沥青混凝土心墙摊铺机开发研制和工程应用一、前言在水利水电工程中，沥青混凝土心墙作为土石坝的防渗体己得到越来越广泛的应用，这主要是因为近年来沥混凝土心墙的优点正在逐渐被人们所认识·沥青混凝土心墙的突出优点有防渗性好，变形性能好，沥青混凝±的抗震性能良好，可适用于强地震区建坝，沥青混凝土心墙耐久性、抗老化性好，裂缝有自愈能力等。
目前，世界上很多土石坝，特别是修建在地震烈度较高地区的土石坝大都采用沥青混凝土作为防渗体。
随着沥青混凝土心墙坝的增多，沥青混凝土心墙旌工机械的研制已成关键·国外德国Strabag公司是世界上首先研制沥青混凝土心墙摊铺机的公司，它的第一代沥青混凝土心墙摊铺机于1962年建成了35m高的小丢恩坝的沥青混凝土心墙。
1966年，在奥地利Eberlastc坝的施工中，strabag公司使用了它的第二代摊铺机。
70年代末期德国又推出了第三代沥青混凝土心墙摊铺机。
该机1980年在大丢恩坝的沥青混凝土心墙施工中首次使用获得成功。
第三代摊铺机相对第二代有重大改进，首先从总体布置上(见图1)有重大突破，将过渡料斗放于机器的后部，由轮胎支承过渡料斗，覆带行走装置在过渡料斗前。
覆带行走在前一层已压实的过渡料层上，这样使整机行走平稳，可减少行驶阻力，以及更好地控制心墙的铺筑高度。
第二是机器前端装有吸尘装置．能清除心墙表面的污染物。
第三该机经过短期改装，其心墙摊铺宽度可以在30cm一120cm之间变化，以适应心墙厚度的变化，此外该机的方向控挪威的Hesselberg公司，在德国的沥青混凝土心墙摊铺机的基础上也研制出了沥青混凝土心墙摊铺机，于1984年在Storvatn坝上应用。
Hesselberg公司后来对它的第一台摊铺机作了改进，使其性能比较完善。
改进后的沥青混凝士心墙摊铺机为自行式，见图2。
心墙摊铺厚度为20mm，覆带行走在已压实的过渡料层上．铺筑机前端装有真空清理器和远红外加热器，用以清理和加热已铺层面，使两层接触良好；中部是沥青混合料料斗，料斗下面是滑模，滑模后面是整平板，沥青混合料经过滑模成型后，用整平板将其初步压实：沥青混合料斗后面是过渡料斗：末端拖着过渡料静碾和振动板。
增加了过渡层铺筑高度的激光自动控制系统，和控制铺筑方向的仪器即电视照相机和照准电视，该机的性能也比较完善。
二、我国在沥青混凝土心墙摊镶机领域的研究和工程应用为了推动国内沥青混凝土心墙的发展，我国也积极开展沥青混凝土心墙摊铺机的研究。
沥青混凝土心墙有两种类型，一种是浇筑式(沥青含量大于9％)，这种心墙施工时不需要专用的摊铺设备；另一种是碾压式(沥青含量一般为6-7％)。
碾压式沥青混凝土心墙的施工是沿坝轴线分层连续铺压沥青混凝土心墙体和心墙两侧的过渡材料，依靠两侧的过渡料支撑刚摊铺好的沥青混凝土心墙。
这种施工方法需要专用的摊铺机来完成沥青心墙和两侧过渡料的摊铺与初压。
根据碾压式沥青混凝土心墙施工的需要，性能完善的沥青混凝土心墙摊铺机应具备以下功能：第一能连续摊铺一定厚度的心墙体并初步压实。
在摊铺心墙体的同时能铺筑一定宽度和厚度的过渡层砂石料以支撑中间的心墙体，并且摊铺过渡材料时不能污染心墙表面。
第二随着坝体的升高，心墙体宽度逐渐减小，故要求摊铺心墙的宽度能在～定范围内变化。
