家公路干线或高速公路的完成，旧路面的翻修日趋增多，因此要求稳定土拌和机不仅能完成稳定土拌和作业，还应具备类似沥青路面的铣刨、再生以及挖沟等功能，实现一机多用，提高稳定土拌和机的设备利用率。
（5）进一步完善稳定土拌和机的功能。在大功率稳定土拌和机上采用转子侧移装置，便于路缘、弯道、路肩等的拌和、铣刨作业。在转子壳罩上安装振动尾板，使拌和后的材料得到预压，并可减少水分的挥发，便于下一步压实作业。
（6）提高稳定土拌和机操作方便性和舒适性。仪表、操作手柄、按钮等集中布置，驾驶室密封、减振隔音、设置空调，实现微机处理与显示等。
（7）提高稳定土拌和机的安全性。主要指提高驾驶室的抗倾翻性能等。 3. 主要结构与工作原理
图4-1-3是后置式全液压轮式稳定土拌和机，其结构特点是：整体车架，刚性悬挂，偏转车轮转向方式，前桥为摆动转向桥，后桥为驱动桥；行走系统为变量泵——定量马达——两档机械变速驱动；转子系统为变量泵——定量低速大扭矩马达直接驱动；转子和行走系统间通过液压控制方式联接，根据超载时转子系统压力的变换自动调节行走速度限制超载。具有结构简单、维修使用方便等优点。不足之处为消耗整机功率80％左右的转子系统采用液压传动，整机效率仅为60％左右。
图4-1-4 后置式全液压稳定土拌和机
1-液体喷洒泵；2-行走液压泵；3-前轮；4-发动机；5-转子液压泵；6-车架；7-行走马达；8-变速箱；
9-驱动桥；10-后轮；11-转子举升油缸；12-举升臂；13-转子马达；14-转子；15-罩壳
4.工作装置
稳定土拌和机的工作装置，主要由转子及转子架、转子升降液压缸、罩壳及其后斗门开启液压缸等组成 (见图4-1-4)。稳定土拌和机行驶时，通过转子升降液压缸使整个工作装置抬起、离开地面。拌和作业时工作装置被放下，其罩壳支撑在地面上。此时转子轴颈借助于罩壳两端长方形孔内的深度调节垫块支撑在罩壳上。罩壳形成一个较为封闭的工作室，拌和转子在其内完成粉碎、拌和作业。下面将对转子作以详细介绍。
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图4-1-5 稳定土拌和机工作装置
1-分土器；2-液压马达；3-举升轴；4-举升液压缸；5-保险箱；6-深度指示器；7-举升臂； 8-牵引杆；9-调整螺栓；10-罩壳；11-护板；12-后斗门开度指示器；13-后斗门开启液压缸； 14-后斗门；15-注油口；16-溢油口；17-放油口；18-转子
图4-1-6 转子结构示意图
1-轴承；2、4-链轮；3-链条；5-液压马达；6-弯头刀片；7-刀盘；8-压板；9-转子轴
图4-1-5为稳定土拌和机转子结构示意图，它由转子轴及轴承、刀盘及刀片等组成。 转子轴的长度由拌和宽度决定，一般较长，要求其质量轻、刚度大、强度高。转子轴的结构型式有：采用无缝钢管；钢板卷焊；组合式——用螺栓将中间拌和轴与两端轴连接在一起。前二种为整体式，刚度、强度大，后者制造简单、拆装方便。
转子轴的支承方式随转子轴结构而异：整体式转子轴多采用分开式滑动轴承，便于转子轴拆装；组合式转子轴宜采用调心滚子轴承，便于转子轴两端轴颈调心对中。
刀盘通常是焊接在转子轴上，要求其刚度大、强度高。刀盘的数目由拌和宽度而定，一般不少用10个。每个刀盘的刀片数目一般为4把或6把。刀片在转子轴上一般布置成螺旋形，以便保证拌和及受力均匀。螺旋可为2头、3头或4头，可同一方向，也可左、右螺旋，后者可以使转子轴的轴向力明显减小。
刀片工作条件恶劣，容易磨损，连续拌和作业8h刀片就需要更换，因此刀片必须拆装方便。刀片在刀盘上的固定方式有拆卸固定和非拆卸固定两类。拆卸固定，又分为螺栓固定和楔块固定。刀片通过压板、螺栓固定在刀盘上时，螺栓往往因其螺纹被稳定剂粘死而拆卸不方便。刀片插入焊在刀盘上的刀库内，刀库由外面穿人两个固定螺栓，并穿过刀片上的两个缺口，然后在刀库短边处用一开口销将刀片挡住。换装刀片时只需抽出开口销即可。楔块固定是利用土的反作用力使刀片越来越紧固在刀盘上，拆卸方便。非拆卸固定，一般是将刀片焊接在刀盘上，该固定方式的刀片材料应为弹簧钢，并经热处理使其具有高耐磨性。 精品文档
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5.稳定土拌和机的选型
（1）目前，稳定土拌和机的种类较多，市场上主要使用的是轮胎式路拌机，且传动系统向着全液压的方向发展，根据不同的施工条件，选择稳定土拌和机的拌和转子的旋转切削方向，在较松的土层上进行半合作业时，可以采用正转方式；在坚硬的土层上进行拌和作业时，多采用反转方式。
（2）生产率计算
根据拌和稳定土的作业方式的不同，稳定土拌和机生产率的计算方法分为调头循环作业和倒退循环作业两种。
3
①调头循环作业时的生产率Q（m/h）
Q式中：L——拌和路段长度，m；
b——拌和宽度，m； D——拌和深度，m；
3600nb(n1)xDLn(t1t2)(n1)t3nL/v
v——稳定土拌和机作业速度，m/s； x——拌和时重叠宽度，一般取x＝0.1m； t1——转子切入土壤时间，一般取t1＝10～25s； t2——转子提升时间，一般取t2＝5～10s； t3——稳定土拌和机调头时间，一般取t3=20～30s。 ②倒退循环作业时的生产率Q（m/h）
3
Q3600nb(n1)DLnLnLn(t1t2)vvr
式中：vr——稳定土拌和机倒退行驶速度，m/s。
根据生产率的计算结果，选择合适的稳定土拌和机进行作业。
(3)影响稳定土拌和机生产率的因素分析
影响稳定土拌和机生产率的因素有发动机功率、拌和宽度、拌和深度、切削速度、进距等。
①发动机功率是决定稳定土拌和机生产率的主要因素。由于稳定土拌和机作业时行走速度很低 (约0.03～0.1m/s)，因此所需功率很小。同样消耗在计量、喷洒系统的功率也很小。因此，发动机功率大小及能否正常发挥是影响稳定拌和机生产率与拌和质量的主要因素。
②拌和宽度是稳定土拌和机的一个重要性能参数，它取决于转子的工作长度。拌和宽度是一个受多因素影响的参数，如发动机功率、路基或路面宽度、机械结构等。作业宽度一般等于拌和宽度加上重叠量的整数倍。为了使拌和的稳定土层平整、且能拌到路边，拌和宽度应大于机械的轮距。为保证稳定土拌和机的生产率和作业质量，应认真选择合适的拌和宽度。
③拌和深度是稳定土拌和机的主要性能参数之一。拌和深度取决于发动机功率及路基、路面的施工工艺设计要求。如果路基稳定层厚度为25cm、3Ocm、4Ocm及软地基处理，则需要精品文档
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大的拌和深度。拌和深度大的稳定土拌和机也可以进行浅层拌和作业；拌和深度小的稳定土拌和机对深层地基进行拌和时，则需要分层作业。
④切削深度是拌和铲刀尖运动时的牵连速度和圆周运动相对速度的向量和。当相对速度牵连速度之比大于10(一般均大于10)时，可近似地取圆周速度为切削速度。实验证明，削速度与拌和质量、生产率、发动机功率有关。提高切削速度有利于提高稳定土的拌和质量和生产率，但过大的切削速度使拌和功率消耗过大、拌和均匀性下降。
⑤进距是指拌和铲在单位时间内向前进给的距离。选择进距的原则，首先要满足拌和质量的要求。为了提高生产率，应取较大的进距，而大的进距必须用较高的切削速度才能保证拌和均匀性。此外，进距的选择还与土的性质有关，即拌和松软土时可选较大的进距，反之应选较小的进距。
6. 稳定土拌和机的施工工艺 （1）选择作业机械设备
根据施工要求，选择合适的机械设备，如稳定土拌和机，压路机，装载机，推土机，自卸车等相关的作业机械；
（2）原材料准备
根据施工要求，选择土料厂，及所需要的拌和添加材料； （3）施工前的准备 ①下承层的验收
下承层表面平整、坚实，具有规定的路拱，下承层的平整度和压实度符合规范规定。 ②洒水湿润路基顶面
用洒水车将下承层洒水湿润，注意洒水时不能过干或过湿。 ③测量放样
按图纸放出中桩和边桩，对路中心桩进行二次放样工作，以取得准确的平面位置，然后把中线桩位引到路肩两侧路槽边缘线外1m，以辅助控制中心桩位，同时进行固桩工作，以免在结构层施工期间有中心偏位现象发生。
④备土、铺添加料（如水泥，粉煤灰，石灰等）
备土要按照松铺厚度将土摊铺均匀一致，铺土后，先用推土机大致推平，然后放样用平地机整平，清余补缺，保证厚度一致，表面平整。
备添加料前，用压路机对铺开的松土碾压1-2遍，保证备添加料时不产生大的车辙，严禁重车在作业段内调头。铺添加料前在灰土的边沿打出格子标线，然后用人工将添加料均匀地铺撒在标线范围内。
（4）拌和
采用专用的稳定土拌和机进行路拌法施工，铧犁作为附助设备配合翻拌。
①土的含水量小，应首先用铧犁翻拌一遍，使添加料置于中，下层，然后洒水补充水分，并用铧犁继续翻拌，使水分分布均匀。考虑拌和，整平过程中的水分损失，含水量适当大些(根据气候及拌和整平时间长短确定)，土的含水量过大，用铧犁进行翻拌凉晒。
②水分合适后，用平地机粗平一遍，然后用灰土拌和机拌和第一遍。拌和时要指派专人跟机进行挖验，每间隔5-10米挖验一处，检查拌和是否到底。对于拌和不到底的段落，及时提醒拌和机司机返回重新拌和。
③桥头两端在备土时应留出2米空间，将土摊入附近，拌和时先横向拌和两个单程，再进精品文档
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行纵向拌和，以确保桥头处土拌和均匀。第二遍拌和前，宜用平地机粗平一遍，然后进行第二遍拌和。若土的塑指高，土块不易拌碎，应增加拌和遍数，并注意下—次拌和前要对已拌和过的土进行粗平和压实，然后拌和，以达到拌和均匀，满足规范要求为准。压实的密度愈大，对土块的破碎效果愈好，采用此法可达到事半功倍的目的，否则即使再多增加拌和遍数也收效甚微。拌和时拌和机各行程间的搭接宽度不小于10cm。
（5）整平：
用平地机，结合少量人工整平。最后一遍整平前，宜用洒水车喷洒一遍水，以补充表层水分，有利于表层碾压成型，最后一遍整平时平地机应“带土”作业，切忌薄层找补，备土、备添加料要适当考虑富余量，整平时宁刮勿补。
（6）碾压
碾压采用振动式压路机和15-18T三轮静态压路机联合完成。整平完成后，先用振动压路机由路两侧向路中心碾压。碾压时后轮应重叠1/2轮宽，一般碾压4-5遍，压路机的碾压速度，头两遍以采用1.5-1.7公里/小时,以后用2.0-2.5公里/小时,至无明显轮迹,总之,碾压时遵循“由边到中，先轻后重，由慢到快”的原则。 （7）检验
对碾压完成路段取样检验压实度，压实不足要立即补压，满足压实要求。成型后的两日内完成平整度、标高、横坡度、宽度、厚度检验，检验不合格要求采取措施预以处理。
（8）接头处理
碾压完毕的的端头应立即将拌和不均，或标高误差大，或平整度不好的部分挂线重直切除，保持接头处顺直、整齐，下一作业段与之衔接处，铺土及拌和应空出2米，待整平时再按松铺厚度整平。桥头处亦按上述方法处理，铺土及拌和应空出2米，先横拌2遍再纵拌，待整平时再按松铺厚度整平。
（9）养生
不能及时覆盖上层结构层的含添加料土，养生期不少于7天，采用洒水养生法，养生期间要保持灰土表面经常湿润。养生期内应封闭交通，除洒水车外禁止一切车辆通行。灰土完成后经验收合格，即可进行下道工序施工。
第二节 沥青混凝土搅拌设备
一、功能与分类
沥青混凝土搅拌设备是沥青混凝土路面施工中主要配套机械设备之一，它的主要用途及功能是将一定温度下的道路施工用不同粒径的集料 (骨料)、填料 (矿粉)和一定温度下的沥青，按适当的比例要求，搅拌而制成符合施工技术规范的沥青混合料。适用于公路、城市道路、机场、码头、停车场、货场等工程部门。常用的沥青混合料有沥青混凝土、沥青碎石、沥青砂等。沥青混凝土搅拌设备是沥青混凝土路面施工的关键设备之一，其性能直接影响到所铺筑的沥青路面的质量。
沥青路混凝土搅拌设备可按生产能力、搬运方式、工艺流程等方法进行分类。 1.按生产能力，沥青混凝土搅拌设备可分为小型（生产率在40t/h以下）、中型（生产率在40～400t/h）和大型（生产率在400t/h以上）；
2.按搬运方式，沥青混凝土搅拌设备可分为移动式（将设备装置于拖车上，可随施工地精品文档
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点转移，多用于公路工程）、半固定式（将设备装置在几个拖车上，在施工地点拼装，多用于公路施工）和固定式（设备作业地点固定，又称沥青混凝土加工工厂，适用于工程集中、城市道路施工）；
3.按工艺流程，沥青混凝土拌和设备可分为间歇强制式(集料的加热烘干和混合料的搅拌为连续进行，混合料的搅拌是强制周期性进行的。按国内外规范要求，高等级公路建设应使用间歇强制式)和连续滚筒式(骨料的加热烘干和混合料的搅拌均在同一个滚筒中连续进行的。多用于普通公路、场地建设)。此外，按工艺流程还可分为连续强制式和间歇滚筒式。 不同机型的沥青搅拌混凝土搅拌设备，其工艺流程也不尽相同。目前，国内外最常用的间歇强制式和连续滚筒式沥青混合料搅拌设备。下面将分别作以详细介绍。
二、沥青混凝土搅拌设备的技术特点
沥青混凝土设备在国外有很久的历史，早在本世纪初就已经问世。经过长期的发展，特别是随着电子技术的日益完善以及计算机技术和信息处理技术的突飞猛进，沥青混凝土搅拌设备在发达国家已经发展到很高的技术水平，并仍在不断改进，产品更新换代较快。 1.生产能力系列化。目前，国际市场沥青混凝土搅拌设备型号规格十分齐全，有小时产量几吨的小型设备，也有小时产量上千吨的大型设备，使用较多的是350t/h以下的各种中小型设备。但是，随着沥青混凝土材料的商品化，沥青混凝土的制备朝着专业工厂化方向发展，沥青混凝土搅拌设备的生产能力也日趋大型化，间歇强制式搅拌设备生产能力最高已达700t/h，连续滚筒式搅拌设备生产能力最高可达1200t/h。
