第十三章 公路施工机械公路施工机械包括筑路工程物料拌和设备,沥青混合料摊铺机,水泥混凝土摊铺机等筑路机械设备,还包括路面铣刨机及沥青路面热再生机组等路面维修机械 。
第一节 道路工程物料拌和设备道路路基是用工程材料按设计要求分层铺垫碾压形成 。 高速或高等级重载道路的路基要求有较高强度和较好的稳定性,而素土分层填筑的路基很难达到设计指标 。 为满足工程要求,需在素土中添加改性材料构成符合要求的路基填筑工程物料 。 用于按比例添加工程物料并均匀拌和的机械设备就是工程物料拌和设备 。
一,稳定土拌和机稳定土拌和机又称路拌机,
是一种在施工现场低速行驶过程中,就地破碎土壤,并与稳定剂 (石灰或水泥等 )均匀拌和的机械,如图 13—1所示 。
1.主要结构稳定土拌和机由发动机与底盘系统,拌和工作装置和稳定剂喷洒控制系统等组成 。
稳定拌和机的传动系统主要有机械和全液压传动两种,机械传动效率较高；全液压传动功率大,可无级调速,易实现自动化和过载保护,操纵方便省力 。 全液压 (液力 )
传动是稳定土拌和机的发展方向 。 现在,越来越多的稳定土拌和机采用全液压传动 。
(1)铣削拌和装置稳定土拌和机的转子用来切削土壤并将其与添加材料均匀拌合。由于转子直接与土体接触，承受处理土体时所产生的各种载荷，因而要求转子轴具有足够的强度和刚度。
稳定土拌和机的转子罩壳除了起防止搅起的土石飞出的作用外,还对稳定土的破碎效果及拌和均匀性产生影响 。 从破碎角度,要求转子拌铲抛起的土块都能与罩壳内壁碰撞,以增强破碎效果；从拌和均匀性角度,要求稳定剂与土块能有较大的接触空间,以保证与稳定剂能更好地混合 。 所以,合理的罩壳几何尺寸和形状,
可使稳定土的破碎与拌和达到最佳效果 。
(2)工作装置及布局工作装置 (转子 )在稳定土拌和机上的位置有中置式和后置式两种 。 后置式稳定土拌和机具有结构简单,机动性较好,使用维修方便,易于生产装配等特点,在我国的应用很广 。 但由于后置式结构工作装置布置在后面,工作点与整机质量中心距离较远,不能充分利用整机重量,其主要缺点为：
a) 纵向稳定性较差,特别是在土质较硬,含石料较多的工程土拌和作业中,容易发生转子跳动,牵引机头失稳等现象；
b) 铣削松土能力受限,有时不能满足搅拌深度要求,且多数机型更难以具备真正意义上的路面破碎,铣刨功能；
c) 当一次拌和不能达到要求时需进行多次复拌，影响了生产率。
中置式稳定土拌和机具有纵向稳定性好,拌和质量高,工作面平整等特点 。 既可进行土壤拌和,又能进行旧路破碎,再生等作业,目前使用越来越多 。
a),b) 中置 拖挂 式 c) 中置自行式中置式稳定土拌和机总体结构布置简图
(3)计量洒布系统计量洒布系统用于计量喷洒液体稳定结合添加剂或水,使拌和后的稳定土达到设计的改性要求及达到压路机压实所需要的最佳含水量 。 喷洒系统所用的改性液或水从随行的罐车内抽取 。
1,类型及主要性能参数铣刀式稳定土拌和机 (路拌机 )是稳定土拌和机的主要机种 。 除了结构布局有工作装置中置式及后置式这一主要区别外,稳定土拌和机的主要类型还有：按照走行方式 — 分为履带式,轮胎式和复合式,以轮胎式为主；按动力方式 — 分自行式,拖挂式,现以自行式居多 。 按驱动形式 — 分后轮驱动或四轮驱动；按车架形式 — 有整体式和铰接式；按转向方式 —有前轮转向,四轮转向及铰接 +后轮转向等 。
国外生产稳定土拌和机的主要厂商有德国 BOMAG,美国 CMI,Caterpiller等公司 。
国内生产厂商较多,多生产后置式拌和机,现在也开发出中置式稳定土拌和机 。
国内外几种稳定出土拌和机的主要性能参数见表 13—1 。
表 13—1 几种稳定土拌和机的主要性能参数型 号参数国产 W P Z 2 1 B OM AG M P H1 0 0 C M I R S - 425 B OM AG M P H1 2 0
功率 ( k W) 270 2 6 5 335 276
拌和宽度 /m m 2100 2005 2438 2100
拌和深度 /m m 400 356 406 400
工作速度 /k m / h 0 ~ 3,3 0 ~ 3,3 1 ~ 2,7 6 0 ~ 3
行驶速度 /k m /h 0 ~ 2 4 0 ~ 1 9,7 三轮驱动 0 ~ 1 6
四轮驱动 0 ~ 9,7
0 ~ 1 2
转子布置 后置式 后置式 中置式 中置式转子驱动形式 液压 液压 机械 液压刀具形式数量 铲刀式 78 铲刀式 70 子弹头式 232 子弹头式 214
行走驱动形式 后轮驱动 后轮驱动 四轮驱动 四轮驱动整机质量 / t 14 18 23 20
转子直径 /m m 1 1 1 8 1270 1 1 2 0
转弯半径 /m m 6400 5500 6300
转向方式 前轮转向 前轮转向 四轮转向 铰接 + 后轮转向
3 稳定土拌和机的技术发展趋势：
(1)大马力 为了适应不同的工作条件和要求,增大发动机的功率储备,从而提高机器的可靠性和生产效率 。 国外一些大型稳定土拌和机发动机功率均在 330kW以上 。
(2)多功能 稳定土拌和机可进行一般的灰土拌和,也能进行铣刨,破碎及旧路再生等作业；液体喷洒装置可从运输车上将水,乳化沥青,石灰浆等添加材料精确地喷洒到转子罩壳内,与拌和材料均匀混合,特别适合于旧路再生作业 。
(3)中置式结构 增强整机工作平稳性 。 传动系统设置摩擦片式限矩器,遇到超大负荷时,限矩器摩擦片产生相对滑动,以减小工作负荷对传动系统造成的冲击和破坏 。
(4)四轮驱动,四轮转向 在高速行走时,通常采用二轮驱动 (后轮驱动 ),作业走行状态时则采用四轮驱动,提高牵引能力 。 四轮转向系统可实现前轮转向,后轮转向,
前后轮转向,铰接转向等四种转向方式,使机器更为机动灵活 。
(5)双向工作 稳定土拌和机即可在前进方向进行拌和作业,也可在倒车方向进行拌和作业,实现了转子正转,反转工作,在施工中不需调头就可继续工作,大大提高作业效率 。
(6)微处理器控制及监测 所有的操作均通过电液伺服控制系统进行工作 。 微电脑控制监测系统,实现了机器拌和深度自动控制,功率自动分配以及运行参数的及时显示 。
4,影响作业的主要因素根据施工情况,拌和材料的性质及拌和要求,适当选择工作参数,有利于提高拌和质量和生产效率 。
(1)拌和较硬的材料或拌和深度较大 (>250mm)时,应适当选用较低转子速度和行走速度 。
(2)当拌和较松散的材料或拌和深度较小 (<200mm)时,则宜选用较高的转子速度和行走速度,也可选用低转子速度和高行走速度或高转子速度和低行走速度 。
(3)充分利用发动机功率,适当提高转子速度和行走速度,提高作业效率 。
(4)调节转子出料斗门开启度,满足施工中不同混合材料所需的最佳厚度和拌和平整度 。
增大转子出料斗门的高度,有利于减小罩内材料的堆积及其拌和阻力 。
(5)拌和作业时,两个拌和幅带之间应有 150~200mm叠加宽度,以避免在二幅交接边处出现未拌或夹生现象；并根据施工现场情况选择最佳的作业顺序,以提高作业效率 。
