沥青摊铺机熨平板关键技术探讨

沥青摊铺机熨平板关键技术探讨ＴｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎＯｌｏｇｙＯｆｐｉｔｃｈｐａＶｅｒｓｃｒｅｅｄ

赵金鹏，张会华ＺＨＡＯＪｉｎ・ｐｅｎｇ，ＺＨＡＮＧＨｕｉ—ｈｕａ（长安大学道路施工技术与装备重点实验室，陕西西安７１００“）

【摘要】为了探讨摊铺机熨平板技术，本文采用对比分析的方法．以摊铺机的两种应用最广泛的熨平板类型为研究对象，对其结构和特点展开对比分析，发现９ｍ以下摊铺机的液压伸缩式熨平板作业时不但具有与机械加宽式熨平板相同的优点而且加宽方式简单方便、施工灵活性高，比机械加宽式熨平板更适宜于路面机械化施工的需求。［关键词】摊铺机；熨平板。机械加宽。液压伸缩

截止２０１１年底，我国公路总里程为４０５．２万ｋｍ，其中高速公路的通车总里程达到８．５万ｋｍ。按照我国高速公路网发展规划，到２０２０年我国高速公路通车总里程将达１０万ｋｍ。这些数字预示着公路施工机械的发展势必迎来一个稳定发展的局面。沥青摊铺机作为公路施工的主要机械之一，其需求量也会显著增加。１９３１年，美国ＢＬＡＷ—ＫＮＯｘ公司生产出了世界第一台摊铺机一轨道式摊铺机，通过轨道这一基准来保证摊铺路面的平整度。经过８０余年的发展，摊铺机的总体水平有了质的飞跃。本文主要以中大型摊铺机上配备的熨平装置为研究对象展开对比分析。１熨平板结构组成沥青混凝土摊铺机总体结构包括发动机和底盘、供料装置、工作装置、控制系统等几部分。熨平板是关键的工作装置，布置于摊铺机后端，包括振捣装置、振动装置和熨平板箱体３个部分，通过左右两侧大臂铰接于摊铺机主机上。１．１摊铺机的振捣机构振捣机构主要由振捣偏心轴和振捣梁两部６８２０１２ｎｏ）ｃａ临ＴＦｎＪｃＴｌｏＮＭＥｃＨＡＮｌｚ＾ＴＩｏＮ分组成，一般有单振捣和双振捣两种结构方式。单振捣机构仅有单排振捣梁，结构形式简单，成本较低，在工作中对物料的捣实效果较差，并且由于上下往复运动中产生较大的惯性力对熨平板影响较大。目前振捣机构大多数采用双振捣，如图１所示。该振捣机构包括前后双排振捣梁，通过偏心轴带动双振捣梁上下往复运动。由于两振捣梁存在相位差，一般采取固定后（主）振捣梁