2.技术性能先进化。为适应工程对于成品质量的需要，为满足社会对于节能、环保的要求，设备的各项技术指标越来越高。目前骨料和粉料的计量精度间歇强制式搅拌设备达0.5％，连续滚筒式搅拌设备达1％；沥青计量精度间歇强制式搅拌设备达0.33％，连续滚筒式搅拌设备可达0.5％；热效率可达80～85％；粉尘排量都可控制在50mg/m以内。
3.控制操作自动化。不论是间歇强制式还是连续滚筒式搅拌设备，其控制系统均采用计算机管理，并设置微机程控与手动相结合的控制方式；设备的工艺流程可在显示器屏幕上模拟显示，且具有故障自动诊断报警功能；有生产过程中的各种数据显示打印功能。另外，还可储存大量的级配配方，以供需要时更换。
4.随着社会的发展，各国有关环保的法规愈来愈多，要求也愈来愈高，因此，对沥青混凝土搅拌设备的噪音和污染控制要求，以及燃油消耗的要求也愈来愈严格。
3
三、总体结构及工作原理
1. 间歇强制式沥青混凝土搅拌设备
间歇强制式沥青混凝土搅拌设备总体结构如图4-2-1所示。其基本构成：冷骨料配料及供给装置、干燥筒总成、热骨料提升机、振动筛分装置、矿料贮存及供给装置、称量-搅拌及成品料输送系统、除尘系统、气动系统、沥青贮存及供给系统、电气控制系统。
其工作原理是：不同粒径的骨料经冷骨料定量给料装置1初配后，由冷骨料输送机2输送到干燥筒3进行加热烘干至一定温度后，由热骨料提升机4提升至振动筛分装置5进行二次筛分，筛分后的骨料按粒径的大小分别贮存在热骨料仓的分隔仓中，然后，在电气控制系统的操纵下，按设定的比例先后进入热骨料称量斗6内进行累加式称量，直至达到设定要求。同时，贮存在石料贮存仓7中矿粉以及储存在沥青供给装置8中的热沥青分别由矿粉称量螺旋和沥青循环泵输送至矿粉称量斗和沥青称量斗中。搅拌完成后的骨料，矿粉以及沥青被先后投入到搅拌器9内进行搅拌，搅拌完成后形成的沥青混合料，通过成品料输送系统送入到精品文档
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成品料贮存仓10进行储存或直接卸入到运输车辆中。沥青混凝土搅拌设备在运行过程中产生的粉尘、废气和水蒸气，经除尘系统11过滤后排入大气。
图4-2-1 间歇强制式沥青混凝土搅拌设备总体结构
1-冷骨料贮存配料装置；2-冷骨料带式输送机；3-冷骨料烘干加热筒；4-热骨料提升机；
5-热骨料筛分贮存装置；6-热骨料计量装置；7-石粉供给及计量装置；8-沥青供给装置； 9-搅拌器；10-成品料贮存仓；11-除尘装置
由于结构的特点，间歇强制式搅拌设备能保证矿料的级配，矿料与沥青的比例可达到相当精确的程度，另外也易于根据需要随时变更矿料级配和油石比，所以拌制出的沥青混凝土质量好，可满足各种施工要求。因此，这种设备在国内外使用较为普遍。其缺点是工艺流程长、设备庞杂、建设投资大、耗能高、搬迁困难、对除尘设备要求高（有时所配除尘设备的投资高达整套设备费用的30～50％）。
2. 连续滚筒式沥青混凝土搅拌设备
连续滚筒式沥青混凝土搅拌设备总体结构如图4-2-2所示。主要由以下部分组成：冷骨料供给及配料计量装置、烘干-搅拌筒总成、矿粉贮存及计量供给系统、沥青储存及供给系统、除尘系统、成品料输送及储存系统、电气控制系统。
图4-2-2 连续滚筒式沥青混凝土搅拌设备总体结构
1-冷骨料贮存及配料装置；2-冷骨料带式输送机；3-烘干-搅拌滚筒；4-石粉供给系统； 5-沥青供给系统；6-除尘系统；7-成品料输送机；8-成品料贮存仓；9-油石比控制仪
其工作原理是：不同粒径的骨料经冷骨料供给及配料计量系统1计量后，由皮带输送机2至烘干-搅拌滚筒总成3内，骨料在烘干-搅拌滚筒的前部被烘干加热至要求的温度，与此同时，石粉供给系统4中的矿粉经计量装置计量后，被连续的输送至烘干-搅拌滚筒内。经过干燥后精品文档
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的骨料与矿粉，以及来自沥青储存及供给系统5经过计量后的沥青，在烘干-搅拌滚筒的后部被混合搅拌，形成的沥青混合料由输送机运至成品料料仓中储存待运。在烘干-搅拌滚筒产生的油烟和含尘气体经除尘系统6过滤后排入大气。需要说明的是，为了提高混合料的配合比精度，冷骨料在进入烘干-搅拌滚筒之前，某些设备常配备骨料含水量测试仪，测试冷骨料含水量的数据被动态的输入到电气控制系统中的计算机中，由计算机换算出干骨料的实际重量，并根据干骨料的实际重量动态的自动调节矿粉和沥青的添加量，从而达到准确控制混合料配比的目的。
与间歇强制式沥青混凝土搅拌设备相比，连续滚筒式沥青搅拌设备工艺流程大为简化，设备也随之简化，不仅搬迁方便，而且制造成本、使用费用和动力消耗可分别降低15～20％、5～12％和25～30％；另外，由于湿冷集料在干燥滚筒内烘干、加热后即被沥青裹敷，使细小粒料和粉尘难以逸出，因而易于达到环保标准的要求。
3. 沥青混凝土搅拌设备电气控制系统
电气控制系统是沥青混凝土搅拌设备的关键组成部分，其自动化程度的高低标志着整套设各的先进程度，同时也直接影响整机性能。该系统通常具有手动、半自动和全自动控制功能，主要由四个基本系统构成：设备供电及起停控制子系统；燃烧及温度控制子系统；配料及物料输送子系统；计算机监督及控制子系统。它们既相互独立，又相互关联，与沥青混凝土搅拌设备的机械本体及其执行机构构成一个有机的整体，图4-2-3为它们之间的关系框图。
设备供电及起停控制子系统的主要功能是向机械本体及其执行机构提供动力电源，以及按要求发出起动和停机的信号。物料配料及输送控制子系统的主要功能除了向机械本体的执行机构发出执行信号外，还负责从机械本体采集物料重量等传感器信号，并按设定的配比要求进行物料计量、搅拌，搅拌后形成的成品混合料在控制系统的指挥下输送至成品料仓储存。燃烧及温度控制子系统的主要功能是控制烘干滚筒的燃烧器的起停，并根据从烘干滚筒出料口处采集的骨料温度的高低，调整燃烧器油门的大小，保证干燥后的骨料温度达到设定要求。计算机监督控制子系统的主要功能是提供操作直观的人机交互界面，该子系统通常具有设备运行监控、生产数据信息管理与编辑，以及远程通讯等功能。
机械本体与 执行机构 物料配送及 输送控制系统 设备供电及 起停控制系统 燃烧及温度 控制系统 计算机监督 控制系统
图4-2-3 总体系统框图
四、沥青混凝土拌和设备的选型
间歇强制式搅拌设备将冷料的烘干与混合料搅拌分开进行，冷湿集料在烘干筒内加热后，精品文档
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须经筛分、存储，再经热集料计量装置精确计量，然后才输入强制式搅拌器，与一定配合比的矿石粉和热态沥青强制拌和，形成级配均匀的沥青混凝土。采用间歇强制式沥青混凝土拌和设备拌和沥青混合料，虽然工艺流程较连续式拌和时间长，耗能较大，除尘困难，但其级配精度较高，含水量较低，能完全满足高等级路面对铺筑材料的要求。我国高等级沥青路面所用的沥青混凝土普遍采用的是强制式拌和工艺进行生产。
国内生产的连续滚筒式拌和设备无论是从性能指标还是从自动控制程度方面与间歇强制式拌和设备相比仍有一定差距，加之我国的集料加工企业的规模普遍较小，生产的集料规格差异性大，因而现行施工规范上不允许使用此种拌和设备进行高等级沥青混凝土路面。故此处仅对间歇强制式沥青混凝土拌和设备的选型进行介绍。 1.设备形式的选择
一般把沥青混凝土拌和设备分为固定式、半移动式和移动式三大类。对于半移动式和移动式拌和设备，要求移动性能好。转移工地后能迅速安装，投产时间快，为了移动方便，一般是将组成设备的各部分分成一个或几个移动单元，每个移动单元都有一个金属结构的拖车架。 固定式拌和设备，一般也被设计成模块化结构，大大方便了拆装和搬运。统一生产量的拌和设备，移动式的价格比固定式的贵很多，商品沥青混凝土供应基地和高等级公路养护中心，一般选择固定模块拌和设备，而经常要工地转移的公路施工单位则根据需要和实力选购半移动式或移动式拌和设备。 2.设备生产能力的选择
沥青混凝土拌和设备的生产率是设备选型的重要指标，选型时根据工程任务，计算出摊铺机每小时所需的混合料量，同时还要考虑料场砂石集料含水率对加温脱水时间的影响。集料含水量过高，加温时间过长，无疑将降低拌和设备的生产能力，因此应根据不同类型的集料进行试验，选用最佳含水量得集料进行配比拌和，以满足对混合料生产率的要求。间歇强制式搅拌设备的作业生产能力可按下式计算：
G3.6mCK/T
式中：G——搅拌作业生产能力，t/h； m——搅拌器每份搅拌料额定质量，Kg； ——平均时间利用系数，取0.8～1；
C——环境温度系数，C0.8t/100C（t为搅拌作业时间时环境温度，℃）； K——骨料含水量系数，K1.510(为搅拌作业所用骨料的含水量，％)； T——搅拌器额定工作循环时间，s。
3.冷料配料系统的选择
砂石料在进入烘干筒前应进行初配，它关系到砂石料加热温度的稳定性和振动筛分后各热料仓的平衡。按国内当前公路施工的实际情况，一般选用四个冷料仓即可满足需要，但可视实际情况在增加一个用于细料或添加剂的冷料仓。
砂石料的初级配是由在冷骨料下面的给料器来完成的，要求给料器按一定的流量连续均匀地供料。冷料配料系统和给料器有往复式、链板式、电磁振动式和皮带式四种。
电磁振动给料器通过改变振幅来调整供料量，这种给料器体积小、安装方便、消耗功率小，不需要润滑，便于集中控制，但对于砂料效果较差。因此，一般电磁振动给料器配碎石料仓用，对砂料仓则采用皮带给料器，它有强制给料的作用。为了防止湿的砂料在料仓内结拱、堵塞，精品文档
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在料仓壁上再装置一个振动器，这样就能保证砂料均匀连续供给。为了保证在砂石料总的输出量变化时，各种料的级配比仍保持不变，所以应选用既能统一控制，又能单个控制的结构。另外在选择冷料仓的容量时应注意料斗的宽度，以保证装载机铲斗能与之匹配。
4.计量系统的选择
热骨料计量装置：现代沥青混凝土搅拌设备中，热骨料计量装置多采用电子累加重量计量装置。该装置将每次所测得的重量经过转换送入电子仪器放大、显示和输出控制信号。由于在电子仪器上预先选好各种材料的给定值，因此可以自动控制执行机构来启闭各储料斗斗门。 石粉计量装置：石粉的计量多采用电子秤来测定。称量时螺旋供料器与叶轮给料器的电机同时旋转，螺旋供料器给计量斗供料，料量达到设定值后供料螺旋停转，称量斗斗门开启，矿粉被卸至搅拌器内。计量值可从控制台的称量数字显示器上读出。
沥青计量装置：沥青计量装置可分为称重式沥青计量装置和容积式沥青计量装置。称重式沥青计量方法，一般使用不同类型的电子秤进行称量，具有测量误差小，测量灵敏度高的优点，但是其结构和线路复杂，易出故障，不便于检修和电子元件购置困难等直接影响生产。另外液态沥青罐出、入口的连接和进罐时的冲击力，使电子秤的计量不可能达到要求的精度。同时在灰尘较大的环境里使用电子秤，也很难保证电子秤的准确性，尤其是地处沿海地区施工中， 对电子秤更不利。
容积式计量方法即按液态沥青的比重，用体积定量计算其用量。该种计量方法不受液态沥青进罐时的冲击力影响也不受灰尘和环境的限制，计量准确，不会产生冒罐喷油现象，不易出现故障，能保证生产的连续性。使用容积式计量装置时，液态沥青罐结构和线路都很简单，便于检修 操作方便．成本低，经济效益较大。 5.拌和缸的选择
拌和设备的生产能力在很大程度上取决于拌和缸的容积，拌和缸容量和生产能力的对应关系如下表所示。
表4-2-1 拌和缸容量和生产能力对应关系
拌和缸容量（kg） 生产能力（t/h） 500 1000 2000 30-40 60-80 120-160 拌和缸容量（kg） 生产能力（t/h） 3000 1000 180-240 240-320 拌和缸的搅拌方式将直接影响搅拌质量，目前大都采用双卧轴式强制搅拌缸，每根轴上有6~8对搅拌臂，拌和桨叶和轴中心安装成45°角，同一根轴上相邻的两对拌和臂相错角度为90°
或45°（角度小有利于拌细矿料），两根轴上对应的拌和臂也相错90°或45°。物料投入到拌和缸之后，在拌和桨叶旋转运动的带动下，沿轴线做推进运动，垂直轴线又有交叉运动，因而得到最佳的搅拌效果。 6.除尘方式的选择
沥青混凝土拌和设备生产过程中会产生大量的粉尘，可供用户选择的除尘装置有三种类型：干式除尘器、湿式除尘器和布袋除尘器。
干式除尘器一般是利用旋风原理制成的，由多个旋风筒（圆锥形）组成含烟尘的气流以一定的速度切向进入除尘器的旋风筒做旋转运动，在离心力的作用下，较大颗粒的粉尘（粒径在20μm以上）被甩到筒壁上滑落下来掉到底部，再由螺旋输送机回收利用。这种除尘器的效率为93%，经过除尘后的气体粉尘含量是300g/m左右。 精品文档