二,稳定土厂拌设备现代道路铺筑工程中,稳定土材料的用量约等于公路工程所用沥青混合料和水泥混凝土材料两者之和 。 采用中心站集中拌和法制备路基稳定土时使用稳定土厂拌设备作业,其特点是拌和加工配比精度高,拌和均匀,拌和质量一般要优于路拌机的作业质量 。 当对改性基层土性质有较高要求时,一般采用稳定土厂拌设备 。 当前,
在高速公路及高等级公路大量兴建的情况下,稳定土厂拌设备的市场需求甚至多于沥青混合料拌合设备及水泥混凝土拌合设备 。
1.主要构成及工作过程稳定土厂拌设备主要有以下几部分：贮料系统,计量系统,搅拌系统,成品料中贮系统,联接各系统的输送设备控制系统等 。 稳定土厂拌设备的构成如图 13—3。
图 13—3 稳定土厂拌设备
1．砂、石料配料斗 2．集料机 3．粉料配料斗 4．螺旋输送机 5．卧式存仓
6．搅拌机 7．供水系统 8．带式上料机 9．电器控制柜 10．混合料存仓基本工作过程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 。 基本工作过程为：分别装入配料斗的各种物料 (如石灰,砂石,土壤,粉煤灰等 ),按配比所需计量后汇集到带式集料机上；同时,存仓中的稳定剂粉料 (石灰,水泥等 )由螺旋输送机输入计量料斗,经粉料给料机计量后也送至带式集料机上 。 上述材料然后均由集料机送至搅拌机拌和 。 搅拌机物料入口上方设有液体喷头,根据各种物料原有含水量喷洒适量的水 (或稳定剂 ),使之满足道路施工需求 。 搅拌后的成品料 ——稳定土,经带式上料机送至混合料存仓暂时贮存,再由自卸车运往施工现场 。
稳定土厂拌设备的主要构成部分如下：
(1) 配料机与集料机 配料机由料斗,电子调速皮带称或螺旋称等组成 。 配料机是一个独立的整体,可根据稳定土配比的实际需要增减其数量 。 配料机中与精确级配密切相关的是电子调速皮带称或螺旋称 。 与以前采用的容积式计量方式相比,电子称或螺旋称使计量精度提高了很多,
集料机由槽形带式输送机等组成,其作用是将配料机输出的物料送到搅拌机处 。
(2)粉料给料系统 其作用是将粉状稳定剂 (石灰,水泥等 )按确定的比例连续地供给搅拌机,粉料给料系统由卧式粉料存仓,螺旋输送机及粉料给料机等组成 。 石灰或水泥在存仓内靠自重下落,经存仓底部的螺旋机构进入螺旋输送机,再送入粉料给料机上方的小斗内 。 然后,由粉料给料机按调定的比例计量给定出料量 。
粉料给料机通常为叶轮式结构,其叶片间的体积是固定的,调整驱动叶轮的调速电动机的转速,就可控制粉料的输送量 。
(3) 搅拌机 搅拌机是稳定土厂拌设备核心部分,通常采用密闭的双卧轴强制搅拌机 。
搅拌时,两搅拌轴相对转动,进入搅拌机的各种物料,在叶桨的强制搅拌下,逐步拌和均匀,并向出料口推进 。
搅拌机的拌槽内安装有耐磨的衬板 。 搅拌叶桨以一定的倾角安装在搅拌轴上,叶桨的倾角不同,可适应不同物料的搅拌 。
2.技术与发展稳定土厂拌设备发展的总趋势如下：
设备大型化：机械化施工设备的配套性要求,促使稳定土厂拌设备的向大型化方向发展 。 近年市场对稳定土厂拌设备生产率的需求已从前几年的 100t/h,上升为 300—
400t/h。 目前还有进一步发展到 600—800t/h的趋势 。
结构模块化：可解决大型化所带来的装,拆,吊,运等不利因素,既有利于制造厂生产和产品系列化,又符合公路工程施工的特点 。 结构模块化是固定式稳定土厂拌设备的必由之路 。
扩展拌和范围：稳定土厂拌设备将不仅能拌制稳定土材料,还能拌制各种属于冷拌工艺范围的路面材料 。 如碾压混凝土,乳化沥青混凝土等 。
三,沥青混合料厂拌设备沥青混合料搅拌设备是一种将不同粒径的骨料和填料按规定的比例掺在一起,用沥青作结合料,在规定的温度下拌和成均匀混合料的专用机械设备 。 常用的沥青混合料有沥青混凝土,沥青碎石,沥青砂等 。
沥青混合料拌和生产的基本特征是：在拌和过程中,必须对拌和材料进行烘干或加热,故称为热拌和 。 相比之下,稳定土的拌和称为冷拌和 。
1。 生产工艺流程
a).间歇强制式 b).连续滚筒式图 13.1—4 常用的沥青混合料生产工艺流程
(1) 间歇式搅拌工艺间歇式沥青混凝土搅拌设备是传统的沥青搅拌设备,发展较早 。 作业时,首先将初步计量的冷骨料加入到干燥滚筒内,用逆流式烘干法 (热气流的方向与骨料前进方向相反 )加热 。 然后将热骨料提升并筛分,再通过热料仓储存,计量,加入搅拌锅内 。
加到搅拌锅内的热骨料与按一定比例计量好的矿粉和热沥青拌和,形成沥青混合料产出 。 这种搅拌出料过程是循环进行的 。 因而称之为间歇式搅拌 。
因为有二次计量,间歇式搅拌工艺能保证集料和沥青获得较高精度级配比例,容易随时改变集料级配及油石比,拌制的沥青混合料性能较好,可满足各类工程的要求 。
由于有热骨料筛分及计量工序,间歇式搅拌工艺对冷骨料的要求也较低 。 我国标准 JTJ032—94规定,高等级道路的沥青混凝土设备必须采用自动计量的间歇式拌合设备 。
间歇式工艺的缺点是,搅拌过程中骨料的加热和搅拌完全分开,出料不连续；设备复杂,占地面积大,能耗高,投资较大,对除尘装置要求高 (约占搅拌设备投资的
1/3~1/ 2 ),且搬迁较困难 。
间歇强制式沥青混合料搅拌设备的组成间歇强制式沥青混合料搅拌设备由冷骨料贮仓及配料机,带式输送机,烘干筒,热骨料提升机,热骨料筛分及计量装置,石粉供给及计量装置,沥青供给系统,搅拌器,除尘装置,成品料贮仓和操作 —控制室等组成,如图 13—5所示 。
图 13—5 间歇强制式沥青混合料搅拌设备总体结构
1,冷骨料贮仓及给料器 2,带式输送机 3,除尘装置 4,冷骨料烘干筒 5,搅拌器
6,热骨料提升机 7,热骨料筛分及贮仓 8,石粉供给及计量装置 9,沥青供给系统 10,热骨料计量装置 11,成品料贮仓
（ 2 ） 连续式搅拌工艺连续式搅拌工艺有代表性的是连续滚筒式搅拌工艺 。
动态计量后的冷骨料和石粉,从搅拌滚筒前部连续进入后,用顺流加热方式烘干,加热,然后在滚筒的后部与连续喷洒动态计量的热态沥青混合,再以跌落搅拌方式搅拌 。 沥青混合料的生产过程为连续加料,连续出料,故称之为连续式搅拌工艺 。
采用连续式搅拌工艺时,冷骨料烘干,加热,及与粉料,沥青的搅拌在同一搅拌滚筒内完成 。 其工艺流程简化,搅拌设备简单,制造成本和使用费用较低 。 由于混合料拌制过程基本没有粉尘等漏出,也有利于环保 。
由于滚筒式搅拌设备是连续进料,连续搅拌,连续出料,具有较高的生产率 。 但其配料的计量精度较低 。
连续滚筒式搅拌设备主要由冷骨料贮仓,给料器,粉料及沥青供给装置,搅拌流通筒,
除尘装置和成品贮仓等组成 。 如图 13—6所示 。
图 13—6 连续滚筒式搅拌设备
1．冷骨料贮仓及给料器 2．粉料供给装置 3．带式输送机 4．沥青供给装置
5．油石比控制仪