７６

图ｌ双振捣机构一轴承座－２一副振捣粱ｔ３一主振捣梁。４一副振捣锤５一主振捣锤一６一框架一７一连杆。８一偏心轴

万方数据冲程，前振捣梁冲程可调的方式工作，因此较单振捣装置而言，双振捣抵消了一部分不平衡惯性力，工作更加平稳，大幅提高了路面预压实度。１．２摊铺机的振动机构振动机构主要由轴承座和振动单元组成，熨平装置各段的振动单元通过弹性联轴器连接。振动机构通过轴承座固定在熨平板箱体上。振动机构以压力冲程的形式将振动力传递给摊铺混合料，使摊铺层可以达到较为理想的压实度和平整度要求。由于振动轴为偏心轴，振动轴在液压马达的驱动下产生激振力，激振力使熨平板产生振动，对摊铺路面进行进一步的压实。２熨平板的类型常用的熨平板按照结构方式可大致分为机械加宽式和液压伸缩式两种，机械加宽式熨平板是由基本段和加长段熨平板箱体组成。机械加宽式熨平板的刚性好，摊铺性能稳定，目前应用最为广泛；液压伸缩式熨平板由基本段和左、右伸缩段组成，其宽度依靠液压机构的伸缩来调节，不需手工机械拼装。２．１机械加宽式熨平板机械加宽式熨平板由基本段ｌ、加宽段２．撑拉杆３、挡料板４等组成，如图２所示。基本段熨平板Ｉ的宽度与摊铺机的宽度相同，一般为２．５～３ｍ。摊铺作业时，可以根据摊铺宽度的要求在基本熨平板ｌ的外侧用螺栓组装上加宽段２，加宽段有不同的长度（一般有４种规格，即１５００ｍｍ．１０００ｍｍ、５００ｍｍ、２５０ｍｍ），可按图２机械加宽熨平板基本段聪平板；２一加宽段熨平板－卜撑拉杆４一熨平板箱体；５振动装置；６一挡料板照摊铺宽度的要求组装成不同的长度，撑拉杆３对各加长段进行加固，使其具有足够的刚性，组装完成后熨平板成为一个整体。熨平板的两边装有挡料板４，混合料输送到边缘由挡料板挡住，防止从侧面流出。机械加宽式熨平板的整体刚性好，摊铺稳定性好，最大摊铺宽度可达１６ｍ。２．２液压伸缩式熨平板结构为解决机械加宽式熨平扳人工拼装费时费力的问题，国内外出现了液压可伸缩式熨平板。日本住友建机推出的Ｊ・ＰＡｖＥＲ２３６０在熨平板基本段的后面分别设置一段由液压油缸驱动的可以独立地左右移动的加宽段熨平板。典型产品还有德国ＡＢＧ公司推出的ＶＢ８８和ＶＤＴ—Ｖ８８型熨平板等。为保证工作时基本段与加宽段之间能有一个良好的刚度和稳定性．在设计液压伸缩式熨平板时必须考虑到如下几点。１）熨平板基本段与加宽段之间必须设有高差调节机构，调节基本段与加宽段之间的高度差。２）熨平板必须设锁紧机构防止熨平板加宽段在被摊铺的物料作用下发生偏转。３）熨平板加宽段的移动导向和支撑装置必须具有足够大的刚度，以防变形。４）可伸缩熨平板的伸长或缩短应由液压缸驱动，通过电磁阀独立的无级调节。２３液压伸缩式熨平板的伸缩原理

熨平板的伸缩过程是熨平板基础段保持不动，左、右伸缩段在伸缩油缸带动下，随液压缸行程的变化而相对基础段发生宽度变化的过程。当左右液压缸都缩回时为基本摊铺宽度，当左右两边的油缸伸到最大行程时即为摊铺机的最大摊铺宽度，其伸缩示意图如图３所示。现有的液压伸缩熨平板的最大摊铺宽度一般都在９ｍ范围内，

主熨平板ｌ左伸缩熨平板ｊ右伸缩熨甲板ｌ【．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ｊ

ａ）基本摊铺宽度时

ｂ）最大摊铺宽度时图３伸缩示意图箱体

建筑机械化２０１２（１。Ｊ６９万方数据小于熨平板基本段宽度的２倍。对于摊铺２倍以上的宽度，需通过机械加宽进一步加大熨平板的最大摊铺宽度，以满足不同的路面摊铺宽度的需要。液压伸缩式熨平板的液压系统主要由油箱、齿轮泵、溢流阀、三位四通电磁阀、分流阀、冷却器和左、右伸缩油缸等部分构成。其工作原理如图４所示。０重４液压系统工作原理ｌ一油箱，２一齿轮泵．３一溢流阀．４、６、７－三位四通电磁阀。５一分流阕・８一冷却器・９一左伸缩油缸。１卜右伸缩油缸考虑到摊铺机行驶状态下的安全性，伸缩系统在行驶状态下不进行伸缩工作，只有在进行摊铺作业时系统才可以进行伸缩。下面以左液压缸缩进为例说明工作过程，首先对三位四通电磁阀４的Ｍ５端、电磁阀６的Ｍ１端通电接通油路，然后发动机带动分动箱将动力传递给齿轮泵２．齿轮泵２从油箱１中吸油，溢流阀３对液压系统压力进行调节，高压油流经阀４的Ａ口，经分流阀５至阀６，从阀６的Ａ口进入左伸缩油缸９的有杆腔，无杆腔的油路与油箱连通形成低压，从阀６的Ｂ口流出经冷却器８后回油箱。伸缩阀在高油压作用下缩回，当行程达到摊铺作业的宽度要求时，松开电位开关，此时左伸缩缸９的有杆腔与高压油路断开，无杆腔油路与油箱断开，此时液压缸行程即熨平板的摊铺宽度不再变化，伸缩缸缩回过程结束。在整个液压图中分流阀５的作用至关重要。３两种熨平板的比较目前市场上摊铺机的熨平板多为机械加宽式，因为在同等摊铺宽度及使用条件下机械加宽７０。们２（１０）ｃｏｈ峙１，ＩＪｃＴＩｏＮ＾麓。ＨＡＮｌｚ＾ＴｌｏＮ式熨平板的费用要低得多．但机械加宽式熨平板的拼装是一项繁重的体力劳动、极其浪费时间・而且转场运输时易受路面宽度的限制，必要时需要将熨平板加长段拆卸，机动性不好。液压伸缩式熨平板由于其宽度调节方式为无极调节，工作时摊铺宽度可随路面宽度的变化及时调整，故使用起来非常方便。机械加宽式与液压伸缩式的比较见表ｌ。

