摘 要 主要从施工生产设备的选型,对沥青混合料施工质量的影响、以及各种设备的性能参数的选择对提高沥青混合料路面施工质量的诸多要素分析，总结以合理的机械设备选用，提高施工质量的方法。
关键词 沥青混合料 碎石 施工机械
沥青混合料路面以其无接缝、低噪音、行车舒适、维修方便并能及时地开放交通等突出特点,发展势头尤其迅猛。但是某些高速公路在建成初期,就出现了不同程度的早期破坏。影响沥青混凝土路面质量有诸多因素,质量高的沥青路面,一方面要求,施工管理和施工技术的提高。另一方面,选择良好性能的沥青路面施工设备也非常重要的因素。笔者结合近几年的施工和监理经验,从沥青混合料的生产、摊铺和碾压等方面来分析施工机械设备对路面施工质量的影响。
1 沥青混合料的生产
沥青混合料拌和设备是沥青混凝土路面施工中的关键设备。其性能的好坏,直接影响到沥青混合料的内在质量，如混合料的温度和级配、油石比等的准确性。目前我国用于高等级路面施工的沥青混合料拌和设备，基本上都是进口设备(如西姆、玛莲尼、新泻等)由于这些设备均配置有温度自控系统的，对集料都有二次计量，并对整套系统，实行计算机的中央控制，生产的混合料质量较为理想。但我们常常忽略碎石加工设备的造型和使用，施工前仅对原材料的基本性能做试验检测。事实上碎石加工设备的造型和使用对碎石材料的质量也有至关重大的影响。
1. 1 碎石材料破碎机的选择
破碎机按给料和产品的粒度可分为三大类:
粗碎破碎机—由50cm～150cm破碎至10cm～35cm;
中碎破碎机—由10cm ～35cm 破碎至4cm ～10cm;
细碎破碎机—由4cm ～10cm 破碎至0.5cm ～3cm;
按破碎机的工作原理和结构特征可分为:
1)颚式破碎机
2)施回破碎机和圆锥式破碎机
3)辊式破碎机
4)冲击式破碎机
以上四种破碎机中颚式破碎机工作的运动形式是往复运动。主要用于坚硬石料的粗碎和中碎的加工。一般仅可用干碎石材料的一级破碎,不可直接用于路面用碎石材料的生产加工。
辊式破碎机利用辊子的相对碾压滚动，把碎石压碎。可用于碎石的中碎、细碎。但一般生产能力较低。目前市场上用量较大的是冲击式破碎机(包括反击式和锤式破碎机)这两种破碎机石料受到高速旋转的转子作用，获得较大的速度。工作连续性强，生产能力大，碎石破碎面多，比表面积较大。值得注意的是要定期更换板锤或锤头，才能更好地保证碎石材料的质量，从而也是保证沥青混合料质量的先决条件。
1. 2 沥青混合料拌合设备配置的选择
(1) 拌合设备冷料部分应配置五个以上冷料斗一般拌合设备的标准备置只有4个冷料仓，只能对四种冷仓料进行初步计量,即2～3cm碎石、1～2cm碎石、0.5～1cm碎石和石屑。而在施工生产过程中，沥青混合料的配合比往往需要5种基本材料，即还应选择适量的优质中砂或机制砂。所以沥青混合料拌和设备必须保证配置5个以上的冷料仓以实现对级配要求的各种原材料进行准确的一级计量。
(2) 拌和设备必须配置一级旋风式除尘设备
旋风式除尘设备的工作原理是利用高速旋转的气流带动作用，使各种材料中的微小颗粒、杂质、粉尘在离心力作用下清除，对集料进行一次整体的“干洗“过程,从而更好地保证集料的洁净度，增加与沥青的粘附性能。另外除尘设备还须有布袋式装置，以能改善废气的排放，保护环境。
(3) 拌和设备必须配置两套以上的粉料及输送计量装置