第三摊铺机上应设有层面接合处理设备，使铺筑的心墙上下层能结合成果紧密牢固的整体。
第四能严格控制摊铺机的行走方向，以使铺筑的心墙轴线满足要求。
我们从80年代初就开始研究沥青混凝土心墙铺筑设备。
在分析研究了国外各种摊铺机的基础，我们设计了适应于戎国情况的用于大型工程的沥青混凝土心墙联合摊铺机和研制了用于小型工程的牵引式摊铺机，下面分别介绍这两种摊铺机。
1、沥青混凝土心墙联合捧铺机1995年受四川省电力局南桠河开发公司的委托，我们为四川冶勒水电站沥青混凝土心墙施工研究设计了XTl20-95型沥青混凝土心墙联合摊铺机。
该机的设计图于1996年元月通过了四川省电力局评审。
XTl20-95型摊铺机见图3。
(1)xTl20-95型心墙摊铺机的组成该机是性能较完善的自行式联合摊铺机，根据心墙和两则过渡料施工的要求，该机主要由以下几大部分组成。
①吸尘器：其主要作用是吸走已铺层面上的脏物，清洁心墙表面，以利于心墙的层间结合。
本机采用摆动吸口式吸尘器．来适应层面宽度变化的需②加热器。
其主要作用是在摊铺新一层心墙时，将前～层的表面加热到7肛90℃，保证新、老层间的结合牢固。
取样分析时，看不到分层界面。
本机采用电远红外加热器，避免明火直接接触心墙面，并设有温控装置，防止温度过高，引起表面沥青老化。
③驾驶室。
安装操纵控制系统的操纵手柄，驾驶员工作室·驾驶室面积为3000× 1800ram。
本机驾驶室空间较大，而且采用空调驾驶室，操作人员工作环境舒适，以利于提高工作效率。
④动力仓。
动力设备安装处。
本机采用柴油发电机组作动力，整机功率120kw，充分考虑了冶勒海拔高程较高，对柴油机功率的影响。
⑤沥青混合料斗。
沥青混合料斗位于动力仓之后，根据摊铺机生产率(36t／h)的要求，料斗容量设计为2．5m，，料斗四周设置有保温层，下部斗壁内还设置有备用加热器，可以有效地减少施工中沥青混凝土冷结事故的发生。
料斗设在中部，简化了沥青混合料的供料机构，使整机运行更加可靠。
⑥振动滑模。
沥青混合料通过振动滑模初压成型，由于采用了高效的水平力激振器其初压密实度高，不易产生缺陷，同时在振动状态下大大减4,T滑模移动的阻力，使摊铺过程平稳可靠。
而且振动滑模采用串联油缸可无级调宽，并通过传感器将宽度值显示在控制台上，宽度范围为0．6-i．onl，最大固定宽度为1．2 m，以适应于不同坝高对心墙宽度的要求。
⑦履带行走装置。
本机采用履带行走装置，通过控制系统可实现两履带的差速调整和同步运行，控制机械的开行路线。
传动机构采用行量减速和专用变速箱相结合，能满足特大减速比的特殊要求，同时也满足机械慢速工作和快速返回的需要。
⑧过渡料车。
过渡料车单独由轮胎支承，悬挂于铺筑机械的后端。
这样。
运输时它可与整机分离；工作时整机重心分布合理，减轻了对主车架的负荷。
过渡料车附带刮平板控制装置，以调整过渡料的铺筑厚度。
过渡料斗容为5．0矗。
⑨控制系统。
本机有两大控制系统，一是整机方向控制系统；二是过渡料平整度控制系统。
⑩机架。
本机采用整体式车架，便于布置各工作部件，以及提高整机的稳定性。
由于本机工作行驶速度很慢，选用整体式车架是合理的。
从图3上可以看出，该机最前端是吸尘器，其后依次是加热器、驾驶室、动力仓、沥青混合料斗。