表ｌ机械加宽式与液压伸缩式熨平板的比较对比项目机械加宽式液压伸缩式加宽人工分块用螺栓拼装按动电磁换向阎开关自方式动调整

劳动仅需一人按钮操作，劳强度需３—４人，费时费力动强度低

工作时间效率低．工作时间长工作效率高，时间短施工仅能摊铺固定宽度的摊铺宽度可无级变化．灵活性路面用于不同宽麟面的施工

适用范围摊铺宽度最大可达ｌ缸Ｉ９ｍ及以下路面摊铺刚度与摊铺宽度过大时需安不安装撑拉杆，９ｍ及装撑拉杆．曼平板的刚以下中小型舞平板的刚度稳定性度稳定性好较好

由表１可知，液压伸缩式熨平板在劳动强度和施工灵活性上具有机械加宽式熨平板无可比拟的优势。结合道路施工宽度的需求和我国摊铺机技术的现状，今后对９ｍ及以下宽度摊铺机的使用将更加广泛ｔ而在９ｍ范围内液压伸缩式熨平板具有与机械加宽式熨平板相近的刚度和稳定性。因此液压伸缩式熨平板摊铺机在以后的公路机械化施工中必将获得广泛的应用。

４摊铺机熨平板的发展趋势随着现代科学技术的进步，摊铺机熨平板技术发展呈现出如下几种趋势。１）多功能化现代熨平板技术的新亮点是一机多用、作业功能多样化，’熨平板既可摊铺沥青混合料、水泥混合土又可用于摊铺碎石料、矿粉和稳定土等。２）智能化随着现代电液控制技术、机电一体化技术的发展，熨平板的电子监控技术、液压控制技术日趋成熟，提高了控制精度．改善了路

万方数据面质量。３）信息技术的应用将关键信息管理技术（ＶＩＭｓ）等新技术应用于摊铺机，实时监测熨平板上关键的性能和作业参数，并将数据和图像传到驾驶室内的控制台，向司机展示作业位置和参数，以便于实时调控，控制作业质量。４）节能环保通过优化作业参数及采用新型发动机技术降低摊铺机的单位作业能耗，提高作业质量。

５结论随着国内外摊铺机技术的发展，摊铺机的工作性能和可靠性等问题逐渐得到改善，而如何有效改善熨平板的结构成为提升摊铺机摊铺质量的

一项重要研究内容。影响摊铺机路面摊铺质量的因素有很多，从摊铺作业速度、碾压工艺、人为操作、摊铺离析等多方面综合考虑可以在一定程度上提高摊铺机的摊铺质量。同时应该认识到，熨平板作为摊铺机的主要工作装置对摊铺机的摊铺质量起着至关重要的作用，从两种类型熨平板的结构对比分析中可以了解到９ｍ以下摊铺机采用液压伸缩熨平板是今后摊铺机的一个重要发展方向。

［中圈分娄号】ｕ４１５５２＋１［文献标识码］Ｂ［文章编号】１。ｏ卜１３６斟２。１２）１０—ｏ。６８一０４

［收稿日期］２。１２０６０８

圃（缩辑贾泽辉）

欢迎订阅《工程商遑》（月刊）《工程质量》杂志由中华人民共和国住房和城乡建设部主管，中国建筑科学研究院、中国建筑业协会工程建设质量管理分会和国家建筑工程质量监督检验中心主办。建设部优秀期刊，全国建筑行业信息媒体宣传先进集体，各大数据库收录期刊。以报道建设工程质量安全、行业标准规范及管理动态，交流工程建设新技术、新材料、新成就、新经验，聚焦工程建设热点、难点和亮点，探讨工程质量控制、通病防治、事故分析与处理措施，推进工程质量有效监督，跟踪报道省、市及优质工程信息，具有前瞻性、指导性、实用性和学术性。主要栏目：热点扫描、政策导航、质量管理、安全管理、质量检测、标准规范、精品工程、技术园地、海外纵览、案例分析、研究探索、“三新”应用、各抒己见、信息动态、来稿精粹等。