瀝青混凝土攤鋪機(jī)自動找平梁的原理分析

1、瀝青混凝土攤鋪機(jī)自動找平梁的原理分析平整度是評價高等級公路使用質(zhì)量的一個重要參數(shù)，因此平整度控制也是路面施工控制中的一個重要環(huán)節(jié)。良好的平整度水平，來自于：基底和各結(jié)構(gòu)層的穩(wěn)定性，無突變的、不均勻的沉降；各結(jié)構(gòu)層本身連續(xù)、均衡的壓實(shí)度和平整度水平，較小的變異性；施工工藝中，基準(zhǔn)面的設(shè)定，瀝青混凝土的拌和、攤鋪、碾壓，以及接縫處理 等，各個環(huán)節(jié)的精細(xì)操作。其中，如何在路面施工過程中，為攤鋪機(jī) 行走提供一個準(zhǔn)確的平整度參照系，是達(dá)到良好的平整度水平的先決 條件之一。1規(guī)范要求及施工中規(guī)定(1) 根據(jù)公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTJ032-94規(guī)定，用于鋪筑高 速公路和一級公路的瀝青混凝土攤鋪機(jī)應(yīng)：

2、具有自動或者半自動方 式調(diào)節(jié)攤鋪厚度及找平的裝置 。攤鋪機(jī)自動找平時，中、下面層 宜采用一側(cè)鋼絲繩引導(dǎo)的高程控制方式。表面層宜采用攤鋪層前后保 持相同高差的雪橇式攤鋪厚度控制方式 7沈大和京津塘等高速公路 也正是按此程序控制的。(2) 美國瀝青協(xié)會路面鋪裝手冊中提出，如果下面層已經(jīng)非常接近 容許誤差，走雪撬也可以提供出光滑的面層。在滬寧高速公路的路面 施工實(shí)踐中，通過詳盡的調(diào)查分析和比較后，認(rèn)為：在高等級公路施 工中，及采用進(jìn)口攤鋪機(jī)械的情況下，攤最度較為容易控制；而高程 誤差經(jīng)底基層、基層、下面層施工，已相對消除，對于中、上面層，平整度要求成為主要控制因素，高程要求相對次要；再之，一側(cè)鋼絲

3、繩的引導(dǎo)對于靈敏度相對較高的進(jìn)口攤鋪機(jī)械來說，當(dāng)然是不夠的(3)因此建議各路面施工單位：一般情況下，對于全幅攤鋪的攤鋪機(jī)， 只在基層上層和下面層攤鋪時采用兩側(cè)鋼絲繩引導(dǎo)控制方式，而中、 上面層均可采用懸浮式基準(zhǔn)梁的等厚度控制方式(即走雪撬)。這樣的施 工控制方法，不僅來源于實(shí)踐，而且基于以下分析。2原理分析(1) 采用鋼絲繩引導(dǎo)的高程控制方式，按有關(guān)規(guī)定，應(yīng)采用直徑22.5mm的鋼絲繩，200m為一段，立桿間距10m,張緊力需8001000N。假設(shè)鋼絲繩的張緊力無限大，測量設(shè)定的鐵立桿上標(biāo)高絕對準(zhǔn)確，則 由路線兩側(cè)鋼絲繩提供的基準(zhǔn)面將是上一面層的絕對標(biāo)準(zhǔn)面。但是， 實(shí)際施工過程中，鋼絲繩上所受

4、的張緊力不可能無限大，而且因兩側(cè) 路緣帶上底基層、基層已硬化成型，承受張緊力的拉力支撐桿難以設(shè) 置，規(guī)定8001000N的張緊力也不能保證；再加上路面攤鋪一天的工 作量在12km甚至更多，其每天兩條鋼絲繩的測設(shè)任務(wù)相當(dāng)艱巨； 另 外攤鋪機(jī)行走過程中引發(fā)的鋼絲繩振動難以消除，人為的觸、碰及破 壞更是難以避免，甚至可能發(fā)生因攤鋪機(jī)方向走偏，熨平板刮擠拉線 樁的情況，使以鋼絲繩引導(dǎo)的高程控制方式的準(zhǔn)確性大打折扣。(2) 采用以雪撬式控制攤鋪厚度的方式，是以下一面層為基準(zhǔn)面，在攤 鋪機(jī)行走過程中，盡力減小其傳遞到上一面層的波動及突變誤差，以 達(dá)到上一面層良好的平整度的目的。其原理類似于杠桿，即將杠桿的