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湿式除尘器的工作原理是：带粉尘的气体进入除尘器后在文丘里喉管处与喷成雾状的水相遇，粉尘被水粘附而和气体分离。与此同时，混杂在气体中的重油燃烧气体也溶于水中，使空气得以净化，这种除尘器的除尘效率为95%，经过除尘后的气体粉尘含量在200mg/m左右。通常湿式除尘器作为二级除尘装置和干式除尘器配套使用。主要用来出去粒径在5~20μm之间的粉尘。国外厂家提供的湿式除尘器都有一个水循环系统，以解决水的消耗量大的问题，但用户需准备水池。湿式除尘器主要的问题是含尘废水易引起二次污染，使用时产生的废水对钢铁也有腐蚀作用，因此水中添加中和剂并定期更换用水。
布袋除尘器是一种高效除尘装置，利用有机纤维或无机纤维织物做成过滤袋，将废气中的粉尘滤出。对于粘附有粉尘的布袋是通过反向自动通入压缩空气，将粉尘抖落下来，再由底部的螺旋输送机回收利用。布袋除尘器对布袋的要求较高，要求能耐200℃高温，而且需具有一定的韧性。这种除尘器能除去粒径在0.3 μm以上的粉尘，除尘效率为95%~99%，经过除尘后的气体粉尘含量为100mg/m左右。
布袋式除尘器由于价格较贵，管理维修也较为复杂，所以只用于生产能力为60t/h以上的大、中型拌和设备及环保要求较高的地方。生产能力小于60t/h的沥青拌和设备一般采用二级除尘法。
7.成品料仓安装位置的选择
成品料仓相对主机的位置不同，可分为旁置式和下置式。旁置式是指成品料仓在主机旁边，而下置式是指成品料仓在主机搅拌缸的下方。
旁置式的优点是安装方便，整机高度相对较低，重心也较低，且操作人员容易观察混合料的质量情况，缺点是需要增加一套从搅拌缸到成品料仓的小车输送系统，这不但易造成成品料降温快，而且由于拉动小车的链条频繁，运动容易损坏，导致小车失控下滑而出现事故。
下置式由于增加了整机的高度，不但增加了钢材的用量和设备的安装难度，而且加大了防台风、防雷电工作的难度，但却省了一套运送成品料的小车系统，不但使整机结构简单，而且降低了故障率。
两种结构方式各有利弊，用户应根据具体使用情况加以选择。
8.燃油的选择
砂石料的烘干、加热需要消耗大量的热能，沥青混凝土拌和设备是筑路机械的“油老虎”，生产每吨沥青混凝土成品料的柴油消耗量是6.5-7kg左右（受石料的含水量影响）。因此，在选择燃油类型时，必须考虑市场燃油价格的稳定性，以免使投资沥青混凝土拌和设备使用成本过高而使回收期延长，有些厂家提供用重油或煤代替柴油的拌和设备，这样可以大大降低沥青混凝土拌和设备的使用成本。
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五、沥青混凝土拌和设备的施工控制技术
1.沥青混凝土原材料的准备及沥青混凝土施工配合比的选择
沥青、砂、石、粉料等原材料必须符合质量要求。配合比必须经过一定数量混合料的试拌，才能基本稳定下来，也才能指导实践。如果石料料源不稳定，就不可能稳定下来，这时只能依靠沥青拌和设备上的操作人员适时调整了。切实可行的配方能使混合料中沥青含量，矿料级配既符合要求，又能最大限度地减少溢料，提高设备产量，这样才能带来效益。以混凝土为例，外加剂防水混凝土所用的外加剂均须预先备足。其他材料亦应一次备足供用 选择混凝土配合比的工作应在施工前两个月进行，使之不影响备料及施工。 精品文档
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2.沥青混凝土的拌和
在正式拌和成品前，为了预热壳体，要用热砂石料预拌2～3次，矿料与填料在拌和筒内应预先干拌l0～15s后再喷入沥青正式拌和，在拌和中，应保证料斗和料仓的供料均匀以防溢仓、或串仓。
在拌和过程中要经常检查计量装置的准确性，还要保证计量时机的合适。计量时机过早，由于热集料从干燥筒到达热料仓的时间（一般2min）要长于计量时间（约45s），计量时容易发生“等料”现象。计量过晚，则容易发生溢料现象；还应保证冷料和热料按确定的配合比供料，以保证计量时各仓料量的均匀；拌和过程尽量保持连续性，减少停机、开机次数，因为拌和初期材料组成不易稳定，容易引起混合料配比失调。
矿料在烘干时，如含水量大时，烘干时间就应相对延长。当烘干筒达到一定温度后才能起动冷料输送机和配料给料装置，并保持供料均匀。
做好拌和时间的确定工作。对于拌和的均匀性要求拌和时间越长越好，但拌和时间过长会造成沥青的老化，应经试验确定。对不同混合料的组成，拌和时间也不同，根据实践，细料及石粉较多的混合料拌和时间要相对延长，沥青含量高的混合料拌和时间可相对缩短。
3.加强成品料的控制 为了保证成品料的质量，须及时检验成品料，如出现花白料、结团成块或严重的粗细料分离现象，应立即停止施工，及时对配料及拌和作业进行调整，如提高集料加热温度或增加拌和时间、或减少矿粉用量等等；此外还应经常测定成品料的温度，成品料温度过高将导致沥青老化，温度过低使石料、沥青包裹不均匀出现花白料，混合料的残余含水量过大。虽然拌和机有自动控制系统和记录，为防止仪表失误，每拌制3～5缸测试一次成品料的出料温度，出料温度应在140℃ ～165℃ 。过低的温度影响拌和料的质量，而且不利于摊铺碾压，过高会引起沥青老化、结焦；应配贮料仓对成品料保温储存，但不宜长时间储存，最多不超过72h或温度降低不超过10℃。
第三节 沥青混凝土摊铺机
一、功能与分类
沥青混凝土摊铺机是沥青路面专用施工机械。它的作用是将拌制好的沥青混凝土材料均匀地摊铺在路面底基层或基层上，构成沥青混凝土基层或沥青混凝土面层，经压路机进一步碾压成型。摊铺机能够准确保证摊铺厚度、宽度、路面拱度、平整度。因而广泛用于公路、城市道路、大型货场、停车场、码头和机场等工程中的沥青混凝土摊铺作业，也可用于稳定材料和干硬性水泥混凝土材料（RCC）的摊铺作业。它可大幅度降低施工人员的劳动强度，减少压路机的碾压遍数（约减少2/3），加快施工进度，降低工程成本，又可提高所铺路面的质量。
1.按摊铺宽度，可分为小型、中型、大型和超大型四种。
小型：最大摊铺宽度一般小于360Omm，主要用于路面养护和城市巷道路面修筑工程。 中型：最大摊铺宽度在4000～600Omm之间，主要用于一般公路路面的修筑和养护工程。 大型：最大摊铺宽度一般在7000～90OOmm之间，主要用于高等级公路路面工程。
超大型：最大摊铺宽度为120OOmm，主要用于高速公路路面施工。使用装有自动调平装置精品文档
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的超大型摊铺机摊铺路面，纵向接缝少，整体性及平整度好，尤其摊铺路面表层效果最佳。
2.按走行方式，摊铺机分为拖式和自行式两种。其中自行式又分为履带式、轮胎式两种。 拖式摊铺机：拖式摊铺机是将收料、输料、分料和熨平等作业装置安装在一个特制的机架上组成的摊铺作业装置。工作时靠运料自卸车牵引或顶推进行摊铺作业。它的结构简单，使用成本低，但其摊铺能力小，摊铺质量低，所以仅适用于三级以下公路路面的养护作业。
履带式摊铺机：履带式摊铺机(图4-3-1)一般为大型摊铺机，其优点是接地比压小、附着力大，摊铺作业时很少出现打滑现象，运行平稳。其缺点是机动性差、对路基凸起物吸收能力差、弯道作业时铺层边缘圆滑程度较轮胎式摊铺机低，且结构复杂，制造成本较高。履带式摊铺机多为大型和超大型机，用于大型公路工程的施工。
轮胎式摊铺机：轮胎式摊铺机靠轮胎支撑整机并提供附着力，它的优点是转移运行速度 快、机动性好、对路基凸起物吸收能力强、弯道作业易形成圆滑边缘。其缺点是附着力小，在摊铺路幅较宽、铺层较厚的路面时易产生打滑现象，另外它对路基凹坑较敏感。轮胎式摊铺机主要用于城市道路和已有道路的罩面，在中小型摊铺机上广泛应用。
3.按动力传动方式，摊铺机分为机械式和液压式两种。
机械式摊铺机：机械式摊铺机的行走驱动、输料传动、分料传动等主要传动机构都采用机械传动方式。这种摊铺机具有工作可靠、维修方便、传动效率高、制造成本低等优点，但其传动装置复杂，操作不方便，调速性和速度匹配性较差。
液压式摊铺机：液压式摊铺机的行走驱动、输料和分料传动、熨平板延伸、熨平板和振捣器的振动等主要传动采用液压传动方式，从而使摊铺机结构简化、重量减轻、传动冲击和振动减缓、工作速度等性能稳定，而且便于无级调速及采用电液全自动控制。随着液压传动技术可靠性的提高，在摊铺机上采用液压传动的比例迅速增加，并向全液压方向发展。全液压和以液压传动为主的摊铺机，均设有电液自动调平装置，具有良好的使用性能和更高的摊铺质量，因而广泛用于高等级公路路面施工。
4.按熨平板的延伸方式，摊铺机分为机械加长式和液压伸缩式两种。
机械加长式熨平板：它是用螺栓把基本（最小摊铺宽度的）熨平板和若干加长熨平板组装成所需作业宽度的熨平板。其结构简单、整体刚度好、分料螺旋（亦采用机械加长）贯穿整个摊铺槽，使布料分布均匀。因而大型和超大型摊铺机一般采用机械加长式熨平板，最大摊铺宽度可达8000～12500mm。
液压伸缩式熨平板：液压伸缩式熨平板是靠液压缸伸缩无级调整其长度，使熨平板达到要求的摊铺宽度。这种熨平板调整方便省力，在摊铺宽度变化的路段施工更显示其优越性。但与机械加长式熨平板相比其整体刚性较差，在调整不当时，基本熨平板和可伸缩熨平板间易产生铺层高差，并因分料螺旋不能贯穿整个摊铺槽，可能造成混合料不均而影响摊铺质量。因而，采用液压伸缩式熨平板的摊铺机最大摊铺宽度不超过9000mm。
5.按熨平板的加热方式，分为电加热、液化石油气加热和燃油加热三种形式。
电加热：由摊铺机的发动机驱动的专用发电机产生的电能来加热，这种加热方式加热均匀、使用方便、无污染，熨平板和振捣器受热变形较小。
液化石油气（主要用丙烷气）加热：这种加热方式结构简单，使用方便，但火焰加热欠均匀，污染环境，不安全，且燃气喷嘴需经常清洗。
燃油（主要指轻柴油）加热：燃油加热装置主要由小型燃油泵、喷油嘴、自动点火控制器和小型鼓风机等组成，其优点是可以用于各种工况，操作较方便，燃料易解决，但同样有精品文档
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污染，且结构较复杂。
二、沥青混凝土摊铺机的技术特点
现代沥青混凝土摊铺机已成熟地应用了机、电、液一体化技术，使沥青混凝土摊铺机具有结构合理、功能完善、性能稳定、安全可靠、易于维修等优点，其结构及技术特点大致有以下几点。
1.机电液一体化摊铺机已成为主流
现代摊铺机已发展成为集机电液为一体的先进设备，电气控制是机电液一体化的支柱。通过电气控制将液压系统设计的各个执行元件的动作有机的联系起来，进行协调和量的精确控制。
2.供料速度自动控制
通过超声波传感装置连续监测熨平板挡板前的混合料数量，控制刮板输料器和螺旋分料器的驱动机构，使其相应地增减速度，达到均匀、稳定、连续地供料。 3.作业速度自动控制
利用脉冲传感器、信号放大器和比例控制阀等测定摊铺机的行驶速度，并通过反馈调节液压系统的流量来控制摊铺机的行走速度，使其不受施工条件变化的干扰，保持作业速度的稳定，从而提高摊铺路面的平整度效果。
4.作业平整度自动调平
利用超声波，或激光等非接触式调平装置和技术，使摊铺机作业平整度进一步提高。该自动调平装置对公路施工条件的适应性很强，其最小分辨率已达到纵向高度不大于±0.3mm 、横向坡度不大于±0.02%。 5.抗离析摊铺技术日趋成熟
为解决离析难题，二十世纪末到二十一世纪初，几种抗离析摊铺机相继问世，抗技术离析摊铺技术日趋成熟。所采取的措施是：①采甩螺旋叶片全埋输料方法，大小粒料能被均匀输送，使推铺层宽度方向上粒料均匀，以避免横向高析。②螺旋前面导料板的离地间隙应可调整，能减少粒料向基层表面滚落，使摊铺层厚度方向上粒料均匀，以避免竖向离析。③螺旋高度应多级调整，可对推辅层表层的粒料起到再次连续搅拌作用，使推铺层厚度方向上粒料均匀，以避免竖向离析。④合理设计反向叶片、料槽宽度、螺旋支撑，改善输料阻滞现象，以避免纵向带状离析。⑤合理设计刮板宽度和料斗形状，减少料斗收合时的集料量，减少大粒料滚落成堆，以避免窝状离析。 6.改善操作人员劳动条件
为了减轻摊铺机野外露天作业的操作人员的劳动强度，提高其工作舒适性，正在进行研究全自动和无人驾驶的摊铺机，并已取得一定进展。
三、结构与工作原理
1.总体结构
一般说来，沥青混合料摊铺机是由主机和熨平装置两大部分以及连接它们的牵引大臂组成的(如图4-3-1)。主机主要包括柴油发动机及动力传动系统3、驾驶控制台4、行走机构13、螺旋分料器12、刮板输送器1、接收料斗14、大臂提升液压油缸7和调平浮动油缸(即调平系统液压油缸)。主机用以提供摊铺机所需要的动力和支承机架，并接收、储存和输送沥青混合料给螺旋摊铺器。熨平装置9主要包括振动机构、振捣机构、熨平板、厚度调节器、路拱调节器和加热系统。熨平板是对铺层材料作整形与熨平的基础机件，并以其自重对铺层材料精品文档
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进行预压实。厚度调节器为一手动调节装置，用以调节平板底面的纵向仰角，以改变铺层的厚度；路拱调节器是一种位于熨平板中部的螺旋调节装置，用以改变熨平板底面左右两半部分的横向倾角，以保证摊铺出符合给定路拱要求的铺层来；加热系统用于加热熨平板的底板以及相关运动部件，使之不与沥青混合料相粘、保证铺层的平整，即使在较低的气温下也能正常施工；振捣机构和振实机构则先后依次对螺旋分料器分布好的铺层材料进行振捣和振实，予以初步压实。
图4-3-1 履带式沥青混凝土摊铺机
1-液压独立驱动双排刮板输送器；2-闸门；3-带消音罩的发动机；4-操作台；5-带差速器和制动器的变速器； 6-轴承集中润滑装置；7-大臂升降液压油缸；8-大臂（牵引臂）；9-带有振动器和加热器的振捣熨平装置； 10-熨平装置伸缩液压油缸；11-伸缩振捣熨平装置；12-独立液压驱动双排螺旋分料器； 13-具有橡胶板和永久润滑的履带行走装置；14-接收料斗；15-顶推辊
