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大型摊铺机

从级配开始,水稳、沥青都采用中大设备,抗离析、大宽度摊铺的质量、效益分析

从级配开始,水稳、沥青都采用中大设备,抗离析、大宽度摊铺的质量、效益分析



从级配开始,水稳、沥青都采用中大设备,抗离析、大宽度摊铺的质量、效益分析


     在公路工程建设中,一次性摊铺宽度在12m以上时,比较普遍的施工方法是采用2台同型号的摊铺机进行梯队连铺作业。但是结合部普遍存在粒料滚落,下层大粒料多,上层大粒料不足的现象,造成双机结合处纵向离析。传统摊铺机受功率,输料槽的宽度、高度限制,使物料不能满埋料槽输料,又会产生横向离析。随之而来的接缝问题,也成了路面的薄弱环节。

    有没有一种方法或者一种设备可以打破传统,使得路面的摊铺材料可以密实均匀分布,减少离析,还可以整体大宽度大厚度摊铺,使得路面没有纵向接缝,成一个整体板块,增加路面使用寿命?还可以省时省力?

    答案是有,中大的抗离析,大宽度摊铺工艺和摊铺设备做得到。


一、中大抗离析大宽度摊铺和传统并机摊铺技术对比分析

1、双机并铺无法消除接缝

    接缝是路面工程的薄弱处。处理好接缝是保证路面质量的一个关键点。

双机并铺接缝的技术不足之处有:

    1)传统并机摊铺会产生一条自始至终的纵缝,而这条纵缝正好在行车道重车的左轮附近位置。经过对运营高速的大量调查,此处早期破坏最为严重。

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    2)前机沿纵缝下沿会形成大料滚落带,形成滚落离析。后机铺过时,或能掩盖,压实度肯定不足,形成质量病害。或搭接不够,后机也形成大料滚落离析,二者重叠,形成明显离析带。压实度更不能达到要求。




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    3)后机与前机搭接处重复振捣和塞料,使搭接处初始密实度偏高,压路机碾压时在此形成了一个硬支点。一会造成此处压不下去标高偏高,二会造成因其支撑钢轮,二侧会形成二条无有效碾压带,压实度不能满足要求。


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    而中大的抗离析大宽度摊铺其宽度可从9m-20米,单机整幅摊铺可以彻底消除纵缝。并且发动机超大功率,液压元件超大排量,传动系统超大扭矩,通过超级满埋螺旋、二次搅拌、均匀输料和布料,有效克服横向、竖向、纵向、片状、温度离析,实现了抗离析、超宽度、超厚度、高均匀度、高平整度、高密实度、高效率、多功能摊铺作业。




2、双机并铺无法保证横坡成一字坡

    理论上只要测量精确、摊铺机稳定、下承层平整度和横坡度良好,双机并铺的横坡度是能保持一致的,横坡形成一字坡。但是因为下列客观因素,两台摊铺机摊铺的横坡几乎不能完全保持一致,横坡成为折线,或为人字坡或为V字坡。

    1)铝合金梁的支架点桩号不准确,会导致在纵坡段计算标高误差;


    2)铝合金支撑点不能提前测量,施工时测量受运输车、摊铺机、往来人员的影响,测量环境差易造成视差;


    3)架设铝合金时,测点用小钢尺或直尺,易产生测量误差。


    4)6米长铝合金挠度、和铝合金变形形成沿纵缝标高误差。


    5)后机传感器在摊铺层上滑行传感效果不如在钢导线上传感效果会产生偏差。

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    而中大抗离析大宽度整铺不需要在中间架设铝合金梁,仪器也是非接触式仪器,熨平板是一个刚性整体,横坡会成完整的一字坡,不会形成人字坡或V字坡。