6．搅拌滚筒 7．除尘装置 8．成品料输送机 9．成品料贮仓第二节 沥青混合料摊铺机一,概述沥青混合料摊铺机是进行混合料机械化摊铺作业的主要设备 。 施工时,装有混合料的自卸车将混合料被卸入摊铺机前部料斗内,摊铺机料斗内装置的刮板输送器将沥青混合料陆续刮送至尾部摊铺室内,再由螺旋分料器将物料横向摊开,随着摊铺机推着汽车同步向前缓慢行驶,摊开的混合料被装在摊铺机尾部的振捣器初步捣实,接着被熨平器按摊铺宽度及厚度要求加以整平成型 。 最后经压路机碾压后就基本完成了路面 铺筑,沥青混合料 摊铺施工如图 13—7所示 。
图 13—7 沥青混合料摊铺施工
1．自卸车 2．接料斗 3．刮板输送器 4．发动机 5．方向盘 6．熨平器升降装置
7．调整杆 8．压路机 9．熨平器 10．螺旋摊铺器 11．顶推滚轮二,主要结构与系统
1。 总体结构图 13—8履带式沥青混合料摊铺机总体示意图
1,液压独立驱动双排刮板输送器 2,液压独立控制闸门 3,带吸音罩的发动机 4,操纵台 5,带差速器和制动器的变速箱 6,轴承集中润滑装置 7,振捣梁升降液压油缸 8,侧臂 (牵引杆 ) 9,具有共振振动器和熨平板加热器的振捣熨平装置 10,振捣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
2,供料及分料装置供料及分料装置由料斗,刮板输送器及螺旋分料器构成 。
料斗在摊铺机前部,由斗底,可折翻的左右两个边斗,后壁等构成 。 料斗的后壁底部设有出料口；左右边斗的前部各有一块裙板用于防止沥青混合料向前撒漏；边斗下方各有液压缸,在余料不多时可将边斗顶起向内倾翻,使余料滑落到装在送料槽内的刮板上以保证供料 。
现代多数大中型摊铺机的刮板输送器是链节上带有刮板的两个平行的链传动装置,由前到后纵向贯通安装于车身底部,由无极变速的液压马达驱动 。 在向后刮送混合料的过程中,驱动两平行刮板的链条运行速度可相同或不同,以调节送到摊铺机尾部螺旋分料器的混合料数量 。
螺旋分料器位于摊铺机后部的摊铺槽内,结构示意如图 13—9所示 。 该装置横向安装,
左右两边的螺旋叶片旋向相反 。 螺旋分料器旋转时,将刮板输送器送到摊铺槽中部的混合料向两侧分送到摊铺的全幅宽度上 。 螺旋分料器分为主节段和加长节段,
分别与熨平板的主节段和加长节段的长度一致,可在主节段上组装适当的加长节段以适应摊铺路面的幅宽要求 。
图 13 — 9 螺旋分料器
1,端盖 2,螺旋轴 3,支架 4,螺旋叶片 5,螺栓 6,联接套微 7,中间螺旋轴 8,中间反向叶片
3,熨平 —振捣装置熨平 —振捣装置位于螺旋分料器的后部，其作用是将已展开的沥青混合料进行预压实，
并按照厚度和路拱的要求进行整形和熨平。
13 –10双振捣梁和振动熨平板装置
1,偏心轴 2,振动熨平板 3,主振捣梁 4,预振捣梁 5,螺旋摊铺器 6,液压油缸
7,未被捣固的沥青混合料 8,被捣固的沥青混合料 9,已被熨平成型的沥青混合料路面
4,摊铺厚度调节与调平系统多数摊铺机在作业开始时,在熨平板下垫入基准物 (如方木 ),以调整振捣 —熨平机构,
确定摊铺的初始厚度 。 在作业过程中,由于摊铺机行驶的路基不平顺等原因可能造成厚度变化,应随时进行调节 。 人工调整只能是粗调整,即调整路基或底层变化造成的较大的摊铺不平度 。 为了使摊铺层非常平坦 (不平度 < 2~3mm／３ ｍ )，
需依靠自动调平装置 。
现代的沥青混合料摊铺机设有自动调平装置，包括纵坡调平系统和横坡调节系统，其基本原理是：纵坡调平自控系统用传感器跟踪一个外部基准，使熨平板始终保持该基准所确定的水平位置；横坡调节由一个重力导向式传感器取出信号进行控制，该传感器安置在一根横跨左右牵引臂的梁上，根据其重块相对于铅垂线的偏摆量 (角位移 )来测知横坡的偏离情况。自动调平装置使熨平板始终保持平行于纵、横基准运行，而与机械本身的行驶平顺性无关。
5,液压系统和电控系统简介沥青混合料摊铺机正常作业应包含以下工作运动：刮板输送器与螺旋分料器驱动；接料边斗翻转；斗门升降；振捣；熨平装置升降,自动延伸调整,振动；调节自动调平装置等 。 现代摊铺机基本上采用液压系统实现以上运动,当作业及走行系统均采用液压传动驱动时,称为全液压摊铺机 。
电控系统的主要分系统及功能有：行驶电控系统,可保证摊铺机在外载荷及各种条件变化时以设定的施工速度恒速行驶；供料电控系统,根据摊铺槽内混合料的多少
(料位传感器 )自动控制每侧刮板输送器及螺旋分料器的运行速度,有开关式,比例式等多种电控方式；自动调平电控系统一般采用比例 —脉冲方式工作,可根据基准传感信号控制调平液压缸动作,调节熨平板水平等保证路面摊铺质量；其它电控分系统还有加热电控系统,熨平板及振捣装置电控系统等 。
三,类型与发展概况
1.分类及特点沥青混合料摊铺机大体上可以按照下面方式进行分类：
(1)最大摊铺宽度 可分为小型 (<3.6m,用于养护和狭窄道路 ),中型 (4~6m,用于一般公路路面 ),大型 (7~9m,用于高等级公路 ),超大型 (≥12m,主要用于高速公路等 )。
(2)走行方式 现代摊铺机走行多为自行式,其行走系统有履带式,轮胎式两种 。
(3)传动方式 沥青混合料摊铺机可分为机械式和液压式两类 。 现代大型摊铺机都采用全液压传动方式,可简化结构,方便总体布置,且便于无级调速和采用电液全自动控制,获得较高的性能指标 。
(4)其它 熨平板的延伸方式分为机械加长式和液压伸缩式,大型摊铺机多采用前者,
刚度较好；小型摊铺机多采用后者,调整方便 。 熨平板的加热方式有电加热,液化气加热和燃油加热等三种型式 。
2,技术发展及趋势发达国家生产,使用沥青混合料摊铺机的时间较早,同时,国外知名摊铺机厂商十分重视理论研究和持续进行技术开发,新理论,新技术,新工艺,新材料和先进的机,电,液一体化及智能化技术不断地获得运用,使沥青混合料摊铺机日趋功能完善,性能提高,安全可靠,易于维修 。 为满足高等级公路的路面平整度的要求,
减少路面纵向接缝,大型沥青混合料摊铺机的最大摊铺宽度达到 16m； 同时,为适应的小型市政工程路面养护施工需要,小型摊铺机也得到很大发展 。
我国从 20世纪 70年代初开始研制沥青混合料摊铺机,80年代后期开始采用引进国外先进技术、技术合作或自主开发等方式进行研发生产，目前也有相当水平。
但与国际上沥青摊铺机先进水平相比，国内产品在综合技术性能、可靠性和耐久性等方面仍存在差距。
新型摊铺机的结构,技术性能的特点是：
(1)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,均匀,稳定,连续地供料 。
(2)作业速度和行走方向自动控制 利用脉冲传感器等测定摊铺机行驶速度,通过反馈调节液压系统的比例控制阀来控制摊铺机的行走速度,使其不受施工条件变化的干扰,保持作业速度和行走方向的稳定 （ 直线和圆曲线 ） 。
(3)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%。
第三节 水泥混凝土摊铺机一,用途水泥混凝土路面具有较高的抗压,抗弯,抗磨耗能力,及较好的水稳定性,热稳定性,
抗蚀性等优点,已广泛应用于高等级公路及机场跑道的修建中 。 由于水泥混凝土摊铺机能够保证水泥混凝土路面施工质量和施工进度,应用越来越多 。