2. 工作原理
作业前，首先把摊铺机调整好，并按所铺路段的宽度、厚度、拱度等施工要求，调整好摊铺机的各有关机构和装置，使其处于“整装待发”状态；装运沥青混合料的自卸车对准接收料斗14倒车，直至汽车后轮与摊铺机料斗前的顶推辊15相接触，汽车挂空档，由摊铺机顶推其运行，同时自卸车车箱徐徐升起，将沥青混合料缓缓卸入摊铺机的接收料斗14内；位于接收料斗14底部的刮板输送器1在动力传动系统的驱动下以一定的转速运转，将料斗14内的沥青混合料连续均匀地向后输送到螺旋分料器12前通道内的路基上；螺旋分料器12则将这些混合料沿摊铺机的整个摊铺宽度向左右横向输送，分摊在路基上。分摊好的沥青混合料铺层经熨平装置9的振捣梁初步捣实，振动熨平板的再次振动预压、整形和熨平而成为一条平整的有一定密实度的铺层，最后经压路机终压而成为合格的路面(或路面基层)。在此摊铺过程中，自卸车一直挂空档由摊铺机顶推着同步运行，直至车内混合料全部卸完才开走。另一辆运料自卸车立即驶来，重复上述作业，继续给摊铺机供料；使摊铺机不停顿地进行摊铺作业。
3. 摊铺机的主要工作装置 （1）螺旋分料器 精品文档
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螺旋分料器位于摊铺机后部的摊铺槽内，其功用是将刮板输送器输送到摊铺槽中部的沥青混合料，左右横向地分送到摊铺槽的全幅宽度上。螺旋分料器由两组对称布置的螺旋轴、螺旋叶片、联接套筒、反向叶片等组成，如图4-3-2所示。
两组螺旋轴上的螺旋叶片的旋向相反，以使混合料由摊铺槽中部向两端输送。为控制料位高度，左右两端设有料位传感器。螺旋叶片采用耐磨材料 (耐磨合金钢或耐磨激冷铸铁)制造，或进行表面硬化处理。左右两根螺旋轴支承在机架上，其内端装在后链轮或齿轮箱上，由左右两个传动链或锥齿轮分别驱动 (液压传动亦如此)，转速可相同，也可不同，以适应左右摊铺宽度、摊铺厚度和摊铺速度等不同要求。螺旋分料器分主节段和加长节段，它们分别与熨平板的主节段和加长段的长度相适应。加长节段用来摊铺加宽的摊铺带，为了改善对沥青混合料的输送，其叶片尺寸常比主节段的稍大些。螺旋分料器的总长度应为摊铺宽度的90％，以避免沥青混合料拥挤于两端，使整个宽度获得厚度、密实度均匀的铺层。若摊铺比标定摊铺宽度窄的路面，则可采用切割履板 (见图4-3-3)堵住螺旋外端的方法，使螺旋分料器有效工作长度变短。即切割履板有数档堵截长度，使用时将履板置于摊铺槽内，使其不同排档的销钉插人侧板的水平孔中，侧板向内侧移动不同的距离，从而使摊铺宽度有不同程度的缩短。
图4-3-2 螺旋分料器
1-盖板；2-螺旋轴；3-支架；4-螺旋叶片；5-螺栓；6-联接套筒；7-中间螺旋轴；8-中间反向叶片
图4-3-3 切割履板 图4-3-4 组合式螺旋分料器 1-履板；2-销钉；3-侧板 1-轴；2-可换叶片；3-螺旋叶浆
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螺旋分料器一般是固定
安装在机架后壁的下方。为适应不同摊铺厚度的需要，有的摊铺机螺旋分料器可调节离地高度，例如，美国Barber公司生产的SA－150型沥青混合料摊铺机，其螺旋分料器可有15Omm的高度调整幅度。
螺旋叶片是易损件，为减少摊铺机维修费用，德国ABG公司生产的TITAN型摊铺机螺旋分料器采用组合式结构，即利用螺栓将螺旋叶片固定在螺旋叶桨上，如图4-3-4所示。 （2）熨平－振捣装置
熨平一振捣装置是沥青混合料摊铺机的主要工作装置之一，其功能是将摊铺槽内全幅宽度的沥青混合料摊平、捣实和熨平。对捣实和熨平这两道工序，在一般的自行式沥青混合料摊铺机上，大多采用两种方案和相应的工作装置：先用振捣梁进行预捣实，再由熨平板整形、熨平；用振动熨平板同时进行振实和整形、熨平。这两种方案的主要区别是，前者紧贴在熨平板前面有一根悬挂在偏心轴上的振捣梁，可对沥青混合料进行低频捣实；而后者则以装在熨平板上的振动器代替振捣梁，由熨平板本身振实铺层。这两种型式熨平板本身的结构则基本相同。
一般沥青混合料摊铺机的熨平－振捣装置 (见图4-3-5)由牵引臂、刮料板、振捣梁、熨平板、厚度调节机构和拱度调节机构等组成。
图4-3-5 熨平－振捣装置
a）侧视 b）后视
1、3-销子；2-连接块；4-大臂；5-护板；6-振捣梁；7-熨平板； 8-厚度调节杆；9-固定架；10-偏心轴；11-调拱螺栓；12-加热系统
熨平－振捣装置位于螺旋分料器的后面，刮料板、熨平板及熨平板两端的端面挡板等所包容的空间称为摊铺槽。端面挡板可以使摊铺层获得平整的边缘。
左右牵引臂铰接在机架的中部，整个熨平－振捣装置是依靠提升液压缸悬挂在机身后部，摊铺作业时在铺层上呈浮动状态。熨平板两端设有垂直螺杆结构型式的摊铺厚度调节机构。牵引臂铰接点处设有多组连接孔的牵引板，通过不同的连接位置以调整熨平板的初始工作角。
熨平装置框架内部设有铺层拱度调整机构，由螺杆、锁定螺母和标尺等组成。旋转螺杆时可以使两熨平板上端分开或合拢，从而使熨平板中部抬起或下降，熨平板底面形成水平、双斜坡、单斜坡三种形式，以满足摊铺三种不同断面的路面需要，如图4-3-6所示。新式摊精品文档
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铺机则采用液压调整机构。
a） b） c）
图4-3-6 拱度调整及路面断面形状
四、沥青混凝土摊铺机的选型
沥青混凝土摊铺机的选型就是根据道路的设计宽度、摊铺工艺及摊铺质量等要求，综合选择沥青混凝土摊铺机的最大摊铺宽度、最大摊铺厚度、摊铺速度、摊铺机生产率（t/h）、摊铺成型精度和摊铺成型质量。摊铺机的行走方式及其各自的优缺点前面已经叙述，此处仅介绍其摊铺能力（摊铺宽度、摊铺速度、摊铺厚度）及关键部件的选择。
1.摊铺机的摊铺能力
沥青混凝土摊铺机的理论摊铺能力一般很大，实际摊铺量取决于摊铺速度、宽度和厚度等三个方面。沥青混凝土摊铺机的生产率以每小时所摊铺混凝土的吨数来计算的，可由下式求得。
Q60Bhp(t/h)
式中：B——摊铺机最大摊铺宽度，m；
h——摊铺层的厚度，m，取h0.1m； p——摊铺的工作速度，m/min，一般取4~6；
——碾压后混合料的密度，t/m3， 2.2~2.35。
（1）摊铺宽度
我国现有高速公路路面施工中，单幅宽度一般在10~14m，匝道宽度可达到17~20m。对此过分强调选择摊铺宽度超过12m的大形摊铺机，以达到一次性全幅面无纵向接缝的摊铺方式，可能会造成摊铺材料的过度离析。主要原因大概有：摊铺宽度过大，螺旋分料器运送距离较长，会造成粗细料的离析；摊铺宽度增大，平均到料上的振捣力减小，预压实度减小；初压实度的减小，导致重型压路机不能紧跟压实，严重影响了平整度。
故此时，较有效的摊铺方式是采用双机并行作业。一般建议摊铺机选型时的熨平板的宽度不大于9m，路宽大于9m时，采用纵向接缝的办法分次摊铺，此时应尽量保证纵缝在路面的纵向标志之上，此外还应注意避免上下层之间纵缝的重合。
（2）摊铺速度
由于我国通常采用高密实度的熨平板，故宜采用较低的摊铺速度。实际施工经验表明4~8m/min的作业速度可使结构层有较好的平整度和较高的作业效率。实际施工过程中应尽量保持摊铺速度恒定，精确的恒速控制，必须采用电子控制装置，通过速度传感器不断检测摊铺速度，并和预设的速度进行比较，通过调整行走变量泵来实现速度的恒定控制。
（3）摊铺厚度
每层沥青混合料的铺筑厚度一般小于150mm，摊铺厚度在0~300mm的摊铺机就能完全满足施工要求，这与目前摊铺机的产品性能基本吻合，没必要对摊铺厚度做太高的要求。摊铺厚度大（大于250mm）的工况仅适用于基层稳定材料的摊铺，因此只有少数的摊铺机（如精品文档
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德国的ABGTATAN525）的摊铺厚度达到400mm。同时还应注意摊铺厚度的增加，将导致施工的初压实度减小，施工层的平整度和压实度难以保证。
2.关键部件的选择
（1）供料系统
摊铺机的供料系统的功率将占到总功率的50%以上，输料量与生产率之间的匹配影响路面的平整度。有的摊铺机可以实现螺旋分料器正反向旋转，使料槽内的混合料可以向两边集中或推向单边，不会导致产生离析的阻料现象；螺旋高度可调等。
实际施工过程中，为了保证摊铺的平整度、均匀度和预压实度，不许保证料槽内的料位高度稳定，因此必须选择性能良好的料位器。超声波、红外线料位器应是最佳选择。
（2）熨平板
熨平板有机械加长和液压伸缩式两种。机械加长式的整体刚度较好，抗变形能力强，在进行宽幅摊铺时有一定的优势，因此在宽幅摊铺和基层大负荷摊铺时应选择机械加长式熨平板。液压伸缩式熨平板具有安装方便的特点，适合在摊铺宽度多变、障碍物较多的场合使用，一般用于市政工程和高度公路的养护。
此外还应注意熨平板的防爬坡和防沉降等功能，以尽量避免停机开机过程中出现路面台阶；熨平板的加热方式等。
（3）振捣器
摊铺机大多设有振捣器，用于摊铺层得初步振实。单振捣梁式结构简单，预压实效果差，双振捣梁式有较好的预压实效果。振捣梁的振幅和频率应根据摊铺厚度、混合料类型、温度及初压实度的要求进行调整。
（4）振动器
摊铺机熨平板内部一般设有振动器，用来激振熨平板，使之产生一定的振幅和频率，从而对摊铺层进行再一次的振实。振动器的振幅和频率应容易改变和调整。
（5）自动找平系统
自动找平方式系统按照自动找平方式不同可以分为挂线控制找平、机械式浮动梁找平、声纳非接触平衡梁找平和RSS非接触式激光扫描自动找平方式。应根据施工路况综合选择自动找平系统。在狭小的区域施工时，滑靴因不会出现碰撞，是一种理想的选择；在障碍物较多的施工路段，使用机械式纵坡传感器探测钢纤是常用易行的选择；对于大范围长距离的摊铺，多探头超声波数字找平仪和长距离激光纵坡传感器则可以保证较长路段整体的平整度。选择自动找平系统时主要应考虑找平精度、配备的电器元件的质量盒配套厂家、配备的找平装置基准类型、控制方式的选择等因素。德国的VOGELE、美国的BLAW-KNOX和意大利的MRINI公司的自动找平装置是自行开发研制的，其他的大都是向美国或瑞典的专业电器生产厂家购置的自动找平传感器，控制的精度和灵敏性均可满足高速公路的平整度和路面的几何形状要求。
五、沥青混凝土摊铺机的摊铺工艺
1.摊铺作业前摊铺机结构参数的调整
沥青混凝土摊铺机的结构参数主要有熨平板的宽度、拱度、螺旋分料器的长度、熨平板工作角、振捣器和振动器的振幅及频率等。
熨平板的安装宽度及拱度的设定应根据路面的设计要求而定。调整时，应考虑到施工过程中可能出现的接缝重叠以及熨平板的变形；调整螺旋分料器的长度时，应注意使其长度小精品文档
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于熨平板的宽度，通常熨平板宽度两侧的挡板间各留约50cm的空当，以减小混合料的挤压和叶片的磨损；熨平板的工作角度直接影响其摊铺厚度，工作角越大则摊铺厚度越大。一般工作角的大小是根据摊铺厚度及试铺来确定。调节过程中应注意每调节一次后应至少让摊铺机行驶5~6m后，再测量摊铺厚度，不可调节后马上测其摊铺厚度，因为调整工作角到平稳摊铺需要一段时间；沥青混凝土摊铺机的振动频率一般在0~60Hz连续可调，振幅大约在0~4mm，由于沥青混合料的固有频率大约在40~50Hz，将熨平板的工作频率调至此范围内可使颗粒处于振动状态，减小摩擦阻力，利于提高初压实度，振幅是由材料的抗变形能力及熨平板的频率自动生成的，无需设定；振捣器的振幅和频率应根据摊铺厚度、混合料类型、温度计要求的初密实度等因素决定。当铺层较厚，混合料粒径较大，温度较低，要求的初压实度较高时，应采用大振和较高的频率，反之则用较小振幅。振捣频率一般较低，保证摊铺机每前进5mm振捣一次即可，一般在0~25Hz范围内调节。
调整完成后还要进行试验路段的摊铺，测量摊铺完成后的拱度、平整度及初压实度，检测其是否达到要求，如果偏差太大，还要继续进行调整。
2. 摊铺起步
摊铺机的起步在整个过程中是技术性最强、要求最高、难度最大的工作，起步的好坏直接影响到接缝的平整度、压实度和连接质量。
经过试铺确定摊铺机的工作参数后还应对路基的标高与平整度进行确定。路基对沥青摊铺层的平整度起着决定性的作用。由于路基的较大凹陷和凸起无法通过摊铺机自动找平系统来一次性消除，特别是当凸起接近或高于以标高为基准的摊铺层厚度时，熨平板因其具有浮动特性而被凸起处抬高，使铺层的平整度产生较大的偏差。因此，除用专用摊铺机完成的稳定层外，对稳定层也应进行测量。当局部的凸起或凹陷与基准标高差距较大时必须进行处理，稳定层的凸起不得大于摊铺层厚度的1/2。
摊铺机的起步有两种情况：在某一沥青层第一次摊铺的起步和在已铺层上对接时的起步。前者需将摊铺机驶至始铺处，让熨平板前沿位于起铺线后约10cm处，并在其下至少垫两块厚度与该层松铺厚度相同的木板支撑住熨平板；后者需将熨平板置于已铺层上，并让熨平板前缘与接口平行，其下应垫厚度等于已铺层厚度与压实厚度之差的木板。熨平板就位后就可对其进行预热，加热温度应达到或者略低于所铺混合料的温度。
摊铺起步完成后，摊铺机的熨平板处于浮动状态，从而保证正常摊铺过程中的平整度。 3. 搭接式摊铺工艺的应用