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二、 中大摊铺机和传统摊铺机经过时间验证后的质量对比

    1.左侧图为安楚高速7标中大摊铺机抗离析大宽度摊铺通车9年后路面,右侧图为云南安楚高速X标进口摊铺机并机摊铺通车6年后路面


    2.左侧图为南昌西外环高速1标中大摊铺机抗离析大宽度摊铺雨后路面,右侧图为南昌西外环高速X标进口摊铺机并机摊铺雨后照片




    3.左侧图为广东佛山一环2标中大摊铺机抗离析大宽度摊铺通车5年路面,右侧图为广东佛山一环X标其他摊铺机三机并铺通车5年路面


    4.左侧图为安徽铜汤高速2标中大摊铺机抗离析大宽度摊铺通车4年后路面,右侧图为安徽铜汤其他摊铺机并机摊铺通车4年后路面


    5.左侧图为陕西蓝商高速3标中大DT1600摊铺机全幅摊铺通车2年路面,右侧图为陕西蓝商高速X标其他摊铺机并机摊铺通车2年后路面


    6.左侧图为连霍高速郑州段4改8全线采用中大摊铺机摊铺通车4年路面,右侧图为京港澳高速某段4改8进口摊铺机并机摊铺通车2年后路面


    7.左侧图为常吉P6标采用中大摊铺机抗离析大宽度摊铺通车5年后路面,右侧图为常吉PX标采用进口摊铺机并机摊铺通车3年后路面


    8.左侧图为江西九景高速其他标中大摊铺机抗离析大宽度摊铺通车5年后路面,右侧图为江西九景高速PX标进口摊铺机并机摊铺通车3年后路面


    如果从级配到水稳层再到沥青层都采用中大抗离析大宽度摊铺,既省钱又能延长路面寿命,其经济效益不可估量。现在我们对单机整幅摊铺与传统双机并铺的经济效益分析如下。


三、抗离析大宽度摊铺和传统并机摊铺经济效益对比分析

    1.在技术对比分析中,我们知道,双机并铺中缝基本都会形成人字坡(驴脊梁),或V字坡(驴塌腰)。我们就人字坡(驴脊梁)和V字坡(驴塌腰)进行常规的经济分析。

    为了使经济分析更合理,我们沿着先按设计要求分析,再按规范验收标准修正的方法来修正。

1)水稳上基层人字坡(驴脊梁)的经济分析

    按设计要求,水稳上基层结束后,要保证沥青层的厚度,就应该保证中缝处下面层的沥青厚度,因为如果下面层厚度不够用中面层来补,经济上是不合理的。(如下图)

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    为了保证厚度检测合格,就必须把“驴脊梁”形成的两个黑三角(沥青混合料填补区)用下面层沥青混合料填补。由于边线走导线,理论上两边的标高满足设计要求,那么,中间“驴脊梁”的水稳量属于赘量。这样每断面浪费的工程量为:水稳量+沥青混凝土量,水稳量或沥青混凝土量可简化计算为:

    S△=CD*h/2 CD—路宽 h—人字坡高度

    CD—双向四车道取11.5m;

    h—根据我们对15678个数据进行正态分布,h宜取6.9mm;

    S△=11.5*0.0276/2=0.159 m²

按双幅每公里进行计算:

    V沥=0.159m²*2000m*720元/m³=228960元;

    V水稳=0.159m²*2000m*120元/m³=38160元;

    V总=V沥+V水稳=267120元;

2)沥青面层人字坡的经济分析

    A.如果沥青面层依然用双机并铺,而且在下面层不进行横坡产生的缺陷V字坡与人字坡调整,将会把基层的缺陷V字坡与人字坡传递到中面层,那就是用中面层的银子(我们常用下面层是铜、中面层是银、上面层是金来形容沥青混合料的价值高)贴补下面层的铜。

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    V沥=0.159 m²*2000m*820元/m³=260760元;

    V水稳=0.159 m²*2000m*120元/m³=38160元;

    V总=V沥+V水稳=298920元;

    B.如果中面层不进行横坡产生的缺陷V字坡与人字坡调整,为了保证上面层的横坡度和平整度,那就得用上面层的黄金补贴下面层的铜了。

    V沥=0.159 m²*2000m*1020元/m³=324360元;

    V水稳=0.159 m²*2000m*120元/m³=38160元;

    V总=V沥+V水稳=362520元;

3)水稳V字坡经济分析

    V字坡与人字坡的不同之处为,只需用沥青下面层填补倒三角形△AEB,

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S△AEB=0.159 m²

按双幅每公里进行计算:

V沥=0.159 m2*2000m*720元/m³=228960元;

从验收标准来分析,主要有二个影响因素:

    ① 利用充分利用验收标准的下限来弥补。由于双机并铺形成人字坡或V字坡没有规律,如有规律就可控了。那么控制下限的难度,比单机整铺形成一字坡控制的难度大得多。

    ② 验收取芯点位的随机性。这种随机性往往被取中心点的可能性极低的表象掩盖。因为我们调整不是全幅等厚增加,而是三角形渐变,在取芯点处,我们也只是应该调的合理厚度。如果不调,在吃下限。那么下限的调就没有意义了。