水泥混凝土摊铺机 (简称混凝土摊铺机 )是把搅拌好的混凝土均匀地分布摊铺在路基上,
经过捣实,整平和抹光等作业程序,完成混凝土铺筑成型的施工机械 。 现代的水泥混凝土摊铺机都是可完成多项作业的联合摊铺机 。
二,分类及特点水泥混凝土摊铺机分为两种基本结构形式,一种是轨道式摊铺机；另一种是履带式摊铺机 。 前者采用固定轨道和固定模板进行摊铺作业,也叫做定模式摊铺机；
后者采用随机滑动的模板进行摊铺作业,又叫做滑模式摊铺机 。
1.轨道式水泥混凝土摊铺机轨道式水泥混凝土摊铺机是沿用传统水泥混凝土一般摊铺程序形成的机械,有三种基本型式 。 一是将布料机,振实装置,抹平装置等多种作业机构集于一体,摊铺作业可以一次完成 。 二是把布料,振实,抹平等作业机构分别置于两台或两台以上独立单机上,分别完成施工作业,几台单机一起在铺设的两根轨道上行驶,也称为摊铺列车 。 三是机架采用框形桁架结构,可以实现大宽度摊铺 (最大宽度可达到
42.7m)。
轨道式摊铺机的优点是结构简单,价格低,可靠性好,易于维修,操作容易,对拌合料的要求相对较低；但其施工需要大量的钢轨和模板,劳动强度大,施工速度和施工质量都相对较低 。
2.滑模式水泥混凝土摊铺机滑模式水泥混凝土摊铺机在铺筑混凝土路面时，一般施工工艺是：螺旋布料器把水泥混凝土沿全宽方向摊开，可调高度的液压刮平板将混凝土刮到预铺高度，
经液压驱动的变频式插入振捣棒振实，使混凝土达到理想密实效果；继而捣实板上、下捣固，在进一步夯实的同时把表面粗骨料压到水泥混凝土中，形成一层很厚的灰浆层；再由抹平板和侧向滑动模板相互挤压振实的混凝土形成路面。滑模式水泥混凝土摊铺机通常由动力传动系统、主机架系统、行走系统、自动控制系统、作业装置、辅助系统等部分组成。
三,滑模式水泥混凝土摊铺机构造滑模式水泥混凝土摊铺机的最大特点是在铺筑混凝土路面时,依靠机器本身的模板,就能按照要求的路面宽度,厚度和拱度进行挤压成型,不需另设轨道和模板 。
不同滑模式摊铺机的基本结构和作业装置原理相差不大,其主要结构简述如下：
1.总体结构滑模式水泥混凝土摊铺机由主机架系统、行走 —转向系统、动力传动系统、作业装置、
自动控制系统、辅助系统等构成。
图 13—11为 CMI公司生产的 SF350型四履带滑模式混凝土摊铺机简图 。
图 13—11 SF350型混凝土摊铺机
1．控制室 2．螺旋摊铺器总成 3．履带总成 4．转向传感器总成 5．调平传感器总成
6．伸缩式机架 7．扶梯 8．发动机 9．油箱 10．支腿立柱 11．端梁 12．走台扶梯
2.主机架,走行系统及整机调平主机架是各个系统安装和工作的基础，应具有足够的强度与刚度。同时主机架还应能满足摊铺宽度调整时的需要。
四履带自行式底盘是滑模式混凝土摊铺机最常采用的行走机构，一般采用液压驱动图 13—12 履带行走系统与转向装置
ａ）履带行走系统 b） 转向装置
1．油路支承 2．支腿 3．连接箱体 4．支柱 5．履带行走装置
６．转向臂 ７,液压转向缸 ８,电磁阀 ９．快速接盘
3,工作装置滑模式混凝土摊铺机的工作装置主要由螺旋布料器,计量刮平装置,振捣系统及摊铺成型系统等组成,如图 13—13所示 。
图 13—13滑模式摊铺机工作装置
1,螺旋分料器 2．刮平器 3．振捣器 4．刮平板
5．搓动式振捣板 6．光带面 7．混凝土面层
(1)螺旋布料器 螺旋布料器的作用是将运料车卸在路基上的混凝土料均匀摊铺开 。 布料螺旋左右对称,可分别正,反转 。 布料螺旋可从中间向两边摊铺布料,两边向中间集料或从一边向另一边移料 。 由于采用液压马达驱动,可实现无级调速 。
摊铺宽度变化时，螺旋布料器叶片轴可加长或缩短，拆装比较方便。 SF350型滑模式摊铺机螺旋布料器每个加长节长度约 490mm,外径为 450mm。
(2) 计量刮平装置 刮平板安装在螺旋摊铺器的后面,它的功用是初步刮平混凝土,并控制混凝土的厚度,并将适量的混凝土料供给后部的其他工作装置以及将多余的料推向前方 。
(3)振捣系统 在混凝土摊铺过程中起振捣作用的有内部振捣装置和外部振捣装置 。
内部振捣装置由升降机构,多根振捣棒及液压操纵系统组成 。 在摊铺过程中,平行布置的振捣棒组向下进入混凝土内部,通过振动能量使水泥混凝土摊铺层均匀密实 。 振捣棒内装有偏心块,由液压马达驱动旋转,产生频率可调的振动 。
外部振捣机构的作用是将振动密实的混凝土铺层表面上的粗骨料捣入混合料铺层之中,即,提浆,。 以便于修整出光滑平整的面层 。
(4)成形整平装置 经过布料,计量刮平,振捣后已摊铺均匀的混凝土摊铺层,还要通过成形整平,形成符合设计规范要求的混凝土面层 。 成形整平装置由成形盘,
浮动抹光板,起铺板,侧模板及驱动控制部分组成 。
混凝土摊铺时,应对成形整平装置进行仔细调整,以免影响混凝土摊铺层的成形质量 。
1.类型及特点水泥混凝土摊铺机按有轨无轨分为轨道式 (定模式 )和履带式 (滑模式 )两大类,其中滑模式水泥混凝土摊铺机按走行履带数的不同,又有四履带,三履带和两履带几种；
按摊铺工序的不同有两类,一类的内部振动器在布料器之前,另一类在布料器之后；按调平系统不同,可分为电液自动调平和机液自动调平；按振动器驱动型式不同,有电动振动和液压振动两类 。
此外,按用途的不同,水泥混凝土摊铺机有路缘摊铺机,路基摊铺机,路面和沟渠摊铺机几类 。 路缘摊铺机为路缘,路面一次铺筑而成的多功能摊铺机,沟渠摊铺机适用于河床的斜面摊铺,主要用于河道和堤坝的施工铺筑,其宽度较大 。 国内外技术发展
20世纪初西方发达国家就在生产和使用水泥混凝土摊铺机 。 20世纪 60年代以后,随着水泥混凝土路面大规模的修建和施工技术的日臻完善,在研制,生产轨道式摊铺机的基础上,又研制开发出了滑模式水泥混凝土的摊铺机 。 水泥混凝土摊铺机已发展为具有多种功能,大型化,高度自动化及快速施工的机械 。
我国的水泥混凝土摊铺设备的发展起步较晚 。 80年代未,陆续从国外进口了一批轨道式摊铺机和滑模式摊铺机如 SF250,GP3500等 。 先进的水泥混凝土摊铺设备的引进,使用以及市场需求,推动了我国水泥混凝土摊铺机的研发 。,八五,及以后,
我国自行研制或引进技术生产了多种型号的水泥混凝土摊铺机 。
目前,机电液一体化,微电子技术等先进技术已在水泥混凝土摊铺机上得到了的广泛运用 。 特别是滑模式水泥混凝土摊铺机,技术进步更为突出,其主要的技术进展在于：
(1)多功能滑模摊铺机 在机器的走行系统,液压系统,自动调平跟踪系统,操纵系统通用的情况下,更换或拼减工作装置,实现不同构筑物的摊铺作业 。 如不仅可用于铺筑道路还可用于摊铺隔离带,路缘石,街道,边道等,有时还用于修筑排水沟等沟槽,甚至扩展用于路肩铣削,挖沟,路基平整,混凝土切缝等 。
(2)零间隙滑模摊铺机 零间隙技术可满足精确纵断面设计要求,能尽可能的靠近其它设施进行摊铺施工,特别适合于城市街道路面摊铺 。
(3)横向缩缝传力杆自动打入装置 该装置解决了原来装在摊铺机与传力杆支架有关的稳定性和可靠性问题 。 而且,应用该装置时自卸车可直接把混凝土卸在摊铺机前,