在沥青混合料斗下部是振动滑模。
摊铺机最后端是拖挂的过渡料车．履带行走装置是行走在已压实的过渡料层上，这样能减少行驶阻力以及利于心墙摊铺厚度均匀；沥青混合料斗放在动力仓后面，振动滑模与料斗出口直接相接，这样既保持了成型时混合料的温度，又使整机布置紧凑，减少输送沥青混合料的机构，使整机结构简单、可靠。
(2))汀120．95型心墙摊铺机的主要性能参数心墙摊铺宽度：无级可调0．6—1．0m固定宽度1．2m摊铺层厚度z 0．2m过渡层铺筑宽度：2x 1．5m摊铺速度：I-2．5州lDin空行速度：lo_加幽in沥青混合料摊铺理论生产率：36咖；整机功率：120kw；沥青混合料料斗容量；2．5时；过渡料料斗容量：5．0一；单侧履带接地长度X宽度：3035X400mm整机自重：22t；外形尺寸：长X宽X高8748X4200X3400(3))汀120-95型心墙联合摊机的特点本机在使用性能上基本与德国第三代摊机相同，与它相比不同点有：①心墙成型滑模采用振动滑模，因装有专利技术的水平力激振器，使沥青混凝土初压密实度达95％以上，提高了心墙的施工质量。
而德国的第三代摊铺机据介绍只是在尾部装有预压装置．滑模本身并不是振动的。
本机振动滑模的宽度调节可依照心墙设计要求在0．6—1．0m宽度范围内实现遥控无级调节，并通过传感器将宽度值显示在控制台上。
调宽和锁定自动连锁，只有在松开锁定的情况下，才能进行宽度调整，调宽结束则自动锁紧，而德国第三代摊铺机据介绍是能在短期内改装，以适应心墙宽度的变化。
②沥青料斗放于中部，其料斗出口直接与滑模相接，省去了输送沥青混合料的机构，同时缩短了滑模长度，整机结构简单可靠。
德国第三代摊铺机的沥青混合料斗位于驾驶室前面，这使得成型滑模较长，挪威的摊铺机沥青混合料斗也是位于驾驶室前面，沥青混合料通过输送机构被送到后部的滑模。
③本机采用的是电远红外加热器，德国和挪威的摊铺机都是采用的液化气加热器。
使用电加热器没有明火，易于控制加热温度，可避免沥青心墙表面老化。
④xTl20-95型摊铺机驾驶室空间大，且是空调驾驶室，给驾驶员提供了良好的工作环境。
而德国第三代摊铺机的驾驶室较狭小。
2、牵引式心墙摊铺机为了适应中小工程的需要，在降低机械造价的同时，又要满足工程对沥青心墙旅工的要求，我们开发研制了牵引式沥青混凝土心墙摊铺机JXT-99，见图4。
该机的主要组成部分有：(1)牵引用卷扬车。
牵引用卷扬车是与主机分离的，该卷扬车上装有电动卷扬机，能实现工作时的牵引速度为1．2m／min，放绳速度为5—10rrgmin。
该卷扬车体积小，自重轻，转移场地时较方便。
但为了可靠的工作，在工作时须打地锚杆。
(2)电远红外加热器，其性能与图4JXT．99型牵引式摊铺机)汀120．95型相同．(3)方向控制器，通过人工操纵方向盘．可使摊铺机前轮偏转，达到控制摊铺机行走方向的目的。
(4)沥青混合料斗。
沥青混合料斗容积为1．5m3，为了适应装载机上料，料斗斗口前后侧壁设计成活动可倾翻式，通过液压油缸来操作·(5)振动滑模。
在沥青混合料斗出料口处，直接与振动滑模相接。
该振动滑模也是采用高效的水平力激振器，对沥青混合料的初压密实度达95％以上。
振动滑模成型宽度是有级可调的，其变化范围为O．5．-．0．8m。