    因此,利用验收标准下限和取芯的随机性不但不会抵消双机并铺形成的V字坡与人字坡的浪费,反而增加了有计划的控制验收标准下限的难度。

2、平整度对厚度控制的影响

    我们对厚度的控制,是指对沥青面层厚度的控制,是根据规范验收标准极值和代表值来控制的。

    控制极值是控制的底线,控制代表值才能真正反映厚度控制的能力。厚度代表值为厚度的算术平均值的下置信界限值,我们知道代表值的计算公式为:

厚度代表值=厚度平均值-{ta×(s)/(√n)}

Ta--保证率系数,可以理解为常数。

S—标准差(均方差);s=√∑(ki2-k2)/(n-1)

    而标准差是反应一组数据离散程度最常用的一种量化形式,是表示精密确的最要指标。在沥青路面厚度控制中它反应当平整好时,标准差便小,当标准差为零时,代表值=平均值。当平整度不好时,你必须要提高平均厚度来保证代表值满足验收标准。

    因此,只有在平整度良好的情况下,才能有效的追求厚度控制的下限。

    我们知道,每一区间的路面平整度以该区间测定结果的标准差表示的,而平整度测定是用连续式平整测定仪(或其他常规方法)进行测定,连续式平整度测定仪测定后,可按每250px间距采集的位移值启动计算:100m计算区问的平整度标准差,还可记录测试长度、曲线振幅大于某一定值(3mm、5mm、8mm、10mm等)的 次数、曲线振幅的单向(凸起或凹下)累计值及以3m机架为基准的中点路面偏差曲线图,并打印输出。当为人工计算时,在记录曲线上任意设一基准线,每隔一定距离(宜为1.5m)读取曲线偏离基准线的偏离位移值di 。
    下面我用3m机架为基准的中点路面偏差曲线图来模拟量化计算平整度对厚度的影响量。

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    以沥青面层厚度500px为例进行计算分析:

    当平整度为0时,代表值=平均值;

    下限可按减少5%*200mm=10mm控制,即475px控制,1公里可节省沥青混合料0.01*11.25*1000*720*2=162000元;

    当平整度为1mm(s=1)时,代表值=平均值-t*a*s/√n

    ≈平均值-0.47331*s≈平均值-0.47331mm

    那么下限可按减少5%*200-0.47331=9.52669mm;

    由此可知,平整度每增减1mm,,1公里按下限可控制成本增减为:

    0.0004733*11.25*2*1000*720=37656元;


四、中大抗离析大宽度摊铺和传统并机摊铺经济效益实例对比分析

    由于水稳层平整度不好形成“驴脊梁”,铺沥青时用大量沥青料来填补,俗称“用黑金补沙子”。


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    实例一 贵州某高速由于水稳层平整度不好形成“驴脊梁”“驴塌腰”,铺沥青时用大量沥青料来填补,俗称“用黑金补沙子”。

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    实例二 云南大丽高速最初用进口摊铺机并机分层摊铺的水稳层,沥青下面层取芯厚度差别很大

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    实例三 全国七个省多条路并机与整幅摊铺数据比较

        其他摊铺机并机摊铺平整度数据测量

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中大摊铺机单机摊铺平整度测量数据




江西大广高速平整度测量总结:

    测量PX标并机(其他传统进口摊铺机),摊铺沥青,

    1.横向驴脊梁测量多处均相差较大正负相差3cm,雨后渗水明显。渗水位于主车道轮胎碾压处,是造成路面早期坑洞、车槽、裂纹的原因。

    2.面层纵向测量15米多点高低相差4mm左右平整度差。

    3.厚度3层要求是22cm,测量取芯2处为23.2cm和23cm,如按高1cm计算,宽度15.2米,单幅长19km,

    19000米*2*15.2米*0.01米=5776立方米,

    5776立方米*2.43吨/立方米*500元=7017840元。

    可看出费料严重,而P2标中大单机摊铺光滑如镜,测量横坡差2mm.

    总结:水稳层平整度好可节省大量的沥青料

结语:

        从级配开始,水稳、沥青都采用中大摊铺机抗离析大宽度整幅摊铺,不但外观看有较好的效果,而且从数据分析,纵向、横向平整度俱佳,芯样厚薄误差小,减少了浪费,节约了成本。从路面投入使用多年后的效果,以及经济效益方面来看,中大抗离析、大宽度单机整幅摊铺越来越成为追求高质高效的路面施工单位的首选,而且一旦使用,便长期合作。

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