不必再在侧面运料,特别适合于所铺道路旁边没有现成道路的情况 。
第一节 道路工程物料拌和设备道路路基是用工程材料按设计要求分层铺垫碾压形成 。 高速或高等级重载道路的路基要求有较高强度和较好的稳定性,而素土分层填筑的路基很难达到设计指标 。 为满足工程要求,需在素土中添加改性材料构成符合要求的路基填筑工程物料 。 用于按比例添加工程物料并均匀拌和的机械设备就是工程物料拌和设备 。
一,稳定土拌和机稳定土拌和机又称路拌机,
是一种在施工现场低速行驶过程中,就地破碎土壤,并与稳定剂 (石灰或水泥等 )均匀拌和的机械,如图 13—1所示 。
1.主要结构稳定土拌和机由发动机与底盘系统,拌和工作装置和稳定剂喷洒控制系统等组成 。
稳定拌和机的传动系统主要有机械和全液压传动两种,机械传动效率较高；全液压传动功率大,可无级调速,易实现自动化和过载保护,操纵方便省力 。 全液压 (液力 )
传动是稳定土拌和机的发展方向 。 现在,越来越多的稳定土拌和机采用全液压传动 。
(1)铣削拌和装置稳定土拌和机的转子用来切削土壤并将其与添加材料均匀拌合。由于转子直接与土体接触，承受处理土体时所产生的各种载荷，因而要求转子轴具有足够的强度和刚度。
稳定土拌和机的转子罩壳除了起防止搅起的土石飞出的作用外,还对稳定土的破碎效果及拌和均匀性产生影响 。 从破碎角度,要求转子拌铲抛起的土块都能与罩壳内壁碰撞,以增强破碎效果；从拌和均匀性角度,要求稳定剂与土块能有较大的接触空间,以保证与稳定剂能更好地混合 。 所以,合理的罩壳几何尺寸和形状,
可使稳定土的破碎与拌和达到最佳效果 。
(2)工作装置及布局工作装置 (转子 )在稳定土拌和机上的位置有中置式和后置式两种 。 后置式稳定土拌和机具有结构简单,机动性较好,使用维修方便,易于生产装配等特点,在我国的应用很广 。 但由于后置式结构工作装置布置在后面,工作点与整机质量中心距离较远,不能充分利用整机重量,其主要缺点为：
a) 纵向稳定性较差,特别是在土质较硬,含石料较多的工程土拌和作业中,容易发生转子跳动,牵引机头失稳等现象；
b) 铣削松土能力受限,有时不能满足搅拌深度要求,且多数机型更难以具备真正意义上的路面破碎,铣刨功能；
c) 当一次拌和不能达到要求时需进行多次复拌，影响了生产率。
中置式稳定土拌和机具有纵向稳定性好,拌和质量高,工作面平整等特点 。 既可进行土壤拌和,又能进行旧路破碎,再生等作业,目前使用越来越多 。
a),b) 中置 拖挂 式 c) 中置自行式中置式稳定土拌和机总体结构布置简图
(3)计量洒布系统计量洒布系统用于计量喷洒液体稳定结合添加剂或水,使拌和后的稳定土达到设计的改性要求及达到压路机压实所需要的最佳含水量 。 喷洒系统所用的改性液或水从随行的罐车内抽取 。
1,类型及主要性能参数铣刀式稳定土拌和机 (路拌机 )是稳定土拌和机的主要机种 。 除了结构布局有工作装置中置式及后置式这一主要区别外,稳定土拌和机的主要类型还有：按照走行方式 — 分为履带式,轮胎式和复合式,以轮胎式为主；按动力方式 — 分自行式,拖挂式,现以自行式居多 。 按驱动形式 — 分后轮驱动或四轮驱动；按车架形式 — 有整体式和铰接式；按转向方式 —有前轮转向,四轮转向及铰接 +后轮转向等 。
国外生产稳定土拌和机的主要厂商有德国 BOMAG,美国 CMI,Caterpiller等公司 。
国内生产厂商较多,多生产后置式拌和机,现在也开发出中置式稳定土拌和机 。
国内外几种稳定出土拌和机的主要性能参数见表 13—1 。
表 13—1 几种稳定土拌和机的主要性能参数型 号参数国产 W P Z 2 1 B OM AG M P H1 0 0 C M I R S - 425 B OM AG M P H1 2 0
功率 ( k W) 270 2 6 5 335 276
拌和宽度 /m m 2100 2005 2438 2100
拌和深度 /m m 400 356 406 400
工作速度 /k m / h 0 ~ 3,3 0 ~ 3,3 1 ~ 2,7 6 0 ~ 3
行驶速度 /k m /h 0 ~ 2 4 0 ~ 1 9,7 三轮驱动 0 ~ 1 6
四轮驱动 0 ~ 9,7
0 ~ 1 2
转子布置 后置式 后置式 中置式 中置式转子驱动形式 液压 液压 机械 液压刀具形式数量 铲刀式 78 铲刀式 70 子弹头式 232 子弹头式 214
行走驱动形式 后轮驱动 后轮驱动 四轮驱动 四轮驱动整机质量 / t 14 18 23 20
转子直径 /m m 1 1 1 8 1270 1 1 2 0
转弯半径 /m m 6400 5500 6300
转向方式 前轮转向 前轮转向 四轮转向 铰接 + 后轮转向
3 稳定土拌和机的技术发展趋势：
(1)大马力 为了适应不同的工作条件和要求,增大发动机的功率储备,从而提高机器的可靠性和生产效率 。 国外一些大型稳定土拌和机发动机功率均在 330kW以上 。
(2)多功能 稳定土拌和机可进行一般的灰土拌和,也能进行铣刨,破碎及旧路再生等作业；液体喷洒装置可从运输车上将水,乳化沥青,石灰浆等添加材料精确地喷洒到转子罩壳内,与拌和材料均匀混合,特别适合于旧路再生作业 。
(3)中置式结构 增强整机工作平稳性 。 传动系统设置摩擦片式限矩器,遇到超大负荷时,限矩器摩擦片产生相对滑动,以减小工作负荷对传动系统造成的冲击和破坏 。
(4)四轮驱动,四轮转向 在高速行走时,通常采用二轮驱动 (后轮驱动 ),作业走行状态时则采用四轮驱动,提高牵引能力 。 四轮转向系统可实现前轮转向,后轮转向,
前后轮转向,铰接转向等四种转向方式,使机器更为机动灵活 。
(5)双向工作 稳定土拌和机即可在前进方向进行拌和作业,也可在倒车方向进行拌和作业,实现了转子正转,反转工作,在施工中不需调头就可继续工作,大大提高作业效率 。
(6)微处理器控制及监测 所有的操作均通过电液伺服控制系统进行工作 。 微电脑控制监测系统,实现了机器拌和深度自动控制,功率自动分配以及运行参数的及时显示 。
4,影响作业的主要因素根据施工情况,拌和材料的性质及拌和要求,适当选择工作参数,有利于提高拌和质量和生产效率 。
(1)拌和较硬的材料或拌和深度较大 (>250mm)时,应适当选用较低转子速度和行走速度 。
(2)当拌和较松散的材料或拌和深度较小 (<200mm)时,则宜选用较高的转子速度和行走速度,也可选用低转子速度和高行走速度或高转子速度和低行走速度 。
(3)充分利用发动机功率,适当提高转子速度和行走速度,提高作业效率 。
(4)调节转子出料斗门开启度,满足施工中不同混合材料所需的最佳厚度和拌和平整度 。
增大转子出料斗门的高度,有利于减小罩内材料的堆积及其拌和阻力 。
(5)拌和作业时,两个拌和幅带之间应有 150~200mm叠加宽度,以避免在二幅交接边处出现未拌或夹生现象；并根据施工现场情况选择最佳的作业顺序,以提高作业效率 。