由于混合料会产生离析等的原因，在施工规范中已明确提出，大宽度铺层不允许一次摊铺成形，但随着公路事业的发展，高等级、多车道公路将越来越多，因此搭接摊铺技术的应用将越来越广泛。
（1）接缝的产生及处理
摊铺层的接缝分为纵向接缝和横向接缝。纵向接缝通常是由于两幅或多幅摊铺而形成，并有两台摊铺机梯队作业的热料对热料的“热接缝”和一台摊铺机作业的热料对冷料的“冷接缝”之分。横向接缝产生于暂停铺筑的地方，横向接缝一般为“冷接缝”。纵向接缝 应尽可能地采用“热接缝”，由于梯队作业时两幅的混合料的温差不大，摊铺层接缝处材料尚可挤压并能较好地粘结，故只要选择合适的搭接量即可获得良好的搭接质量，在万不得已而采用冷接缝时，应使用熨平板的平端板或(冷却后)用切割机切齐，使其形成平接缝，使后来的搭接易于控制。 精品文档
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（2）纵向冷接缝的施工
接缝施工中的许多错误均发生在摊铺第二幅时，为获得好的效果其搭接量应为2cm，最大3cm。然而，实际操作中6、8cm甚至超过10cm的重叠量并不少见。若搭接量过大，会对整个摊铺层及接缝造成两种负面影响:一是由于碾压会产生摊铺层沉降，尽管沉降量小于沥青混凝土的粒径，但搭接过大将导致粒料破碎，并可能使冷层边缘的组织结构受到破坏;二是熨平板的浮动将受到干扰，熨平板在铺筑好的那一侧并不是由沥青混合料来支撑，而是由搭接区域的高度迫使其抬高的，显而易见，即使经过碾压此区域的密实度也必然会降低或出现压痕。因此，对接缝的正确摊铺方法，应是将搭接量控制至尽可能的小，而不是过去普遍认为的10cm以下。
（3）搭接量的自动控制
在实际施工中，用人工控制使搭接量均匀一致的方法非常困难。目前，国外已经研究出一种称为边缘跟踪仪的自动控制装置。它的跟踪臂由第一幅摊铺层的边缘引导，在摊铺过程中与跟踪仪预置的搭接量进行比较，当产生偏差时，跟踪仪发出电脉冲信号控制伸缩熨平板，实现搭接量的自动控制，但是这种跟踪仪只适用于伸缩熨平板。
4. 表面粘结料过度集聚的处理 （1）粘结料集聚的成因
在使用高密实度熨平板摊铺耐磨层时，如果获得的马歇尔密实度超过98%时，将在摊铺层表面发生粘结料的过度集聚。由于表面析出的粘结料主要为沥青或改性沥青，因其中的骨料极少而导致摊铺层的强度不足，形成早期破坏现象。
（2）消除粘结料集聚的方法
降低摊铺层密实度，可通过降低高密实度熨平板的夯锤与振动器的频率来实现，同时也就消除了表面粘结料的过度集聚。要获得摊铺层表面良好的组织结构，高密实度熨平板实现的马歇尔密实度平均值应控制在95%以下。摊铺耐磨层时，应降低熨平板的压实能量，以避免粘结料的集聚。
5. 离析的产生与防止 （1）离析产生的原因
混合料在运动过程中，如拌和、装料、运输、卸料以及分料等过程中，各种粒径的级配骨料的滑落速度不同，粗粒料相对细粒料因粘结面积小而粘结力较小，同时粗粒料又因其重力大于粒料之间的粘结力的机会较大而较细料更快地滑落，从而产生离析，这是离析发生的内因。搅拌分料过程中，粒料受力方向和大小的改变是离析发生的外因，内外因的共同作用使混合料形成离析的倾向。
离析对摊铺层可产生不良影响，使整体强度和稳定性降低。粗料集中时，摊铺层的粒料间因沥青粘结面积小而使粘结力减小，导致粒料相互易于脱离，从而使道路的防水功能大大地降低;细料集中时，由于缺乏骨料而使摊铺层的强度不足，弯沉偏大，易于产生泛油及拥包等现象。 （2）避免混合料离析的方法
避免混合料离析的方法多是以降低混合料在运动过程中的下降高度和时间为方法的，主要有以下几点。减少混合料在运动过程中的下降高度和时间是减少离析的关键，自卸车接料时，应分堆接料，切忌一次完成；摊铺过程中，自卸车向料斗中卸料时应一次举升完成，同时要求混合料在进入料斗前应进行一次拌和；在布料仓内，混合料的高度应稳定地保持在螺旋叶片的2/3处；在满足混合料供给量的前提下，尽可能地降低螺旋布料器的高度；螺旋布料器要保持连续稳定地向两边分料，使混合料再次得到均匀的拌和；在条件允许的情况下，应尽可能地采精品文档
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用大直径、低转速的叶片；若自卸车能连续供料时，应尽量减少摊铺机收料斗的收放次数；尽可能不采用超大宽度的、一次摊铺成型的施工方法等。
第四节 沥青洒布车
一、功能与分类
沥青洒布车是一种历史最长的路面工程机械。在采用沥青贯入法或沥青表面处治法铺筑、养护沥青(或渣油)路面时 (见图4-4-1)，沥青洒布车可用来运输和喷洒各种液态沥青 (热态沥青、乳化沥青和渣油等)，也可向就地破碎的土壤喷洒沥青结合料，以修建稳定土路面。 大量的沥青洒布车在工程中也可作为沥青和乳化沥青等的运载工具，因此常被称作沥青撒布车。沥青洒布车在公路、城市道路、机场、港口码头、水库工程等工程中被广泛应用。 沥青洒布车可按其用途、沥青容量、运行方式、喷洒方式及沥青泵的驱动方式等进行分类。
按用途沥青洒布车可分为养路用和筑路用两种。养路工程使用的沥青洒布车贮料箱容量一般不超过400L，而筑路工程使用的沥青洒布车一般为1O00L以上，有的高达60O0L。
按运行方式沥青洒布车可分为手推式、自行式和拖运式三种。
手推式沥青洒布车是将沥青贮箱(有的直接用200L油桶)、洒布设备装置在手推车上，洒布能力一般在30L/min以下，用于道路养护作业。
自行式沥青洒布车的工作装置与操纵机构等安装在工程运输车(一般为载货汽车)或专用汽车底盘上。其沥青洒布的动力，可直接利用汽车发动机，也可另备一台专用发动机，以便提高洒布质量。前者少用一台发动机，但因沥青泵转速与汽车车轮转速相互关联，难以精确调整沥青洒布率，致使沥青洒布数量及质量的控制精确度欠佳。后者目前国外多用。
拖运式沥青洒布车是将所有有关部件和设备装置在一辆拖车上，一般都为单轴二轮拖车，由牵引车牵引运行作业。其沥青贮箱容量大多为400～600L，并可用喷燃器加热贮箱内的沥青，进行保温。动力装置一般为小型的风冷柴油机，洒布能力一般在30L/min以上。这种沥青洒布车大多用于道路养护和小面积的洒布作业。
按喷洒方式，沥青洒布车可分为泵压洒布和气压洒布两种形式。
泵压洒布式是利用齿轮式沥青泵将沥青从沥青箱内吸出，并以一定压力将其从洒布管中喷出。气压洒布式是将空气压缩机制备的压缩空气，输人气密性和耐压性良好的沥青箱内，迫使沥青经洒布管喷洒出去。
按沥青泵的驱动方式沥青洒布车可分为汽车发动机驱动和独立发动机驱动两种形式。 根据道路施工要求，对沥青洒布车的作业性能有如下基本要求： 1.在沥青熔化基地能将热态沥青吸出，或转输沥青。
2.将热态沥青迅速运往工地，并保持其工作温度(420-440K)，沥青温度降低时能对其重新加热。
3.洒布沥青时有足够的喷洒压力(300-500kPa)，使沥青喷洒均匀，并能调节其洒布率。 4.洒布作业结束时能抽空管路中的残留沥青，以免沥青凝固、堵塞管路和喷嘴。
二、沥青洒布车技术特点
1.沥青洒布车技术进步 精品文档
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中国于20世纪50年代，由前苏联引进技术并开始生产沥青洒布车。其主要特点是： （1）沥青采用火管加热。 （2）采用容积式沥青泵。
（3）用更换多喷嘴、喷杆的方式改变喷洒宽度。
（4）采用调节车速与沥青泵转速的匹配关系来达到预定的洒布量。 这种技术在国内几乎保持到20世纪90年代都没有显著变化。
随着黑色路面的迅速发展、通车里程不断增加、施工工艺的改变和施工质量要求的不断提高，对沥青洒布车的数量需求越来越多，技术要求也越来越高。
沥青洒布车的主要技术进步有以下几个方面：
（1)导热油加热方式取代了传统的火管加热方式。
（2)洒布杆采用折叠和液压伸缩方式改变洒布宽度取代了以往通过更换不同长度洒布杆改变洒布宽度的方式。
（3)液压传动技术的引入，改变了以往机械式沥青洒布车洒布量调节范围过小的缺点，现在的沥青洒布车洒布量范围可以在0.3～3kg/m2范围内连续可调。
（4)电子技术的应用使得沥青洒布车向智能化方向发展。
（5)先进的测控技术可以消除动力半径变化和地面滑转等因素对洒布量得影响使洒布精度进一步提高。
2.沥青洒布车控制技术
控制系统根据沥青洒布车产品的技术定位，体现出形式的多样性、技术性能的差异性。主要体现在：
（1）多输出、多输入系统（脉冲测速、雷达测速等）。 （2）综合控制（喷洒、加热、自动清洗等）。 （3）控制精度要求。 （4）Can-bus总线。
（5）多回路闭环PID控制。
（6）GPS定位、GSM远程通讯和故障诊断等功能。 （7）高温、高振动的恶劣条件下的高可靠性。
三、主要结构与工作原理
如图4-4-1所示，自行式沥青洒布车是将整套的自动沥青撒布机构安装在载货汽车底盘上，并利用汽车发动机的动力完成各项工作。多用于新建路面工程，尤其适用于工程量大或沥青熔化基地距离筑路工地较远的施工中。自行式沥青洒布车主要由保温沥青箱、加热系统、传动系统、循环洒布系统、操纵机构及检查、计量仪表等部件组成。
沥青洒布车的主要工作流程：由沥青泵从沥青溶化池中将热沥青吸入贮箱中；运输到工地现场，通过加热系统将沥青加热到工作温度；操纵控制机构，开启喷洒阀门；通过洒布管、喷嘴，由沥青泵将沥青按一定的洒布率及一定的洒布压力喷洒到路面上。作业结束后，即操纵沥青泵反向运转，将循环管路中的残留沥青吸送到沥青箱中。
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图4-4-1 沥青洒布车结构示意图
1-沥青箱；2-操作机构；3-动力及传动装置；4-洒布
系统；5-加热火管；6-第五车轮测速仪
沥青洒布车的主要工作装置为循环一喷洒系统，如图4-1-2所示，它由沥青泵、带球节的循环－洒布管道和大小三通阀等三部分组成。
其作用有两个：一是通过沥青泵、循环管向沥青贮箱内吸入沥青液；另一作用是完成热沥青的洒布作业。由于伸入沥青贮箱内的加热火管只是与部分沥青接触，为了使全部沥青能得到均匀加热，必须使贮箱内沥青在循环管内不断流动。每次洒布作业结束时还需要吸空洒布管内的余料，以及转输沥青液。
图4-4-2 循环－喷洒系统
1、6-滤网；2-加沥青管；3-沥青泵主三通阀； 4-沥青泵；5-输油总管；7-横管；8-右横管小三通阀；9-进沥青管；10-循环管；11-转输时放沥青管； 12-左横管小三通阀；13-洒布管；14-喷嘴
四、沥青洒布车的使用技术与生产率计算
1.沥青洒布车的使用要点 沥青洒布车的正确使用，包括合理操作和
正常维护，既是提高其生产率、洒布质量的关键，又是减少其故障、损坏，延长其使用寿命的重要保证。由于沥青具有易燃的特性，沥青洒布作业通常是在气温高的情况下进行，沥青洒布车有时(指气温较低时)使用明火烘烤沥青泵等，所以沥青洒布车在使用过程中要特别预防火灾的发生。
（1）沥青洒布车在工作前，首先要检查沥青泵是否被冷沥青凝固，如发现有凝固现象，则需用手提喷灯将其考热熔化，直到泵能运转自如为止。
（2）利用虹吸管或沥青泵对沥青储料箱加注沥青，加注时通过测油量指示器观察油箱中油位，充油完毕后，将洒布车开到沥青喷洒地段。
（3）将喷管根据作业要求调至合适高度，一般为离地面25cm左右。通过开闭喷嘴开关来完成不同洒布作业要求。
（4）可根据泵的生产率、洒布宽度及洒布量确定出洒布车的行进速度，如表4-4-1所示。为保证喷洒质量，应先定出沥青泵在某转速下的流量值，然后再调整相应的车速，并力求其稳定行驶。 精品文档
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表4-4-1 沥青洒布车工作速度
洒布车 （L/m2) 泵生产率（L/min) 1090 1.5 2 2.5 7 290 218 174 62 870 651 560 447 337 洒布宽度为2.5m时的洒布车行驶速度（m/min) 232 174 139 50 174 133 106 38 150 112 90 32 126 89 70 26 90 68 56 19 （5）工作中若用燃烧器加热沥青时，应经常观察沥青温度，并保证在循环系统中能连续循环。
（6）每次喷洒完毕均要将循环-洒布系统管道中的残余沥青排吸尽；当天工作完毕，应将沥青储料箱、沥青泵和管道用煤油或柴油冲洗干净。
2.提高洒布质量的技术措施及部分企业产品
沥青必须适量、均匀地喷洒在路面上，尤其是表面处治作业。否则会影响路面的使用寿命。为提高沥青洒布质量，应保持沥青在其工作温度范围内进行喷洒，并且调整好喷嘴的喷射角(20°～30°)和离地高度 (25cm左右)，保证洒布宽度和毗邻喷洒的重叠量 (横缝为10～l5cm，纵缝为20～3Ocm)。沥青洒布车的喷雾角是靠一定压力来保证的，洒布时要保持沥青泵的转速恒定。为此，现代沥青洒布车的洒布管应做成全循环式，并配置卸压阀。
随着公路建设事业的发展和新技术的出现及应用，沥青洒布车行业有了进一步的发展。 （1）意大利玛森萨公司的高粘稠沥青洒布车是一种真正意义上可用于改性沥青洒布车的专用设备，其计算机控制系统用以监视并自动调整喷洒压力，以保证恒定喷洒率，副发动机独立驱动保证稳定的动力，可在运输过程和洒布作业时加热，以适应恶劣的路况要求。
（2）法国来区维尔公司的沥青洒布车，采用全自动控制；无论洒布何种粘度沥青，均可获得高精度的洒布计量，不受车速和洒布宽度变化的影响；沥青采用导热油或直接加热；折叠式喷管，最大洒布宽度6.2m；可配置手工喷洒装置。
