摊铺机拖式智能碾压轮的应用研究

杨勇

（宁夏公路桥梁建设有限公司，宁夏银川 750000）

对我国整体的路面施工进行分析，可以得知其普遍采用摊铺机梯形的形式进行作业。在作业当中，对间距进行有效掌控，使其整体保持在5～10cm。在结合部位会出现拉裂刮伤条痕或形成一道纵向凸起，导致施工整体出现缺陷性，无法有效符合相关的工程要求。因此，必须按照整体的施工规范，对问题处进行合理解决[1]。常规做法是采用人工跟随摊铺机铁耙拉平清除刮痕或凸起，缺点是：①只能将凸起的多余料清除掉，人工单一整平不能保证该处的预压密实度；②人工清除随意性大，密实度和平整度均无法保证，给后续施工环节留下质量隐患；③人工清理该施工缺陷时，清除人员处在摊铺机和压路机的中间，存在极大安全隐患，尤其是视线不清或疲劳，极易造成伤亡事故。

1 施工工况应用

随着高速公路的迅速发展，路面施工中，为了保证整体的施工质量，需要对施工材料进行全面应用。对目前的材料进行分析，可以得知应用程度最高的为热拌沥青混合料。热拌沥青混合料具有优良的力学性能，以及坚固性。可以被广泛应用于道路的施工建设中，具有应用性良好、成本低廉的特点，且热拌沥青混合料的耐久性良好，行车舒适度高等特点而被广泛应用，成为公路工程路面施工的主流应用之一。对热拌沥青混合料工艺进行分析，可以得知热拌沥青混合料材料整体的执行标准以及使用工序具有一定的要求性。故下面介绍智能碾压辊应用就以热拌沥青混合料为例展开[2]。

目前对于路面施工普遍采用摊铺机梯形联合作业，拖式智能碾压辊适用于各等级公路路面施工中双机或多机梯形摊。在后续的作业流程中，预留10～30m的摊铺机距离，进行摊铺重叠。在结合部位会出现的拉裂刮伤条痕或形成一道纵向凸起的施工缺陷，在不改变原有施工工艺流程的前提条件下，通过在摊铺机熨平板设计一套拖式智能碾压轮，并采用手动或遥控开启随机同步碾压模式，消除了上述施工缺陷，保障人员本质安全，满足工程质量要求的目的。经过施工过程应用检测，压实效果良好，施工质量明显提高，推广应用前景良好。应用范围包括路面水稳底基层，下基层、上基层水稳摊铺施工和沥青上面层、中面层、下面层施工中均可使用[3]。

2 应用效果分析

2019年8月初拖式智能碾压辊在京藏高速公路进行现场使用，具体实施过程如下：

（1）检查路面及基层平整度，对各项数据进行实时监控，并根据监控结果，制定检测报告。由相关的工程师进行全面验收，保证整体的安全性以及有效性。应检查各类材料的规格和指标，并按要求进行存放。施工前先进行恢复基层中心线工作，每10m设一个桩，同时在桩上做好标记，路面中心线两侧按设计进行标桩，测出面层的设计高，在标桩上做好标记，通过合理有效的方式，保证路面以及基层平整度达到质量标准。

（2）在摊铺前，为了保证整体的有效性，必须先对两侧进行槽钢止挡，控制面层整体的宽度以及厚度。在施工过程中，进行集料运输，控制数量，严格掌控卸料距离，并在后续的铺设过程中，安排专人进行指挥。确保卸料及摊铺应按顺序进行，全断面摊铺时尽量不留纵缝。

（3）在沥青混合料摊铺过程中，对摊铺层进行熨平工作，确定各项施工数据必须完全按照参考规格掌控，并将整体的精度控制在0.1%范围之内。需要注意的是，沥青混合料的铺设，必须保证缓慢、均匀，不得随意进行停顿，导致整体工程出现不必要的损失。梯形作业前后两台摊铺机应保持25～30m距离[4]。