二,稳定土厂拌设备现代道路铺筑工程中,稳定土材料的用量约等于公路工程所用沥青混合料和水泥混凝土材料两者之和 。 采用中心站集中拌和法制备路基稳定土时使用稳定土厂拌设备作业,其特点是拌和加工配比精度高,拌和均匀,拌和质量一般要优于路拌机的作业质量 。 当对改性基层土性质有较高要求时,一般采用稳定土厂拌设备 。 当前,
在高速公路及高等级公路大量兴建的情况下,稳定土厂拌设备的市场需求甚至多于沥青混合料拌合设备及水泥混凝土拌合设备 。
1.主要构成及工作过程稳定土厂拌设备主要有以下几部分：贮料系统,计量系统,搅拌系统,成品料中贮系统,联接各系统的输送设备控制系统等 。 稳定土厂拌设备的构成如图 13—3。
图 13—3 稳定土厂拌设备
1．砂、石料配料斗 2．集料机 3．粉料配料斗 4．螺旋输送机 5．卧式存仓
6．搅拌机 7．供水系统 8．带式上料机 9．电器控制柜 10．混合料存仓基本工作过程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 。 基本工作过程为：分别装入配料斗的各种物料 (如石灰,砂石,土壤,粉煤灰等 ),按配比所需计量后汇集到带式集料机上；同时,存仓中的稳定剂粉料 (石灰,水泥等 )由螺旋输送机输入计量料斗,经粉料给料机计量后也送至带式集料机上 。 上述材料然后均由集料机送至搅拌机拌和 。 搅拌机物料入口上方设有液体喷头,根据各种物料原有含水量喷洒适量的水 (或稳定剂 ),使之满足道路施工需求 。 搅拌后的成品料 ——稳定土,经带式上料机送至混合料存仓暂时贮存,再由自卸车运往施工现场 。
稳定土厂拌设备的主要构成部分如下：
(1) 配料机与集料机 配料机由料斗,电子调速皮带称或螺旋称等组成 。 配料机是一个独立的整体,可根据稳定土配比的实际需要增减其数量 。 配料机中与精确级配密切相关的是电子调速皮带称或螺旋称 。 与以前采用的容积式计量方式相比,电子称或螺旋称使计量精度提高了很多,
集料机由槽形带式输送机等组成,其作用是将配料机输出的物料送到搅拌机处 。
(2)粉料给料系统 其作用是将粉状稳定剂 (石灰,水泥等 )按确定的比例连续地供给搅拌机,粉料给料系统由卧式粉料存仓,螺旋输送机及粉料给料机等组成 。 石灰或水泥在存仓内靠自重下落,经存仓底部的螺旋机构进入螺旋输送机,再送入粉料给料机上方的小斗内 。 然后,由粉料给料机按调定的比例计量给定出料量 。
粉料给料机通常为叶轮式结构,其叶片间的体积是固定的,调整驱动叶轮的调速电动机的转速,就可控制粉料的输送量 。
(3) 搅拌机 搅拌机是稳定土厂拌设备核心部分,通常采用密闭的双卧轴强制搅拌机 。
搅拌时,两搅拌轴相对转动,进入搅拌机的各种物料,在叶桨的强制搅拌下,逐步拌和均匀,并向出料口推进 。
搅拌机的拌槽内安装有耐磨的衬板 。 搅拌叶桨以一定的倾角安装在搅拌轴上,叶桨的倾角不同,可适应不同物料的搅拌 。
2.技术与发展稳定土厂拌设备发展的总趋势如下：
设备大型化：机械化施工设备的配套性要求,促使稳定土厂拌设备的向大型化方向发展 。 近年市场对稳定土厂拌设备生产率的需求已从前几年的 100t/h,上升为 300—
400t/h。 目前还有进一步发展到 600—800t/h的趋势 。
结构模块化：可解决大型化所带来的装,拆,吊,运等不利因素,既有利于制造厂生产和产品系列化,又符合公路工程施工的特点 。 结构模块化是固定式稳定土厂拌设备的必由之路 。
扩展拌和范围：稳定土厂拌设备将不仅能拌制稳定土材料,还能拌制各种属于冷拌工艺范围的路面材料 。 如碾压混凝土,乳化沥青混凝土等 。
三,沥青混合料厂拌设备沥青混合料搅拌设备是一种将不同粒径的骨料和填料按规定的比例掺在一起,用沥青作结合料,在规定的温度下拌和成均匀混合料的专用机械设备 。 常用的沥青混合料有沥青混凝土,沥青碎石,沥青砂等 。
沥青混合料拌和生产的基本特征是：在拌和过程中,必须对拌和材料进行烘干或加热,故称为热拌和 。 相比之下,稳定土的拌和称为冷拌和 。
1。 生产工艺流程
a).间歇强制式 b).连续滚筒式图 13.1—4 常用的沥青混合料生产工艺流程
(1) 间歇式搅拌工艺间歇式沥青混凝土搅拌设备是传统的沥青搅拌设备,发展较早 。 作业时,首先将初步计量的冷骨料加入到干燥滚筒内,用逆流式烘干法 (热气流的方向与骨料前进方向相反 )加热 。 然后将热骨料提升并筛分,再通过热料仓储存,计量,加入搅拌锅内 。
加到搅拌锅内的热骨料与按一定比例计量好的矿粉和热沥青拌和,形成沥青混合料产出 。 这种搅拌出料过程是循环进行的 。 因而称之为间歇式搅拌 。
因为有二次计量,间歇式搅拌工艺能保证集料和沥青获得较高精度级配比例,容易随时改变集料级配及油石比,拌制的沥青混合料性能较好,可满足各类工程的要求 。
由于有热骨料筛分及计量工序,间歇式搅拌工艺对冷骨料的要求也较低 。 我国标准 JTJ032—94规定,高等级道路的沥青混凝土设备必须采用自动计量的间歇式拌合设备 。
间歇式工艺的缺点是,搅拌过程中骨料的加热和搅拌完全分开,出料不连续；设备复杂,占地面积大,能耗高,投资较大,对除尘装置要求高 (约占搅拌设备投资的
1/3~1/ 2 ),且搬迁较困难 。
间歇强制式沥青混合料搅拌设备的组成间歇强制式沥青混合料搅拌设备由冷骨料贮仓及配料机,带式输送机,烘干筒,热骨料提升机,热骨料筛分及计量装置,石粉供给及计量装置,沥青供给系统,搅拌器,除尘装置,成品料贮仓和操作 —控制室等组成,如图 13—5所示 。
图 13—5 间歇强制式沥青混合料搅拌设备总体结构
1,冷骨料贮仓及给料器 2,带式输送机 3,除尘装置 4,冷骨料烘干筒 5,搅拌器
6,热骨料提升机 7,热骨料筛分及贮仓 8,石粉供给及计量装置 9,沥青供给系统 10,热骨料计量装置 11,成品料贮仓
（ 2 ） 连续式搅拌工艺连续式搅拌工艺有代表性的是连续滚筒式搅拌工艺 。
动态计量后的冷骨料和石粉,从搅拌滚筒前部连续进入后,用顺流加热方式烘干,加热,然后在滚筒的后部与连续喷洒动态计量的热态沥青混合,再以跌落搅拌方式搅拌 。 沥青混合料的生产过程为连续加料,连续出料,故称之为连续式搅拌工艺 。
采用连续式搅拌工艺时,冷骨料烘干,加热,及与粉料,沥青的搅拌在同一搅拌滚筒内完成 。 其工艺流程简化,搅拌设备简单,制造成本和使用费用较低 。 由于混合料拌制过程基本没有粉尘等漏出,也有利于环保 。
由于滚筒式搅拌设备是连续进料,连续搅拌,连续出料,具有较高的生产率 。 但其配料的计量精度较低 。
连续滚筒式搅拌设备主要由冷骨料贮仓,给料器,粉料及沥青供给装置,搅拌流通筒,
除尘装置和成品贮仓等组成 。 如图 13—6所示 。
图 13—6 连续滚筒式搅拌设备
1．冷骨料贮仓及给料器 2．粉料供给装置 3．带式输送机 4．沥青供给装置
5．油石比控制仪
6．搅拌滚筒 7．除尘装置 8．成品料输送机 9．成品料贮仓第二节 沥青混合料摊铺机一,概述沥青混合料摊铺机是进行混合料机械化摊铺作业的主要设备 。 施工时,装有混合料的自卸车将混合料被卸入摊铺机前部料斗内,摊铺机料斗内装置的刮板输送器将沥青混合料陆续刮送至尾部摊铺室内,再由螺旋分料器将物料横向摊开,随着摊铺机推着汽车同步向前缓慢行驶,摊开的混合料被装在摊铺机尾部的振捣器初步捣实,接着被熨平器按摊铺宽度及厚度要求加以整平成型 。 最后经压路机碾压后就基本完成了路面 铺筑,沥青混合料 摊铺施工如图 13—7所示 。