因通过除尘设备回收的矿料粉尘含有大量的泥质,细度虽然能保证，但大部分含有酸性或弱酸性，如果回收利用作为矿粉填加到沥青混合料中，严重影响沥青混合料的质量。尤其在高等级的公路建设中，应禁止使用回收粉尘作为填料。一般在公路沥青混合料的拌和中采用石灰岩提制的矿粉作为填料。但由于各施工现场的条件不同，尤其沥青路面上面层使用玄武岩等中基性矿料石，矿料与沥青的粘结力达不到规范要求，需要在混合料中按准确的比例填加水泥或消石灰等材料作为辅助填料，从而确保沥青混合料的质量。所以配置两套填料的填加设备就格外重要，并且要求有准确的计量装置。
(4) 增大沥青混合料热料仓的容量目前国内的碎石材料加工厂规模普遍较小，而高等级公路建设中，材料用量大，时间急势必造成碎石材料很难达到统一规格和标准，再加上材料场地堆放过程中等原因产生离析现象。初级冷料级配控制不能完成标准地进入热料仓的材料。热料仓一般是按合理搭配生产能力设计，这样就容易造成热料二次筛分后分配不均衡，经常出现有些热料仓溢料，而有些热料仓待料时间过长。严重影响沥青混合料的拌和质量和生产效率，为改善这种状态一方面可严格控制冷料计量的准确度。二是及时调整二次筛分的振动筛，保证各热料均衡配料。再有就是增加热料仓的容量。才能真正作到在保证沥青混合料拌和质量的前提下，提高拌和生产能力。从而保证路面施工的连续性和均衡性。确保路面的整体质量。
2 沥青混合料的摊铺
沥青混合料摊铺机是用来将拌制出的沥青混合料按一定的技术要求(厚度和横截面形状)均匀地摊铺在路基或基层上，并给以初步捣实和整平的专用设备。使用技术性能好的摊铺机，不仅可大大地加快施工速度、节省成本又可提高所铺路的质量。
沥青混合料摊铺机的类型较多，按行走装置分为轮胎式、履带式和轮胎履带组合式。按转动方式分为机械式和液压式等。
2. 1 摊铺机的选择
轮胎式摊铺机的优点是：行驶速度快可达20km/h可自动转移工地,费用较低,机动性和操纵性能好，对单独的小面积积高堆或沉坑适应性好，不致过分影响铺层的平整度,弯道摊铺质量好，结构简单造价低。其缺点是：按地面积较小，牵引力较小，料斗内的材料多少会改变后驱动轮的变形量，从而影响铺层的质量。
履带式摊铺机的优点：接地面积大，对地面的单位压力小，牵引力大，能充分发挥其动力性对基层的不平度不太敏感。其缺点：行驶速度低，不能很快地自行转移工地。对地面较高的凸起点适应能力差，机械传动式的摊铺机在弯道上作业时会使铺层边缘不整齐。此外，制造成本较高。基于履带式摊铺机的优点，在高等级公路建设施工中，使用此摊铺机较多，个别互通立交桥的匝道施工适用轮胎式摊铺机的配合，所以履带式摊铺机是高等级公路建设的优选设备。
2. 2 布料螺旋与熨平板前缘距离调整
熨平板前缘与布料螺旋之间的距离是可调整的，这要将更好的适应不同的摊铺材料和工作条件。
由于摊铺厚度，混合料配合比，基层强度和刚度，骨料粒径等各种的变化，要求对这一距离做相应的调整,调整操作应遵循下述原则：
(1) 一般摊铺条件下(厚度10cm以下，中粒式或粗粒式沥青混凝土，骨料最大粒径3cm)应将熨平板与布料螺旋之间的距离调到中间位置。
(2) 摊铺厚度较大，骨料粒径也较大，或发现摊铺机表面出现波纹时。应将距离调大。