5、 支點(diǎn)安置于受外界因素影響較小的新攤鋪層上，而下一層次的許多不 平整因素被梁體結(jié)構(gòu)分解、縮小若干倍，使傳感器得到一個相對穩(wěn)定 或波動幅度較小的控制信號。與上一方法比較，在下一層次的平整度 良好的前提下，走雪撬的方法顯然優(yōu)于鋼絲繩控制方法國外產(chǎn)的攤鋪機(jī)均配有自動找平梁這一配件，但是因其價格高（約人民幣35萬元左右，如美國BLOW KNOX公司的浮動找平裝置，售價 34 萬元），且原理簡單，所以滬寧高速公路路面施工單位大都采用自己加 工生產(chǎn)的自動找平梁。3結(jié)構(gòu)分析從其結(jié)構(gòu)看，單片自動找平梁主要由四個部分組成：一是前著地部分（輪 式或雪橇板），二是后著地部分（一般兩組雪橇板），三是前后的聯(lián)接橫 梁，

6、四是牽引橫架。前三個部分中各結(jié)點(diǎn)均采用可任意旋轉(zhuǎn)的軸聯(lián)接。一般前著地部分至少由4組輪子（或雪橇板）組成，其中一個輪子若遇到 高程的突變，傳遞到A點(diǎn)的高程變化僅為1/8，再傳遞到B點(diǎn)（攤鋪機(jī) 傳感儀設(shè)置處）只有1/16甚至更小，如圖2所示。即若遇到一顆2cm 的石子，傳遞到攤鋪機(jī)的反應(yīng)裝置時只有1 1.2mm,這對于攤鋪機(jī)的 平整度反應(yīng)裝置來說已微乎其微。各路面施工單位自行加工生產(chǎn)找平梁的過程中，也遇到各種問題，后 經(jīng)協(xié)調(diào)組織、相互學(xué)習(xí)取經(jīng)，均取得了滿意的效益。歸結(jié)起來有以下 幾個技術(shù)要點(diǎn)：(1) 第一部分前著地部分的輪組運(yùn)轉(zhuǎn)靈活， 輪徑一般40 50cm為宜，不 宜太小，否則其穩(wěn)定性不足；(2

7、) 第二部分后著地部分的雪橇板宜大， 一般60cmX 35cn有利于分散其 承受的重量，應(yīng)當(dāng)注意，雪橇板上的支點(diǎn)應(yīng)略向后置，使其在行走過 程中不致栽頭，向引起新鋪路面上的深溝滑痕；(3) 第三部分前后聯(lián)接的橫梁長度一般 1012m，剛度要大，但其重量 變適中，因攤鋪機(jī)的傳感儀觸頭與橫梁為線接觸，橫梁撓度的振動將引起傳感儀上得到上下波動的信息；而且因其重量由前后兩個著地點(diǎn) 承擔(dān)，特別是后著地部分，若承擔(dān)的份量過重，對已鋪新路面的平整 度不利；第四部分牽引裝置為一橫架，其連接攤鋪機(jī)側(cè)壁和找平梁的前端主 體，在攤鋪機(jī)行車過程中與攤鋪機(jī)形成一個整體，需要有良好的剛度，防止振動(搖蕩)前進(jìn)的情況發(fā)生；(5)就整體而言，整個自動找平梁的各結(jié)點(diǎn)及輪軸應(yīng)摩擦力小，利于靈 活運(yùn)轉(zhuǎn)；材料可選用輕質(zhì)材料，若選用 23mm厚的鋼材加工成矩形 截面梁體也可以，并且結(jié)構(gòu)型式上參照桁架的設(shè)計(jì)方法，配以斜撐固 定，加強(qiáng)其剛度，減少其中因自身振動引起的誤差