图 13—7 沥青混合料摊铺施工
1．自卸车 2．接料斗 3．刮板输送器 4．发动机 5．方向盘 6．熨平器升降装置
7．调整杆 8．压路机 9．熨平器 10．螺旋摊铺器 11．顶推滚轮二,主要结构与系统
1。 总体结构图 13—8履带式沥青混合料摊铺机总体示意图
1,液压独立驱动双排刮板输送器 2,液压独立控制闸门 3,带吸音罩的发动机 4,操纵台 5,带差速器和制动器的变速箱 6,轴承集中润滑装置 7,振捣梁升降液压油缸 8,侧臂 (牵引杆 ) 9,具有共振振动器和熨平板加热器的振捣熨平装置 10,振捣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
2,供料及分料装置供料及分料装置由料斗,刮板输送器及螺旋分料器构成 。
料斗在摊铺机前部,由斗底,可折翻的左右两个边斗,后壁等构成 。 料斗的后壁底部设有出料口；左右边斗的前部各有一块裙板用于防止沥青混合料向前撒漏；边斗下方各有液压缸,在余料不多时可将边斗顶起向内倾翻,使余料滑落到装在送料槽内的刮板上以保证供料 。
现代多数大中型摊铺机的刮板输送器是链节上带有刮板的两个平行的链传动装置,由前到后纵向贯通安装于车身底部,由无极变速的液压马达驱动 。 在向后刮送混合料的过程中,驱动两平行刮板的链条运行速度可相同或不同,以调节送到摊铺机尾部螺旋分料器的混合料数量 。
螺旋分料器位于摊铺机后部的摊铺槽内,结构示意如图 13—9所示 。 该装置横向安装,
左右两边的螺旋叶片旋向相反 。 螺旋分料器旋转时,将刮板输送器送到摊铺槽中部的混合料向两侧分送到摊铺的全幅宽度上 。 螺旋分料器分为主节段和加长节段,
分别与熨平板的主节段和加长节段的长度一致,可在主节段上组装适当的加长节段以适应摊铺路面的幅宽要求 。
图 13 — 9 螺旋分料器
1,端盖 2,螺旋轴 3,支架 4,螺旋叶片 5,螺栓 6,联接套微 7,中间螺旋轴 8,中间反向叶片
3,熨平 —振捣装置熨平 —振捣装置位于螺旋分料器的后部，其作用是将已展开的沥青混合料进行预压实，
并按照厚度和路拱的要求进行整形和熨平。
13 –10双振捣梁和振动熨平板装置
1,偏心轴 2,振动熨平板 3,主振捣梁 4,预振捣梁 5,螺旋摊铺器 6,液压油缸
7,未被捣固的沥青混合料 8,被捣固的沥青混合料 9,已被熨平成型的沥青混合料路面
4,摊铺厚度调节与调平系统多数摊铺机在作业开始时,在熨平板下垫入基准物 (如方木 ),以调整振捣 —熨平机构,
确定摊铺的初始厚度 。 在作业过程中,由于摊铺机行驶的路基不平顺等原因可能造成厚度变化,应随时进行调节 。 人工调整只能是粗调整,即调整路基或底层变化造成的较大的摊铺不平度 。 为了使摊铺层非常平坦 (不平度 < 2~3mm／３ ｍ )，
需依靠自动调平装置 。
现代的沥青混合料摊铺机设有自动调平装置，包括纵坡调平系统和横坡调节系统，其基本原理是：纵坡调平自控系统用传感器跟踪一个外部基准，使熨平板始终保持该基准所确定的水平位置；横坡调节由一个重力导向式传感器取出信号进行控制，该传感器安置在一根横跨左右牵引臂的梁上，根据其重块相对于铅垂线的偏摆量 (角位移 )来测知横坡的偏离情况。自动调平装置使熨平板始终保持平行于纵、横基准运行，而与机械本身的行驶平顺性无关。
5,液压系统和电控系统简介沥青混合料摊铺机正常作业应包含以下工作运动：刮板输送器与螺旋分料器驱动；接料边斗翻转；斗门升降；振捣；熨平装置升降,自动延伸调整,振动；调节自动调平装置等 。 现代摊铺机基本上采用液压系统实现以上运动,当作业及走行系统均采用液压传动驱动时,称为全液压摊铺机 。
电控系统的主要分系统及功能有：行驶电控系统,可保证摊铺机在外载荷及各种条件变化时以设定的施工速度恒速行驶；供料电控系统,根据摊铺槽内混合料的多少
(料位传感器 )自动控制每侧刮板输送器及螺旋分料器的运行速度,有开关式,比例式等多种电控方式；自动调平电控系统一般采用比例 —脉冲方式工作,可根据基准传感信号控制调平液压缸动作,调节熨平板水平等保证路面摊铺质量；其它电控分系统还有加热电控系统,熨平板及振捣装置电控系统等 。
三,类型与发展概况
1.分类及特点沥青混合料摊铺机大体上可以按照下面方式进行分类：
(1)最大摊铺宽度 可分为小型 (<3.6m,用于养护和狭窄道路 ),中型 (4~6m,用于一般公路路面 ),大型 (7~9m,用于高等级公路 ),超大型 (≥12m,主要用于高速公路等 )。
(2)走行方式 现代摊铺机走行多为自行式,其行走系统有履带式,轮胎式两种 。
(3)传动方式 沥青混合料摊铺机可分为机械式和液压式两类 。 现代大型摊铺机都采用全液压传动方式,可简化结构,方便总体布置,且便于无级调速和采用电液全自动控制,获得较高的性能指标 。
(4)其它 熨平板的延伸方式分为机械加长式和液压伸缩式,大型摊铺机多采用前者,
刚度较好；小型摊铺机多采用后者,调整方便 。 熨平板的加热方式有电加热,液化气加热和燃油加热等三种型式 。
2,技术发展及趋势发达国家生产,使用沥青混合料摊铺机的时间较早,同时,国外知名摊铺机厂商十分重视理论研究和持续进行技术开发,新理论,新技术,新工艺,新材料和先进的机,电,液一体化及智能化技术不断地获得运用,使沥青混合料摊铺机日趋功能完善,性能提高,安全可靠,易于维修 。 为满足高等级公路的路面平整度的要求,
减少路面纵向接缝,大型沥青混合料摊铺机的最大摊铺宽度达到 16m； 同时,为适应的小型市政工程路面养护施工需要,小型摊铺机也得到很大发展 。
我国从 20世纪 70年代初开始研制沥青混合料摊铺机,80年代后期开始采用引进国外先进技术、技术合作或自主开发等方式进行研发生产，目前也有相当水平。
但与国际上沥青摊铺机先进水平相比，国内产品在综合技术性能、可靠性和耐久性等方面仍存在差距。
新型摊铺机的结构,技术性能的特点是：
(1)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,均匀,稳定,连续地供料 。
(2)作业速度和行走方向自动控制 利用脉冲传感器等测定摊铺机行驶速度,通过反馈调节液压系统的比例控制阀来控制摊铺机的行走速度,使其不受施工条件变化的干扰,保持作业速度和行走方向的稳定 （ 直线和圆曲线 ） 。
(3)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%。
第三节 水泥混凝土摊铺机一,用途水泥混凝土路面具有较高的抗压,抗弯,抗磨耗能力,及较好的水稳定性,热稳定性,
抗蚀性等优点,已广泛应用于高等级公路及机场跑道的修建中 。 由于水泥混凝土摊铺机能够保证水泥混凝土路面施工质量和施工进度,应用越来越多 。
水泥混凝土摊铺机 (简称混凝土摊铺机 )是把搅拌好的混凝土均匀地分布摊铺在路基上,