（3）瑞典洒威公司的沥青洒布车采用电脑控制，工作速度稳定，沥青泵流量控制精确，喷嘴高度自动调节、系统集中控制，可以满足纵向和横向洒布要求，
（4）西安达刚公司的沥青洒布车可以喷洒高粘度改性沥青、热沥青和乳化沥青；喷嘴采用高压空气清洗；洒布宽度可自由调节；每个喷嘴可独立控制开闭；喷嘴设计可进行三重叠喷洒；喷洒过程有计算机控制。
（5）杭州美通的洒布车包括普通型、智能型两大系列。其与长安大学合作开发的智能型沥青洒布车控制系统根据输入的洒布量和洒布宽度以及沥青种类给出推荐档位和车速，再根据实测速度自动调节沥青泵转速，使之达到设计喷洒精度。其沥青洒布量每平方米小于0.5kg时均匀性控制表现良好。
3.沥青洒布车的生产率计算：
G式中：G——洒布机生产能力，L/h； 精品文档
60V1kT
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V1——沥青罐的有效容量，L； k——时间利用率；
T——沥青洒布车工作时每一循环所需的总时间，min；
TT1S1S2T2T3T4
式中：T1——在沥青基地收满一罐沥青所需时间，min，一般10～15； S——沥青基地到工地之间的距离，km； 1、2——重载与空载的行驶速度，km/min； T2——洒完一罐沥青所花时间
T2
V1V10qbQ
0——喷洒时的工作速度；
3
q——洒布定额，L/m；
b——洒布宽度，m；
V1——罐的有效容量，L；
Q——泵的流量，L/min；
T3——沥青洒布车在沥青基地和工地的调车时间，min,一般T34~6；
T4——沥青洒布车在工地这边洒布的时间，min，一般取T45~6；
第五节 水泥混凝土搅拌设备
一、功能与分类
水泥混凝土搅拌设备是制备新鲜混凝土料的成套专用机械，其功能是将水泥混凝土的原材料—水泥、水、砂、石料和附加剂等，按预先设定的配合比，分别进行输送、上料、储存、配料、称量、搅拌和出料，生产出符合质量要求的成品混凝土。这种设备广泛用于道路、建筑、水坝、码头、机场等工程施工。
水泥混凝土搅拌设备，按其生产能力和自动化程度高低，可分为大、中、小型混凝土搅拌设备。大型混凝土搅拌设备主要是用于预搅拌混凝土工厂和混凝土制品厂的混凝土搅拌楼，
3
生产效率可达100～2OOm/h，且均采用计算机控制，自动化程度很高；中型混凝土搅拌设备主要是作为中小型建筑工程和道路修建工程现场使用的各种混凝土搅拌站，其生产能力一般
3
为60～1OOm/h；小型混凝土搅拌设备，主要指那些适用于零散浇筑的简易式单机站，生产率一般在2Om/h以下，控制方式以程序控制和手动控制较常见。
按其现场安装和搬运方式，又可分为固定式搅拌设备和移动式搅拌设备。其中，固定式搅拌设备因其整体布置形式的不同，可分为垂直式搅拌设备和水平式搅拌设备两种；移动式精品文档
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搅拌设备因其移动的方式不同，可分为拆迁式、拖行式和集成式3种。
垂直式搅拌设备，属大容量高效率搅拌设备。其材料可直接提升到位于顶层的储料仓，然后靠材料的自重下落至各道工序，故又称为重力式或单阶式搅拌设备。其优点是占地面积小，易实现自动控制，生产率高；缺点是结构较复杂，制造成本高。
水平式搅拌设备，用装载机将物料送入到储料斗，经称量配料后再次提升加入搅拌机。这种设备因其集料需经两次运送才能装入搅拌机，故又称为双阶式或低阶式搅拌设备。其优点是结构简单，投资少，建筑高度低；缺点是材料需经过二次提升、作业时须有供料配套设备。
拆迁式混凝土搅拌设备一般将储料斗、水泥仓和搅拌机等分设成几个大部件，由几辆货车分别装运到使用现场，然后再组装使用。
拖行式混凝土搅拌设备是把水泥仓、搅拌机和储料仓等工作部件，设计成可以折叠起来的结构，并在底架安装行走轮系，由牵引车牵引转移。
按所采用的搅拌主机的工艺特征分类，又可分为自落式搅拌设备和强制式搅拌设备两大类。
自落式搅拌设备的搅拌过程，是靠搅拌筒体内壁上设置的刮料叶片在随筒体转动中，将砂、石、水泥和外掺剂等组成集料提升到一定高度，在物料自重作用下沿叶片的斜面向下滑落产生相互混合而实现均匀拌和的。这种搅拌设备适用于建筑工程中塌落度低、骨料粒径大的混凝土。它主要有两种结构形式，一种如我国现有的JZ型双锥反转出料式搅拌机。另一种是可倾翻式搅拌机，其出料方式是将搅拌筒倾翻一定角度，使已拌好的混凝土混合料从筒口倒出。
强制式搅拌设备区别于自落式搅拌设备的显著特点，是它所采用的搅拌机是强制式单机，如立轴圆盘式搅拌机、单卧轴搅拌机、双卧轴搅拌机等，通过安装在搅拌轴上的若干对铲板(或叶片)将砂石、水泥和水等集料进行强制性铲、刮、翻来实现物料搅拌。其优点是搅拌作用剧烈，搅拌时间短，搅拌质量好。这种搅拌设备可拌制低塑性混凝土，适用于水泥混凝土路面工程等。
若按搅拌过程的生产方式区分，还可以分为周期式搅拌设备和连续式搅拌设备。周期式搅拌设备的特征是物料的选料、搅拌、出料是分批进行的，即它的称量、配料机构按设计容量将物料分批送入搅拌机，搅拌机按设定的时间搅拌后，然后进入下一循环。
连续式混凝土搅拌设备，虽然国外早有研究，但实际用于生产则是近十几年的事。它区别于周期式搅拌设备的特征是：供料、搅拌及出料都是连续进行的，因而，必须配置精确的计量装置，才能生产出合格的混凝土。
若按混凝土搅拌设备的操作方式分类，也还可以分成手动式、半自动式和全自动式3大类。
二、水泥混凝土搅拌设备技术特点
随着商品混凝土的大力推广，以及建筑规模的大型化、复杂化和高层化对混凝土质量不断提出的高要求，有力地促进了混凝土生产设备在使用性能和技术水平方面的迅速提高和发展。目前大部分水泥混凝土搅拌设备均已采用了电子计算机自动控制和电视屏幕监控技术，对配合比的选择、上料、称量、搅拌、出料、骨料含水率的测定、配合比的调整以及各种数据的储存记录等全部实现了自动控制。一些先进的混凝土搅拌场(站)，还设置有对粗细骨料粒度分布进行调整的粒度补偿、对骨料表面含水率的补偿、容量变更控制、骨料精称控制、精品文档
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废水回收浓度补偿等控制手段，从而能够得到比较高的配合比精度。现代水泥混凝土搅拌设备不仅技术性能先进，自动化程度高，生产的混凝土质量有保证，而且产品的品种规格齐全供用户选择的余地较大。
国内产品除了配备有技术性能比较先进的搅拌主机外，还设置了水泥、砂、石料、水和附加剂等所有集料的储存、输送、称量、投放和出料等一系列工作装置，并由单板机或微电脑对生产过程实施程序化全自动控制。并且结合我国的实际情况，一些科研机构又陆续开发研制出生产率为20～75m/h的6种不同规格形式的混凝土搅拌站，不仅采用微机控制技术，“双掺”料位显示，而且具有配合比预选、落差补偿、砂石含水率测定和容量变更、原始数据记录、储存等一系列自动功能。目前定型生产的产品包括带有微机自动控制的成套设备和单机人工上料的小型料站等。
水泥混凝土搅拌设备主要有下列几个方面的现代技术特点：
1.主机结构形式 一些著名生产厂家，在原有的自落式和强制式两种基本结构形式的基础上，先后推出了无叶片搅拌机、行星式搅拌机、超临界转速搅拌机、滚筒式搅拌机、带振动装置的搅拌机、声波搅拌机和自落-强制搅拌机等等。这些新型搅拌主机在降低耗能和提高搅拌质量以及对多品种骨料的适应性等方面都有良好表现。
2.搅拌工艺的改进 目前水泥混凝土搅拌设备在技术性能和操纵控制方面都已达到近乎完美的程度。一些工业发达国家对传统搅拌工艺进行了改进。它们几近同时在各自的国家研制成功双层立轴式搅拌机。这种搅拌机具有上下两个相互独立的搅拌筒，将原来的一次搅拌出料改为两次搅拌出料。有些生产厂家依据相同的二次搅拌理论，先后开发研制出恒功率变速搅拌机和双速搅拌机，使两次搅拌工艺能在同一个搅拌筒中完成，收到异曲同工的效果。与此同时，美国和日本的一些制造公司还在传统的周期式搅拌工艺的基础上，开发研制出连续式混凝土搅拌设备，并已在施工工程中推广应用。
3.设备的多功能、大型化 为了适应国际市场多样化的使用需求，以及建筑规模越来越大的发展趋势，国外厂商极尽所能，一方面不断完善产品的服务功能，如增设空调、水冷及热搅拌设备，以适应酷暑和严寒的气候条件；进一步改进质量监控体系，以确保产品质量，降低使用成本；改善工作环境，保证操作安全，以便符合安全卫生法规要求等等。另一方面，进一步加大生产能力，以适应工程规模发展的需要。
3
三、主要结构与工作原理
水泥混凝土搅拌设备的类型和品种虽然很多，其结构组成和安装方式也不尽相同，但都是由上料机构、集料储存装置、计量装置、搅拌主机、卸料装置和辅助设备组合而成的。下面结合混凝土搅拌楼和混凝土搅拌站两种主要设备形式，简略介绍其有关结构及工作原理。
一般混凝土搅拌楼的基本结构主要由皮带输送机、水平螺旋输送机、斗式提升机、回转配料器、骨料仓、水泥筒仓、骨料称量料器、骨料仓、水泥筒仓、骨料称量斗、称水器、搅拌机、成品料储存斗、控制台以及其它辅助装置组成,如图4-5-1所示。
立式水泥混凝土搅拌楼工艺流程为：砂、石骨料由皮带输送机提升到搅拌楼的顶部，通过回转配料器送入骨料仓的各个储料斗，水泥则经由下部螺旋输送机和斗式提升机装进水泥筒仓，水和掺加剂通过专设的泵和相应的管路直接送入称量容器，从而完成上料和储存工序。称量是由骨料称量斗、水泥称量斗和水(含掺加剂)称量斗分别进行的，经过称量的各种集料一起投入设在进料槽下方的搅拌机里进入搅拌工序。成品料可以直接卸进运输车内或送入成品料斗暂存。 精品文档
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水泥混凝土搅拌站的总体结构一般采用水平式布置，主要由集料存储装置(包括砂石骨料、水泥、水和附加剂的存储设备)、集料一次提升机构、称量机构、集料二次提升机构、搅拌机、成品料斗、控制台以及辅助设备等组成，如图4-5-2所示。
图4-5-1 混凝土搅拌楼总体结构简图
1-集料计量装置；2-集料装置；3-操纵控制系统；4-上料机构；
5-搅拌机；6-水泥上料机构；7-水泥筒仓；8-供水系统
其工艺流程为：砂、石骨料经一次提升装进骨料斗仓。骨料斗仓的个数不少于3～4个，
3
根据级配设计中骨料品种的多少确定，斗容一般为2～3m/个，同样，水泥经一次提升装进水泥筒仓备用。砂、石骨料的称量斗置于斗仓的下方，便于斗仓直接投料，一般采用累计称量的方式进行骨料计量。经称量的骨料放入提升斗中，经二次提升加进搅拌机中。水泥由筒仓底部的料门经斜架式螺旋输送机提到位于搅拌机上方的水泥称量斗中，进行单独计量。计量过后直接投入搅拌机。水和附加剂分别由水泵和附加剂泵，从储存箱直接输入搅拌机。搅拌机的卸料口下方一般设有容量不大的成品料储存斗，用于运输车辆间隔期间的成品料暂存。
图4-5-2 混凝土搅拌站总体结构简图
1-水泥料仓；2-控制系统；3-螺旋输送机；4-配料斗；5-斗式提升机；
6-搅拌系统；7-上料导轨；8-集料仓；9-皮带输送机
水泥混凝土搅拌设备的操纵控制是生产合格混凝土的关键因素。混凝土搅拌设备的操纵控制机构有手动式、半自动式、自动式和微机控制的全自动式几种。
手动式控制机构基本是手柄式操作。它需要配备较多的操作人员，劳动强度大，设备精度低。目前除了在一些简易的单机搅拌场还继续延用手柄式控制方式外，几乎都已被较先进精品文档
精品文档 的方式所取代。
半自动控制机构具有简单的继电器程序控制功能，可利用电力或压缩空气，对供料、搅拌和卸料进行有限间接控制，操作人员数量较少，劳动强度相对减小。目前，这种控制方式在中小型单机站仍然被广泛采用。
自动式控制机构是介于全自动式和半自动式之间的一种具有可编程序控制器的自动化程度较高的控制方式。对材料能够进行自动供料和称量，并能按设定的程序自动进入搅拌和卸料工序。只是补料、称量和搅拌仍需分别设专人监视和操作，彼此间的联络由一人总管。 全自动式控制机构是微型计算机加可编程序控制器方式，是目前大中型混凝土搅拌楼(站)较多采用的控制方式。全自动控制方式为混凝土搅拌设备整体技术性能的提高和现代化的质量管理提供了可靠的手段。它不仅利用微电脑的智能化服务，把操作人员从繁重复杂的体力和脑力劳动申彻底解放出来，而且某些系统的服务功能是人力所达不到的。全自动控制的主要功能有以下内容：
1.混凝土配合比自动计算和调整功能 微机控制系统能根据给定的原材料物理参数和数学模型，自动计算出混凝土的配合比，并能适应商品混凝土多用户多配比的使用要求，迅速有效地转换配合比。系统中常可存储32～64种不同的配合比，供随时调用。
2.砂、石含水率的自动补偿功能 为了提高配合比的精度，全自控混凝土搅拌楼大都采用了中子法、高频介电常数法及微波等形式的骨料表面含水率测定仪器，对砂、石骨料表面的含水率进行实测、记录，并经控制中心对多含的水分进行扣减或减水补砂运算。
3.对物料的粗、精称量和超称处理功能 为提高称量精度，减小投料冲击引起的称量误差，进料斗门具有开度控制，粗称开度大，当称量达到预定值的90％时，开度减小，开始振动喂料到足称。如果发现由意外落料冲击产生超称，系统具有扣称功能，即在向搅拌机投料时能将多称部分截留在称斗中，转入下个循环使用。
4.对称量、投料、搅拌和出料实现顺序自动控制功能 有些全自控系统设有动态模拟显示装置，能把从配料到卸料的全过程实现动态模拟显示，并具有精度较高的定时控制装置能保证各工序按预定程序和时间准确无误地往复循环。