该距离的调整范围在机器结构上已经固定好5cm左右，不适当的调整就会造成摊铺缺陷，距离过大时容易在熨平板前堆积死料，温度降低后会形成固块状脱落，进入摊铺层后形成强度不均，不易压实，距离过小时，会造成供料不足，大粒径骨料不易进入熨板下，也会损坏基层。特别指出的是，螺旋与熨平板间距离的变化，会引起熨平板前沿堆料高度的变化，影响摊铺质量。
2. 3 螺旋布料器高度的调整
大多数摊铺机对螺旋布料器的高度的调节，设置有高中低三个位置。其目的在于能使布料厚度(堆积在熨平板导板之前的物料)与设计路面相适应。
高位适用路面铺层高度超过15cm
中位适用路面厚度4～15cm
低位适用于路面厚度小于8cm
2. 4 夯锤行程频率的选择
正确的选择夯锤行程及频率，能在不同层厚不同矿料粒径，不同气温条件下，达到各种要求的压实标准，甚至可达最终密实度的要求。
一般情况下，薄层矿料粒径小，应选用短行程。反之，层厚、湿度低、矿料粒径大时，应选用长行程。摊铺面层时只能选用短行程，当摊铺厚度低于3.5cm时，应将夯击频率降低，使整机匀稳地前进。
经验和压实机理表明，通过夯实达到的密实度愈高，愈能降低压路机碾压时的摊粉程度，对平整度是有利的，但是当夯锤的行程和频率调整的太高,熨平板在工作中就可能出现负倾角，即熨平板的尾端翘起与摊铺层分离说明铺筑层的密实度高，熨平板已不能对铺筑层进行有效的熨平，也就不能保证施工平整度，反而影响路面的整体质量。
2. 5 摊铺速度的选择
保证路面工程质量的关键在于保证摊铺作业速度均匀连续，也就是“恒定连续工作原则”取决于摊铺机的有效能力与拌和设备的实际拌和能力是否匹配。保证摊铺机在整个工作时间内连续恒速地铺筑，摊铺机作业速度可按下式：
V = c/60w×n×p=c/140w×n (m/min)
式中：V—摊铺机的作业速度(m/min)
w—路面铺筑宽度(m)
n—路面铺筑厚度(m)
p—压实后的混合料密度(可选2.33～2.40)
c—沥青拌和设备估料能力(t/h)
按上式计算的速度，并不是十分确切的，应有实际摊铺厚度的误差，在实际工作中，要根据拌和设备的产量来确定摊铺速度、产量高时,加大些,产量低时减小些。尽量保持摊铺机恒速和避免摊铺机处于停机待料状态。
3 沥青混合料的碾压
沥青混合料的压实成型是影响路面平整度和密实度的关键工序，其中对压路机机型，碾压遍数，碾压速度的选择尤为重要。
压实机械应选用双钢轮双驱双振的压路机。
试验研究表明,振动轮是主动轮，碾压的面层比被动轮碾压发生推移现象少的多，用单驱压路机碾压，被动轮可能使路面表面产生裂纹的危险。同时振动轮群碾压不应过大，否则会影响路面平整度。
另外还应选用多振频、多振幅的振动压路机，因为为了获得最佳的碾压效果，必须合理地选择压路机的振频和振幅。
振频主要影响沥青路面的表面压实质量，在压实厚度和碾压速度确定后，就要选择压路机的振频，使得冲击间距比压实层厚度要小一些，以避免表面发生短的波纹。由此可以确定振频的要求见(图1) 。根据美国斯德哥尔摩道路局研究成果，沥青路面的碾压振频在30～50 Hz之间进行选择，能够得到良好的压实效果。
振幅主要影响沥青面层的压实深度，当碾压软薄层时，应选用高振频低振幅，而碾压层较厚时，则可在满足低振频的要求下，选取较高的振幅，以获得较高的压实度见(图2) 。对于沥青路面，压路机振幅通常应选择0.4～0.8mm之间的振幅，可以收到良好的压实效果。