经过捣实,整平和抹光等作业程序,完成混凝土铺筑成型的施工机械 。 现代的水泥混凝土摊铺机都是可完成多项作业的联合摊铺机 。
二,分类及特点水泥混凝土摊铺机分为两种基本结构形式,一种是轨道式摊铺机；另一种是履带式摊铺机 。 前者采用固定轨道和固定模板进行摊铺作业,也叫做定模式摊铺机；
后者采用随机滑动的模板进行摊铺作业,又叫做滑模式摊铺机 。
1.轨道式水泥混凝土摊铺机轨道式水泥混凝土摊铺机是沿用传统水泥混凝土一般摊铺程序形成的机械,有三种基本型式 。 一是将布料机,振实装置,抹平装置等多种作业机构集于一体,摊铺作业可以一次完成 。 二是把布料,振实,抹平等作业机构分别置于两台或两台以上独立单机上,分别完成施工作业,几台单机一起在铺设的两根轨道上行驶,也称为摊铺列车 。 三是机架采用框形桁架结构,可以实现大宽度摊铺 (最大宽度可达到
42.7m)。
轨道式摊铺机的优点是结构简单,价格低,可靠性好,易于维修,操作容易,对拌合料的要求相对较低；但其施工需要大量的钢轨和模板,劳动强度大,施工速度和施工质量都相对较低 。
2.滑模式水泥混凝土摊铺机滑模式水泥混凝土摊铺机在铺筑混凝土路面时，一般施工工艺是：螺旋布料器把水泥混凝土沿全宽方向摊开，可调高度的液压刮平板将混凝土刮到预铺高度，
经液压驱动的变频式插入振捣棒振实，使混凝土达到理想密实效果；继而捣实板上、下捣固，在进一步夯实的同时把表面粗骨料压到水泥混凝土中，形成一层很厚的灰浆层；再由抹平板和侧向滑动模板相互挤压振实的混凝土形成路面。滑模式水泥混凝土摊铺机通常由动力传动系统、主机架系统、行走系统、自动控制系统、作业装置、辅助系统等部分组成。
三,滑模式水泥混凝土摊铺机构造滑模式水泥混凝土摊铺机的最大特点是在铺筑混凝土路面时,依靠机器本身的模板,就能按照要求的路面宽度,厚度和拱度进行挤压成型,不需另设轨道和模板 。
不同滑模式摊铺机的基本结构和作业装置原理相差不大,其主要结构简述如下：
1.总体结构滑模式水泥混凝土摊铺机由主机架系统、行走 —转向系统、动力传动系统、作业装置、
自动控制系统、辅助系统等构成。
图 13—11为 CMI公司生产的 SF350型四履带滑模式混凝土摊铺机简图 。
图 13—11 SF350型混凝土摊铺机
1．控制室 2．螺旋摊铺器总成 3．履带总成 4．转向传感器总成 5．调平传感器总成
6．伸缩式机架 7．扶梯 8．发动机 9．油箱 10．支腿立柱 11．端梁 12．走台扶梯
2.主机架,走行系统及整机调平主机架是各个系统安装和工作的基础，应具有足够的强度与刚度。同时主机架还应能满足摊铺宽度调整时的需要。
四履带自行式底盘是滑模式混凝土摊铺机最常采用的行走机构，一般采用液压驱动图 13—12 履带行走系统与转向装置
ａ）履带行走系统 b） 转向装置
1．油路支承 2．支腿 3．连接箱体 4．支柱 5．履带行走装置
６．转向臂 ７,液压转向缸 ８,电磁阀 ９．快速接盘
3,工作装置滑模式混凝土摊铺机的工作装置主要由螺旋布料器,计量刮平装置,振捣系统及摊铺成型系统等组成,如图 13—13所示 。
图 13—13滑模式摊铺机工作装置
1,螺旋分料器 2．刮平器 3．振捣器 4．刮平板
5．搓动式振捣板 6．光带面 7．混凝土面层
(1)螺旋布料器 螺旋布料器的作用是将运料车卸在路基上的混凝土料均匀摊铺开 。 布料螺旋左右对称,可分别正,反转 。 布料螺旋可从中间向两边摊铺布料,两边向中间集料或从一边向另一边移料 。 由于采用液压马达驱动,可实现无级调速 。
摊铺宽度变化时，螺旋布料器叶片轴可加长或缩短，拆装比较方便。 SF350型滑模式摊铺机螺旋布料器每个加长节长度约 490mm,外径为 450mm。
(2) 计量刮平装置 刮平板安装在螺旋摊铺器的后面,它的功用是初步刮平混凝土,并控制混凝土的厚度,并将适量的混凝土料供给后部的其他工作装置以及将多余的料推向前方 。
(3)振捣系统 在混凝土摊铺过程中起振捣作用的有内部振捣装置和外部振捣装置 。
内部振捣装置由升降机构,多根振捣棒及液压操纵系统组成 。 在摊铺过程中,平行布置的振捣棒组向下进入混凝土内部,通过振动能量使水泥混凝土摊铺层均匀密实 。 振捣棒内装有偏心块,由液压马达驱动旋转,产生频率可调的振动 。
外部振捣机构的作用是将振动密实的混凝土铺层表面上的粗骨料捣入混合料铺层之中,即,提浆,。 以便于修整出光滑平整的面层 。
(4)成形整平装置 经过布料,计量刮平,振捣后已摊铺均匀的混凝土摊铺层,还要通过成形整平,形成符合设计规范要求的混凝土面层 。 成形整平装置由成形盘,
浮动抹光板,起铺板,侧模板及驱动控制部分组成 。
混凝土摊铺时,应对成形整平装置进行仔细调整,以免影响混凝土摊铺层的成形质量 。
1.类型及特点水泥混凝土摊铺机按有轨无轨分为轨道式 (定模式 )和履带式 (滑模式 )两大类,其中滑模式水泥混凝土摊铺机按走行履带数的不同,又有四履带,三履带和两履带几种；
按摊铺工序的不同有两类,一类的内部振动器在布料器之前,另一类在布料器之后；按调平系统不同,可分为电液自动调平和机液自动调平；按振动器驱动型式不同,有电动振动和液压振动两类 。
此外,按用途的不同,水泥混凝土摊铺机有路缘摊铺机,路基摊铺机,路面和沟渠摊铺机几类 。 路缘摊铺机为路缘,路面一次铺筑而成的多功能摊铺机,沟渠摊铺机适用于河床的斜面摊铺,主要用于河道和堤坝的施工铺筑,其宽度较大 。 国内外技术发展
20世纪初西方发达国家就在生产和使用水泥混凝土摊铺机 。 20世纪 60年代以后,随着水泥混凝土路面大规模的修建和施工技术的日臻完善,在研制,生产轨道式摊铺机的基础上,又研制开发出了滑模式水泥混凝土的摊铺机 。 水泥混凝土摊铺机已发展为具有多种功能,大型化,高度自动化及快速施工的机械 。
我国的水泥混凝土摊铺设备的发展起步较晚 。 80年代未,陆续从国外进口了一批轨道式摊铺机和滑模式摊铺机如 SF250,GP3500等 。 先进的水泥混凝土摊铺设备的引进,使用以及市场需求,推动了我国水泥混凝土摊铺机的研发 。,八五,及以后,
我国自行研制或引进技术生产了多种型号的水泥混凝土摊铺机 。
目前,机电液一体化,微电子技术等先进技术已在水泥混凝土摊铺机上得到了的广泛运用 。 特别是滑模式水泥混凝土摊铺机,技术进步更为突出,其主要的技术进展在于：
(1)多功能滑模摊铺机 在机器的走行系统,液压系统,自动调平跟踪系统,操纵系统通用的情况下,更换或拼减工作装置,实现不同构筑物的摊铺作业 。 如不仅可用于铺筑道路还可用于摊铺隔离带,路缘石,街道,边道等,有时还用于修筑排水沟等沟槽,甚至扩展用于路肩铣削,挖沟,路基平整,混凝土切缝等 。
(2)零间隙滑模摊铺机 零间隙技术可满足精确纵断面设计要求,能尽可能的靠近其它设施进行摊铺施工,特别适合于城市街道路面摊铺 。
(3)横向缩缝传力杆自动打入装置 该装置解决了原来装在摊铺机与传力杆支架有关的稳定性和可靠性问题 。 而且,应用该装置时自卸车可直接把混凝土卸在摊铺机前,
不必再在侧面运料,特别适合于所铺道路旁边没有现成道路的情况 。