5.对可能发生的主要机械故障和电器故障进行监视和报警功能 全自控混凝土搅拌楼，一般都设有对主要机械和电器仪表的工况监视仪器，如监视搅拌机负荷状况的坍落度计就是一例。对生产过程中出现的异常情况能够及时报警，并打印出故障信息，以便维修。
6.快速自动打印、记录功能 能对生产过程中的各种有关信息和数据进行快速自动打印和记录，为科学管理提供了依据和保证。比如打印用户单位、每罐混凝土生产的日期、时间、配合比和数量、混凝土标号、己拌立方数、砂石含水率等\"每罐信息\"，实时打印出该用户各物料耗量的累计值、总混凝土立方数、需拌总数、已拌总数、已拌立方数等\"批信息\"，以备查考。
四、水泥混凝土搅拌设备选配与生产率
1.搅拌楼选配
（1）搅拌机型
混凝土搅拌楼选配应以强制双卧轴或行星立轴为主要机型。这是国际公认搅拌速度和效率最高、搅拌效果最好的机型。也可使用单卧轴或单立轴搅拌机。
（2）搅拌楼的配备
每台搅拌楼应配备齐全自动供料、称量、计量、沙石料含水率反馈控制、有外加剂加入精品文档
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装置和计算机控制自动配料操作系统设备和打印设备。每台搅拌机还应配齐生产所必须的外置设备：3～4个砂石料仓，1～2个外加剂池，3～4个水泥及粉煤灰罐仓。使用袋装水泥时应配备拆包和水泥输送设备。搅拌场应配备适量装载机或推土机供应砂石料。
（3）间歇和连续搅拌楼对比
从间歇式搅拌楼和连续式搅拌楼比较来看，间歇式搅拌楼是每锅单独称料的，因此，搅拌精确度高于连续式搅拌楼，弃料少，宜优先选配间歇楼。
2.水泥混凝土搅拌生产率
生产率是搅拌设备的主参数，也是确定其它技术参数的主要依据。生产率的确定一般应
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根据产品系列和配套需要合理选择。目前国内生产的移动式搅拌站其生产率大致为15m/h、2Om/h、22.5m/h、25m/h、50m/h、75m/h等几种规格，与水泥混凝土摊铺机的摊铺能力相匹配的不多，大部分偏小。以轨道式摊铺机铺筑幅宽4.5m板厚0.22m的路面为例，摊铺速度以m/min计，其生产能力为59.4m/h这是采用摊铺机进行路面施工的最低生产能力。因此，为了满足路面施工的配套需要，所设计的搅拌设备的最低生产率应不低于60m/h。 精确地描述混凝土拌和物的搅拌运动及受力状态，从而精确地计算出强制式搅拌机的搅拌功率是十分困难的。这里仅以卧轴式强制搅拌机为例，推荐一种比较贴近实际的近似计算方法。
铲片式单、双卧轴强制式混凝土搅拌机轴上功率的计算
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3
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P式中：P——搅拌机轴功率，kW；
n——搅拌轴的转速，r/min；
Mn9740
——搅拌系统传动总效率，一般取0.86；
M——叶片工作的阻力矩，N·m。
生产率的确定除了应符合设计任务书或项目合同书的要求以及满足使用配套需要外，还受到其它配套技术的制约，故应综合分析，全面考虑。
第六节 水泥混凝土摊铺机
一、功能与分类
水泥混凝土摊铺机是修筑水泥混凝土路面的主导施工机械，也是铺筑机场跑道、停机坪、水库坝面等设施的关键设备。随着公路、市政和航空事业的发展，为了提高水泥混凝土路面的施工速度和施工质量，水泥混凝土设备不断得到发展和应用。其主要功能是把己经搅拌好的水泥混凝土料均匀、平整地摊铺在路基上，再经过振实和光整作面等工序，使之形成符合标准规范要求的混凝土路面。为此，水泥混凝土摊铺机应满足以下技术要求： 1.布料必须均匀，不能产生骨料离析现象；
2.摊铺在路基或其它作业面上的虚方混凝土料，能够留出均等的余留厚度，以确保经振精品文档
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实和光整工序后符合规定的铺筑厚度；
3.能对所铺设的混凝土层进行充分而有效的振实，确保路面或设施的内在质量；
4.所铺筑的路面或设施，应达到表面平整度的设计要求，误差应控制在标准规范之内。
水泥混凝土摊铺机的施工方法一般有固定模板法和滑动模板法。前者是最早采用的施工方法，主要特点是靠固定在路基上的边模轨道控制摊铺厚度和平整度，后者是当今世界比较先进的施工方法，其特点是通过随机移动的滑动模板一次成型路面，生产效率非常高。在给定摊铺宽度（或高度）上，能将新拌混凝土混合料进行布料、计量、振动密实和滑动模制成型并抹光从而形成路面或水平构造物的处理加工机械统称为滑模式水泥混凝土摊铺机。
水泥混凝土摊铺机按其行走方式的不同，可以分为轨道式摊铺机和履带式摊铺机。轨道式摊铺机采用固定模板铺筑作业，而履带式摊铺机采用随机滑动的模板进行施工，所以又分别称之为固定模板式摊铺机和滑模式摊铺机。
按摊铺作业的功能和施工对象，水泥混凝土摊铺机也可以分为路面摊铺机、路缘边沟摊铺机和路基修整机等。在结构形式上，有的从属于滑模式，有的从属于轨道式。
按主机架型式的不同，可分为箱型框架伸缩式滑模摊铺机和桁架型滑模摊铺机。
二、水泥混凝土摊铺机技术特点
1.水泥混凝土摊铺技术概要
由于电子技术和液压技术的飞速发展，为摊铺机的研制和开发注入了新的活力。电-液比例控制技术、传感器技术和电子随动技术等一批新技术成果的发明和被采用，很快使水泥混凝土摊铺机的自动化程度和综合技术性能提高到一个新的水平。当今比较先进的滑模式摊铺机，采用履带行走，自带滑动成型模板，自动导向，自动找平，且集布料、整平、振实、光整等各种自动作业功能于一身，一次成型。可以达到很高的生产效率。
早在国内，由山西省交通科学研究所和山西省公路局联合研制的“J”型轨道式水泥混凝土摊铺机，及由交通部规划设计院和江阴交通机械厂联合开发的“S”型轨道式水泥混凝土摊铺机，先后于1990年10月、1991年11月通过省、部级技术鉴定，研究成果达到了国内外同类产品的先进水平。由西安公路交通大学和黄河工程机械厂、天津工程机械研究所共同承担的国家\"八五\"攻关项目——开发研制HTH7900型滑模式水泥混凝土摊铺机，开始对滑模式水泥混凝土摊铺机进行探索和研究。
2.水泥混凝土摊铺机现代技术特点
滑模式水泥混凝土摊铺设备作为水泥混凝土路面施工中高效、省力、文明、优质的现代化手段，自60年代问世以来得到了不断的发展和完善。随着对路面交通量和交变载荷认识的深化，不同道路设计要求的传力杆结构和拉杆结构的进步，机器与施工现场适应性要求的提高，以及现代科学技术的迅猛发展，滑模式水泥混凝土摊铺设备的创新和改进相继出现，大大开拓了滑模摊铺设备的应用市场。其创新和改进多数表现在其结构和工作装置上，例如多功能滑模摊铺机设备、零隙滑模摊铺机。传力杆自动打入装置和改进的路面精度装置等。计精品文档
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算机控制技术、激光制导技术和远红外线控制技术等现代科学技术为滑模摊铺设备的高精度控制和高自适应性提供了较大的发展空间。
水泥混凝土摊铺机的主要现代技术特点如下：
(1)一机多用的特点。例如路缘成型机具有多种工作装置，可以用来承担路缘石铺筑、隔离墙铺、设路边排水沟及人行道路面铺筑等多种施工任务。
(2)产品较先进的综合性能。例如有的在滑模摊铺机上应用了犁式布料器，这种布料器具有布料均匀、不卡料等优点；有的为了提高大型滑模摊铺机的转向精度，成功设计与传感器相匹配的程序逻辑控制器，在弯道施工中，与传感器控制履带行使方向的同时，程序逻辑控制器可控制液压系统将更多的液压油引向机器快速的一边，然后再流到慢速的一边，可使两边履带的压力油分配比达10︰90（或90︰10），从而非常精确地控制机器按施工半径要求进行施工，铺筑出圆滑平整的弯道路面。
(3)产品的高效率大型化。为了适应目前水泥混凝土路面工程修筑规模日益增大和路面技术等级不断提高的需要，国外一些著名厂家己开发出发动机功率在430kW以上，宽度达21.3m，最大摊铺厚度达762mm，生产率达540～21OOm/h的大型滑模摊铺机。
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三、主要结构与工作原理
1.轨道式水泥混凝土摊铺机
轨道式水泥混凝土摊铺施工方法是指采用两条固定模板或轨道模板（钢制或混凝土）作为路面侧面支撑和路型定位，模板顶面作为表面基准，在两条固定边模中对混凝土路面进行摊铺、捣实、成型和拉毛养生的施工技术。
轨道式摊铺机组由行走机构、传动系统、机架、操纵控制系统和作业装置构成。作业装置包括布料机构、计量整平、振动捣实和光整作面机构。虽然各类轨道式摊铺机的结构形式各具特点，所采用的作业执行机构也不尽相同，但每一种摊铺机都是由若干上述机构的有机组合。图4-6-1所示为列车型轨道摊铺机。
图4-6-1 列车型轨道摊铺机
1-布料机；2-整平振实机；3-布料机；4-整平振实机；5-光整做面机
轨道式摊铺机组的优点是结构简单、造价低廉、工作可靠、容易操作、故障少、易维修以及对混凝土要求较低等，因此至今仍然受到许多发展中国家的青睐。其缺点是自动化程度较低，铺筑的路面纵坡、横坡、平直度和转弯半径的精度，在很大程度上取决于钢轨和模板的铺设质量，钢轨模板需要量大、装卸工作频繁而笨重。
轨道式摊铺机，因其作业方式、执行机构和整体功能的差异，又可进一步分为列车型轨精品文档
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道摊铺机、综合型轨道摊铺机和桁架型轨道摊铺机。
2.滑模式水泥混凝土摊铺机
滑模式摊铺机是一种自动化程度高、技术性能先进的施工机械。一般由机架、履带行走机构、操纵控制系统和悬挂在机架下面的一整套作业装置组成，可以完成混凝土路面铺筑的绝大多数工序，如布料、虚方计量、密实、提桨、实方计量、成型、抹光等。它的基本组成部分包括：动力系统、传动系统、行走系统、摊铺工作装置、控制系统、主机架和一些辅助装置组成，见图4-6-2。
与轨道式摊铺机相比，在使用性能方面主要有以下优点:
(1)整机采用全液压驱动，操纵控制系统采用电-液伺服、传感器自控技术，只需1～2人即可胜任施工作业。
图4-6-2 滑模摊铺机
1-浮动支架；2-喷洒水系统；3-固定机架；4-操作控制台；5-摊铺装置；6-行走转向装置； 7-自动转向装置；8-自动找平系统；9-伸缩机架；10-人行通道；11-动力系统；12-传动系统
(2)摊铺路面时，路拱、纵坡、横坡和弯道均可通过调整成型板和导引机构自动实现。整个路面可以全幅施工，一次成型。
(3)生产准备工作简单，无需铺设模板和轨道，只需架设钢丝基准导引拉线即可施工。 滑模摊铺机的结构较为复杂，操纵技术难度较大，对操纵人员的素质要求比较高。同时对所用混凝土的级配和坍落度等技术指标的要求也比较严格。这些也给它的具体应用造成一定局限。从经济技术角度来看，滑模式施工适合于大规模的高速公路水泥混凝土工程。
滑模式摊铺机因其主机功率的大小和作业宽度、作业对象的不同，其行走机构有双履带、三履带和四履带等几种形式。
滑模摊铺机的工作原理是：滑模摊铺机上所有部件根据所摊铺水泥混凝土的各种要求，摊铺出高密实度、保证弯拉强度，完成路面所有钢筋配置、光滑规矩的外型尺寸和严格的平整度技术要求。工作前，根据需要选择传感器的安装方式，将水平传感器和转向传感器安装在预定的基准线上；工作过程中，摊铺路面的高程和方向由传感器根据导线自动控制。螺旋精品文档
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分料器将其前方的水泥混凝土均匀地分布在滑模摊铺机的前面，摊铺机以设定的工作速度前进，计量门控制进入振动仓的水泥混凝土的数量。液压振动棒以一定的振捣频率将大骨料压入成型模板以下位置，并使混凝土进一步密实。随着摊铺机的前进，成型模板依靠自身的重量将振捣过的水泥混凝土挤压成型。中间拉杆插入装置和侧拉杆插入装置根据需要在成型模板的前部和侧部插入拉杆；最后，由抹光器对已成型的路面进行搓揉，以消除表明气泡和少量麻面等缺陷。
操纵控制机构关系到摊铺机各作业机构能否正常工作，因而是摊铺机的核心组成部分。对摊铺机的操纵控制，基本包含两个方面的工作内涵。其一是随机对各作业机构，诸如布料机构、整平机构和振实作面机构等下发指令，令其按照作业工况的变化作相应调整，以期达到最佳的施工效果；其二是对所铺筑路面的几何形状，即如路面的线形、路拱、纵坡、横坡和平整度等进行随机调控，使之达到设计要求。
对轨道式摊铺机而言，由于路面的几何形状在很大程度上由模板和导轨的铺设质量来保证，因而其操作控制的任务就比较单一，主要是对各作业机构实施手柄式操作，而且有些机型，如列车型轨道摊铺机，各作业机构又分设在几台单机上，操纵起来比较容易。但对滑模式摊铺机来说，因其结构比较复杂，集各种作业职能于一体，摊铺速度快，工效高，其操纵控制的难度较大，因而多采用先进的传感器、电－液伺服机构和全液压自动控制等装置，使其操作程序大为简化，而易于掌握。
下面就滑模摊铺机自动控制系统的工作原理作概略介绍：
(1)传感器的分类及其工作原理 传感器是摊铺机自动控制系统的核心元件，无论实现自动转向还是自动调平，都离不开传感器的工作。传感器实际上是一个人工智能元件，它可以代替人工感知和判断路基的高低变化和转弯要求，并能随机向液压系统发出工作指令，及时改变供油通路和流量，以适应变化了的作业工况，因而传感器的工作精度和质量，决定了滑模摊铺机的性能和水平。目前在摊铺机上采用的传感器分两种类型，一类是电－液控制式的电控传感器，一类是机液伺服控制式的液控传感器。
