筑路机械在高原地区的使用与管理措施

王令虎

（聊城市公路事业发展中心阳谷公路事业发展中心，山东 阳谷 252300）

0 引言

现阶段，随着我国科学技术的不断发展，公路建设领域也得到了快速的发展。筑路机械设备在公路工程中具有十分重要的使用价值，其不仅能够提高施工效率、保障施工质量，还能够为建设单位节省人力资源成本。因此，加强对筑路机械的使用研究对于保障建设单位的社会效益与经济效益具有十分重要的意义。

1 工程概况

某西部高原地区沥青路面工程，使用的筑路机械设备主要包括装载机、压路机、摊铺机及搅拌机等。据调查研究显示，该工程所处位置海拔较高，对筑路机械的动力系统将会产生影响。其中最严重的是对装载机、压路机等柴油机械设备功率产生的影响。因此，在使用此类筑路机械设备前，需要根据当地的实际情况分析机械设备的能耗及功率，从而选择最合适的机群配置，在保证公路施工质量的同时实现设备资源的最优配置，确保建设单位的经济效益。

2 筑路机械使用性能分析

2.1 装载机

首先，对装载机进行受力分析。当装载机插入料堆时将会受到料堆的阻力FX，FX与料堆松散程度系数（K1）、物料种类影响系数（K2）、物料高度（K3）、铲斗形状系数（K4）、铲斗插入深度（la）及铲斗宽度（Bg）有直接的关系，其计算公式为：

当装载机插入料堆后，铲斗将会抬起并提取物料，而此时装载机将会受到铲起阻力Fz，其计算公式为：

式（2）中：Kτ为开始提升物料的剪切应力。

其次，需要对装载机的消耗功率进行分析，装载机发动机消耗功率为：

式（3）中：P1为装载机发动机的功率；P2为装载机油泵所需功率；P3为发动机附件消耗功率，通常为发动机额定功率的10%。

最后，需要分析高原环境对装载机生产效率的影响。装载机生产效率的计算公式为：

式（4）中：q0为铲斗容量K为铲斗系数；η为作业效率；Tm为循环时间。

通过对上述公式的计算分析可知，海拔越高，对非增压柴油装载机的生产效率影响越大，对增压柴油机装载机的影响较小。图1 为海拔高度对装载机生产效率的影响变化图。

图1 海拔高度对装载机生产效率的影响变化图

在实际选择装载机时，需要确定装载机的工作能力QzH，计算公式为：

随后需要确定搅拌机的工作能力Qj1H，计算公式为：

2.2 压路机

现阶段，工程施工中常用的压路机为静碾式光轮压路机、串联式振动压路机及自行式轮胎压路机。在该工程中，为选择合适的压路机，需要分析海拔高度对不同种类压路机的影响[1]。根据公式：

式（7）中：G为压路机的总荷载；f1为滚动阻力系数；V为压路机的行驶速度。

通常情况下，压路机需要对路面进行多次碾压，平原地区普遍为8 次，高原地区应结合海拔高度计算合适的碾压速度。同时，在实际计算P 的过程中，需要根据压路机的碾压次数进行分组，分别进行3 次计算，即V1为第一、二次碾压时压路机速度的平均值，V2为第3～8次碾压时压路机速度的平均值，V3为8次以后碾压时压路机的碾压速度平均值，ηd为压路机的传动效率，Pf为辅助系统的功率消耗[2]。

利用上述公式分别计算静碾式光轮压路机、串联式振动压路机及自行式轮胎压路机，并得出海拔高度对三种不同种类压路机碾压速度的影响，如图2～图4所示。

图2 海拔高度对静碾式光轮压路机碾压速度的影响

图3 海拔高度对串联式振动压路机碾压速度的影响

图4 海拔高度对自行式轮胎压路机碾压速度的影响

通过对图2～图4 的分析可知，对增压柴油式压路机而言，海拔高度对串联式振动压路机碾压速度的影响最大，其次为静碾式光轮压路机，对自行式轮胎压路机碾压速度的影响最小。对非增压柴油式压路机而言，海拔高度对串联式振动压路机碾压速度的影响最大，当海拔高度大于3 000m 时，压路机不能正常运转，其次为静碾式光轮压路机碾压，对自行式轮胎压路机碾压速度的影响最小。因此，该工程可选择增压自行式轮胎压路机。

3 筑路机械使用及管理措施

3.1 正确使用筑路机械

首先，需要根据上述分析内容选定筑路机械类别，从而最大程度地提升筑路机械的利用率，并保证公路施工质量；其次，需要落实操作人员的管理制度。一方面，建筑施工单位在聘请机手时，一定要考察机手的专业技能水平，要求操作人员持证上岗，同时，需要对机手进行上岗前的培训，培训内容不仅需要包括专业技能，还应包括安全责任教育培训，提升操作人员的安全意识，并要求其严格按照施工设计方案进行施工，从而保证公路工程的施工质量。另一方面，操作人员需要全面了解机械设备，包括机械设备的组成结构、工作原理等，促使操作人员能够根据设备的运行状态了解设备是否存在问题，从而为后续设备维修及养护工作奠定坚实的基础[3]。

3.2 合理进行组织调度

建设中需要加强对设备使用情况的控制，并根据当地的气候、海拔、温度、湿度特点合理调控设备的运行时长，从而保证筑路机械设备的使用寿命。一方面，需要加强对筑路机械设备的管理，要求相关人员记录好设备的型号、使用部位、使用数量等内容，并做好存储工作，以便为后续的维修及养护工作提供参考。另一方面，应定期检查设备，发现设备存在问题应及时进行检修。如果设备已经无法为公路工程提供价值则需要立即淘汰，并按照要求引进新设备，以免影响公路工程的正常进行。

3.3 为筑路机械施工提供良好的运行条件

筑路机械质量是保证公路工程正常进行的基础，也是保证公路工程施工质量及筑路机械设备运行安全性与稳定性的首要条件。因此，为筑路机械提供良好的运行条件是十分重要的。首先，由于公路施工普遍在室外环境进行，筑路机械设备很容易受温度、湿度、降雨量等因素的影响造成损坏，因此需要建设单位根据当地的气候条件及气象预报合理安排筑路机械的作业时间。其次，由于施工中很容易出现设备故障问题，导致整个工程的施工进度受影响。因此需要做好筑路机械的检查工作，全面落实设备的保养及维护管理措施，确保筑路机械作业的科学性与合理性。

4 结语

综上所述，筑路机械在公路施工中是十分重要的，合理选择筑路机械并加强对其的管理与控制是保证公路工程能够顺利完成的基础，同时也是保证建筑单位经济效益的首要条件。本文以西部高原地区某公路工程为例，分析压路机和装载机的选择方法，并对其管理方法提出相关建议，以提高建设单位筑路机械的管理水平，促使公路建设项目顺利完成。