（4）使用梯形作业中随后摊铺机拖式碾压辊进行双机搭接处的整平压实，碾压重叠应大于30cm，通过了解路面沥青混合料中沥青及沥青改性材料的技术特性，依据工程监理和技术人员核定的碾压工艺，计算出配重重量，调整好碾压辊工作工况，并根据纵向凸起或裂缝（需人工补料）实时静压或振动压实，压实温度不低于120℃.对不规则的表面修整后，立即对摊铺面进行自行式压实设备全面均匀的压实，压实工艺严格按照施工工艺规范要求实施，碾压过程中面层混合料不得产生推移、拉裂、过压、污损[5]。

（5）在摊铺工程中，采用双钢轮震动压路机进行碾压，并确保碾压方向以及路线持续呈现一致性。在施工过程中，不得随意进行更改，配合压路机使用。整体的工序需要施工队员进行4～6遍的碾轧，以整体路面无明显痕迹为准。此外，沥青混合料的施工温度不得低于70℃，保证施工当中，沥青混合料可以路面进行充分接触，纵向接缝要重点处置。

3 拖式智能碾压辊工程应用效果分析

拖式智能碾压辊在高速公路路面工程施工应用前后，平整度的检测数据分析，碾压中面层公司标准是0.85，实际平均值是0.72，合格率在96.6%，综合合格率提高了约6%。

综合上述施工全过程，拖式智能碾压辊的应用，首先弥补了施工中较难控制的缺陷点，利用一个局部机械装置实现了工艺流程的顺畅，公路产品质量的提高；其次，就设计制造成本分析，约25000元。如果人工处置接缝，按施工工期3.5月，每天一个人工，人工日工资按300元计算，人工施工成本估算为31500元。比较发现，在节省成本的前提下，质量、进度、可靠性都会优势显现；最后，将作业人员从危险作业环境中解脱出来，避免人和物的不安全因素，实现作业现场的本质安全。

在施工应用中，测试人员进行了近一个月的运行检测，经历了酷暑、大风、雷雨等恶劣气候条件下的数据采集，同时也认识到我们自行设计制造的拖式碾压辊的缺陷和故障发生因素，如牵引架随动效果较差，连接处易脱钩或扭断；配重加载计算不合理；高温耐腐蚀功能偏弱，造成电机、控制线路过早老化或损坏等未考虑到的弊端因素影响，拖式碾压辊的应用要趋于成熟，发挥更符合施工工艺规范的应用效果，还需从采集到的问题因素着手，持续改进。

拖式智碾压辊虽然只是在试用阶段，未在多数项目间推广使用，还需要不间断地改进、完善以及更多的工程实践检验和监测数据支撑，但通过以上几方面的分析，至少目前在提高工程质量、减少安全隐患和降低工程成本方面的意义是积极的，其应用价值和应用前景已远超出制造成本，推广意义重大，值得更深入的研究开发[6]。

4 总结

拖式智能碾压辊的设计应用，通过在实际测试和使用碾压辊前后的施工质量测试结果得知，拖式智能碾压辊能有效解决路面摊铺作业，摊铺机梯队作业时产生的质量缺陷，针对高速公路路面施工中，采用双摊铺机梯形联合作业时，在摊铺层搭接表面出现拉裂刮伤条痕或形成一道纵向凸起的施工缺陷，能手动或遥控开启振动碾压模式，通过随机同步碾压，实现了消除上述施工缺陷的设计目标，对符合工程质量要求，降低工程施工成本，避免安全事故发生，起到预期设计应用的目的，且其结构简单，经济实用，便于加工制造，可继续测试和试用，优化机械结构设计，进一步完善其工况性能，在具备实用条件时可推广使用。

目前我们自行设计的拖式碾压辊为圆形光面结构，也可以根据不同的碾压要求，在碾压辊外形结构上进行变化设计，如三边形冲击式、四边形单轮冲击及五边形双轮冲击。在“拖式碾轧”与“自行式碾压”的过程中，二者的工作原理相同，均可以有效减少颗粒间的摩擦力，达到工程效果。压实填料，并且可以根据实际需求，进行有效调整。基于实践和工作原理分析，此碾压辊的设计应用，虽然在局部项目施工中得到全面增强，可以有效对施工当中出现的疑难点进行改进，提升工程模式。但通过局部项目的开发运用，衍生到其他工程领域，同样解决类似的工艺缺陷，利用小革新实现大进步，其实践意义前景良好。