①电控传感器工作原理 电控传感器的工作原理如图4-6-3所示。它是将感受到的路基高度变化或转向改变的情况，以电信号形式给出，通过相应的放大电路控制电磁阀动作，从而改变高压油通路来控制相应的调平油缸或转向油缸的运动。这种传感器技术比较成熟，应用也比较普遍。
图4-6-3 电控传感器工作原理示意图
1-执行油缸；2-基准导向钢丝；3-电磁阀；4-高压油路；5-放大器；6-电控传感器
②液控传感器的工作原理 和电控传感器不同的是，液控传感器能把所感受到的路基高度或转向的改变，直接输出液压信号来改变高压油的通路，进而控制相应的液压缸按照指令动作。省去了一些中间转换环节，使系统为之简化，从而提高了系统的控制精度。 精品文档
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（2）电－液自动控制系统工作原理 电－液自动控制系统是滑模式摊铺机较多采用的操纵控制形式，由自动调平系统和自动转向系统两部分组成。下面就它们的控制原理作简要介绍。
①电－液自动调平系统 图4-6-4所示为电一液自动调平原理简图，其中省略了一些辅助线路，以便于更加直观地了解主控元件的工作过程。图中虚线所包容的部分是电控传感器，它是由滑叉1、配重2、微型开关3、4和限制开关5组成。两个微型开关通常处于断开状态，当滑叉摆动时，某个开关即被接通，其动作十分灵敏，可以感受到滑叉沿导向线运动中任何轻微的摆动。微型开关的一端通过限制开关5和转换(手动或自动)开关7与电路的正极相连；另一端分别通过接线9和10与电磁换向阀8的A端和B端的线圈相接，并经由A、B线圈接负极。电磁换向阀8是其中一个升降油缸的控制阀。
当转换开关7处于“自动”状态时，正极经由接线11和限制开关5通到传感器的微型开关3和4，此时如果路基出现低凹，履带下陷，则沿导向线移动的滑叉就会朝上摆动，使微型开关3接通，电流就会经由接线10通向电磁阀A端线圈与负极形成回路，从而电磁阀控制高压油进入升降油缸的上腔，使机架抬高。反之，如果路基出现凸起使履带上扬，则滑叉就下摆，接通微型开关4，电源就会经由接线9和电磁阀B端线圈接通，控制高压油进入升降油缸的下腔，使机架降低。如此控制，动作不止，始终保持机器沿预定的水平标高行驶。
图4-6-4 电－液自动调平原理示意图
1-滑叉；2-配重；3、4-微型开关；5-限制开关；6-手动升降开关
当转换开关7处于“手动”状态时，接线11被切断(即图示情况)，电源经由接线12通向手动升降开关6，并沿接线10及9连接电磁阀的A、B端。此时传感器被脱开而失去控制作用，机器的升降便由手动开关6直接操纵。手动操作回路在自动化控制系统中也是不可缺少的组成部分。
在实际应用中，自动调平系统分单边控制、双边控制和无导引线控制3种形式。其工作原理分别是：单边控制形式是在摊铺机前进方向的一侧设置基准导向线，由安装在机器一侧的纵向调平传感器和安装在机器中部的横坡传感器实施联合控制。当纵向传感器将一侧的高度误差信号传送到系统中，经过处理放大，指令电磁阀动作，接通相应的油路，使油缸执行一侧的调整动作。此时，将会产生一个附加的横坡信号，这一信号被横坡传感器所感知，并迅速传送到系统处理中心，经过放大处理后，指令另一侧的电磁阀动作，使该侧油缸执行调整，直到机器回复到原来的横向位置，调平动作结束。当未设导向线的一侧发生高差变化时，虽然纵向传感器未直接得到信号，横坡传感器会首先感知到坡度的变化，同样会按照上述的控制过程最终实现调平。双边控制形式也称为“四点控制”，是在摊铺机的两侧各设置一根基精品文档
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准导向线，并在机器的两侧各安装两个调平传感器，分别控制高程。横坡则由两侧的基准导向线保证，此时横坡传感器被解除。这种控制方式，增加了布设基准导向线的麻烦，一般情况下较少采用。只有在弯道较多时，为了避免因采用单边控制产生的厚度增值，使路面平整度恶化，才采用双边控制。此外，由于在弯道曲线段以内，无法将导向线架设成连续曲线，只能尽力缩短标桩的间距，使之形成由若干段小直线组成的折线。无导引线控制形式用在已铺路面或其它构筑物适宜作为基准的场合，因而无须架设基准导引线。传感器通过拖架或拖靴在已铺路面或构筑物上滑行，实现对标高和坡度的控制。
②电－液自动转向系统 图4-6-5是电－液自动转向原理示意图。图中虚线所包容的部分为转向传感器，和调平传感器的安装方式不同，它的滑叉是垂直安装的，可以左、右摆动。微型开关2和3通常处于断开状态，滑叉1在前进中稍有或左或右的轻微摆动，就会引触2或3的闭合。由图上可以看出，微型开关的一端通过接线8、限制开关4、接线9和转换开关5与电路正极接通，另一端通过接线10、11分别连接电磁换向阀7的A端和B端，再经由接线14与负极接通。当机架向右偏离了行驶方向时，滑叉则在导引线的作用下左摆，开关2被触发闭合，电流就会沿接线10通向电磁阀7的A端线圈，控制高压油的流向，使转向油缸动作，产生向左转向；反之，则向右转向。
同样在系统中接入了“手动”操作状态回路，当转换开关5处于“手动”状态时，传感器被脱开，正极电流通过接线12和手动转向开关6分别经由接线10和11通向电磁阀的A和B线圈形成回路，直接控制高压油的通路，使转向油缸产生向左或向右的动作。
（3）基准导引线的装设及作用 基准导引线是传感器工作的基础，其安装精度会直接反映到路面的摊铺质量上来，因此，装设导引线的工作不容忽视。
基准导引线一般选用直径为2.0～2.5mm的钢丝为宜。它在路基上的安装是靠标桩、夹线标等组件进行固定，标桩与标桩之间的最佳距离为6～8m，在弯道处则依据弯道半径大小而定，一般取0.8～1.Om。基准导引线的安装高度以所铺路面的厚度加0.3～0.6m为宜。为了保证基准引
图4-6-5 电－液自动转向原理
1-滑叉；2、3-微型开关；4-限制开关；5-转换开关；6-手动转向开关；7-电磁转向阀；8、9、10、11、12、13、14-接线
导线在衔接处的平滑过渡，其始点到第一个标桩的距离及终点到后一个标桩的距离为4～6m，在弯道上为1.2m。标桩的走向必须与路面设计中心线保持平行，并且距新铺路面一侧的水平距离要适中，一般控制在0.8～1.2m的范围。基准导引线每次张拉长度不宜超过2OOm，张拉力不小于8Okg，安装标高误差应小于2mm。
四、水泥混凝土摊铺机的选型使用与生产率
1.水泥混凝土摊铺机选型
高速公路、一级公路施工，宜选配能一次摊铺2～3个车道宽度的滑模摊铺机；二级及以下公路路面的最小摊铺宽度不得小于单车道设计宽度。硬路肩的摊铺宜选配中、小型多功能滑模摊铺机，并宜连体一次摊铺路缘石。滑模摊铺机可按表4-6-1的基本技术参数选择。 滑模摊铺机选型的具体要求是： 精品文档
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（1）高速、一级公路推荐整幅滑模摊铺机。高速公路、一级公路施工，宜选配能一次摊铺2～3个车道宽度的滑模摊铺机《施工规范》推荐并提倡高速公路、一级公路尽量使用整幅12.5m宽度的大型滑模摊铺机，以减少纵向连接纵缝部位的不平整及存水现象。
（2）二级公路推荐9m整宽滑模摊铺机。二级及以下公路路面的最小摊铺宽度不得小于单车道设计宽度。同时《施工规范》推荐在二级公路上有条件时，采用中央设路拱的8～9m宽滑模摊铺机。一般情况下，在三、四级公路水泥混凝土路面上，由于软路肩宽度不足，履带行走宽度及设置基准线位置不够，不适宜使用滑模摊铺机施工。滑模摊铺机与技术，在我国仅适用于二级以上高等级公路水泥混凝土路面的施工。
表4-6-1 滑模摊铺机的基本技术参数表
项目 三车道滑模摊铺机 双车道滑模摊铺机 多功能单车道滑模摊铺机 路缘石滑模摊铺机 ≤80 <2.5 70～150 2.5～6.0 0～400 护栏高度 800～1900 <450 0～5 0～9 0～10 2，3 ≤10 0～3 0～9 0～15 2，3，4 12～27 15～0200 3.6～9.7 0～500 0～3 0～5 0～18 2～4 22～50 发动机功率 摊铺宽度 （KW) 200～300 (m) 12.5～16 摊铺厚度 (mm) 0～500 摊铺速度 空驶速度 (m/min) (m/min) 0～3 0～5 行走速度 (m/min) 0～15 履带数 (个) 4 整机自重 (t) 57～135
（3）硬路肩推荐与路缘石连体摊铺。硬路肩的摊铺宜选配中、小型多功能滑模摊铺机，并宜连体一次摊铺路缘石。
无论是哪种设备，首先必须满足施工路面，路肩、路沿石和护栏等的基本施工要求；其次摊铺机本身的工作配置件要齐全，应配备螺旋或刮板布料器、松方高度控制板、振动排气仓、夯实杆或振动搓平梁、自动抹平板、侧向打拉杆及同时摊铺双车道的中部打拉杆装置等。
2.典型产品
目前，国外滑模式水泥混凝土摊铺机的主要厂商有：美国CMI公司,PAV-SAVER公司,GOMACO公司,POWER-CORBER公司,CUNTERT-ZIMERMAN公司，德国Wirtgen公司，比利时SGME公司等。
就国内引进并在施工中应用较成功的两种国外机型和国产HTH90型简单介绍如下： （1）美国CMI公司生产的SF350型
SF350型使用的是卡特皮勒3208DIT8V四冲程涡轮增压式柴油机，四履带驱动，摊铺宽度在3.5～9.75m之间调节。标准宽度上设计为15个振捣棒（液控），水平布置的设计优于其他生产厂家。SF350型最大的特点是在成型模板的两侧增加了超铺角装置，可以更好地对塌落度较大的混凝土料进行摊铺。
（2）德国Wirtgen公司生产的SP850型
SP850型由一台功率为186kW的水冷六缸柴油发动机驱动，摊铺宽度在2.5～10m之间调节。四履带驱动，前进和后退均可实现无级变速。SP850型采用电动振捣棒，配备振动搓平精品文档
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梁，可适用于干硬性的混凝土混合料（坍落度较小）。整机前部配备了横向刮料犁，可以更好的进行分料工作。根据施工情况，可配置自动传力杆插入器装置。
（3）国产HTH90型
HTH90型四履带水泥滑模混凝土摊铺机功率为216kW，以六缸水冷柴油发动机为动力。摊铺宽度在3.5～9.0m之间调节。最大摊铺厚度为400mm，摊铺速度为0～5m/min。行走过程可以实现无级变速，并且大部分工作装置为液压驱动，操纵与控制方便。
3.水泥混凝土摊铺机的正确使用
滑模式摊铺机的调整正确与否，将直接影响水泥混凝土路面的摊铺质量，因此，在摊铺机进行施工作业前或作业中，必须根据工程施工的需要，对摊铺机进行必要的调整。
（1）计量板的调整
计量板的位置直接决定了进入摊铺机的水泥混合料数量，过多或过少都会影响到摊铺质量。计量板的调整，一般由操作手在施工中根据进入振动料仓的料位来控制。施工作业前，可以将计量板调整到高于成形盘1OOmm的高度，保持振动仓料位基本恒定。
（2）振动棒的调整
振动棒的调整对摊铺路面的密实度、振动均匀性及后期路面质量的影响都比较大。振动棒的调整内容包括:振动棒的振动频率，振动棒的间距，侧距和振动棒的位置高度等。
振动棒的振动频率一般在100～200Hz范围内调整。振动棒振动频率偏高一点好，最好不低于12OHz。振动棒的布置一般要求间距为50cm，侧距15cm。振动棒的位置与成形模板前边沿齐平，即振动棒在路表面平行滑动。但研究表明，如果间距和侧距过大、振动棒的位置过高，使路面振实的均匀性差，下部的间隙率比上部的明显增大。所以，现在推荐的振动棒布置为：间距38cm，侧距13cm。棒头埋入路面以下10cm。为了克服振动棒埋入路面以下在振动棒移动时其所占空间多被砂桨填充，从而造成纵向收缩裂缝的弊病，一般采取振动棒倾斜安装，即棒头下倾10°。
（3）振捣夯板的调整
振捣夯板的位置、振动频率和振幅等都可以根据需要进行调整。
振捣夯板的振动频率可以在0～137次/min的范围内调整。振捣频率应根据摊铺速度来确定，速度高时用较高频率，速度低时用低频率。
振捣夯板的振幅有三个：13mm，19mm，25mm。振捣夯板的振幅应根据施工需要来确定。一般以25mm比较好。
振捣夯板的位置应低于成形板5～10mm，过低、过高都不好。过高提桨性能差，过低增加摊铺机运行阻力。一般情况下，振捣夯板较低的一边应比成形模板最低的边沿低6mm。
（4）成形整平装置的调整
成形模板的调整分为水平调整和位置调整。水平调整是将成形模板调成水平，调整时在模板底部设置两条基准线，一条在成形模板的前端，另一条在后部调节器的正下方。在基准线中间和成形模板后部斜坡35cm处，安放一个12.7mm厚的垫板，用作计量基准。模板水平调整要分两半来调整，先从一半的前基准线调平，再调后基准线；调平一边后再调另一边，最后检查整个模板水平。若无路拱，则将模板指针调到零。
4.水泥混凝土摊铺机的生产率计算
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式中：H——摊铺厚度，m；
B——摊铺宽度，m；
——摊铺工作速度，m/min；
KB——时间利用系数，KB0.80~0.85。
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