王 元 白亞萍
膠輪壓路機在瀝青面層施工中通常使用在復壓過程,碾壓時(輪胎氣壓不小于0.5 MPa)將驅(qū)動輪面向攤鋪機并緊跟攤鋪機進行跟蹤碾壓,使得混合料的骨架結(jié)構(gòu)變得緊密,穩(wěn)定了混合料。碾壓路線和方向不得突然改變,壓路機啟動、停止必須低速緩慢進行。相鄰碾壓帶應重疊1/3~1/2的碾壓輪寬度。為防止混合料粘輪,膠輪壓路機可以在壓實過程中涂抹隔離劑(噴水或其他混合劑),并以不粘輪為原則并伴隨著人工擦拭輪胎表面防止瀝青顆粒粘附。等到輪胎溫度升高不再粘輪就不需要繼續(xù)噴灑了。在壓路機使用前,應仔細檢查噴水裝置,確保每一個噴水口暢通,調(diào)節(jié)裝置工作正常。在膠輪壓路機壓實2遍~3遍后,此后再用雙鋼輪振動壓路機同工藝壓實2遍,再用膠輪靜壓1遍,最后光面。
碾壓溫度的控制上,初壓溫度過高壓路機的輪跡明顯,瀝青料前后推移大,控制不穩(wěn)定;復壓溫度過高會引起膠輪壓路機粘結(jié)瀝青細料,小顆粒飛濺,影響表面級配;溫度過低,則不易碾壓密實和平整。驅(qū)動輪和轉(zhuǎn)向輪的前后問題上,如果是從動輪在前,由于從動輪本身無驅(qū)動力,靠后輪推動,因而混合料產(chǎn)生縱向推移,倒退時在輪前留下波浪紋。
由于我項目重點是對德國寶馬格BW24R輪胎壓路機的瀝青混合料小顆粒粘輪現(xiàn)象進行處理,因此本次改造方案以BW24R為基礎(chǔ)分別對以下部分進行處理:
1)結(jié)構(gòu)原理圖。
結(jié)構(gòu)原理圖見圖1。
2)結(jié)構(gòu)及功能簡述。由于該設計方案充分利用了BW24R輪胎壓路機自動間隔灑水電路系統(tǒng)和氣壓制動系統(tǒng),因此只需作適當?shù)臋C械機構(gòu)設計和局部調(diào)整便可實現(xiàn)自動定量噴灑瀝青隔離劑、定時擦除輪胎表面混合料顆粒的動作。具體設計如下所述:
a.機械部分。該部分由三個組件構(gòu)成:主軸、氣缸、隔離劑罐及附屬管道器件。主要完成一個動作:利用壓路機本身的氣泵添加一個三通管道向氣缸供氣。當打開噴水開關(guān)時,氣缸電磁閥電源接通,氣缸推動主軸,主軸聯(lián)動刷子完成壓、擦輪胎的動作。這里我們考慮到刷子壓輪胎表面的力度既不能過大也不能過小,過大導致刷子磨損太快需經(jīng)常更換,過小可能無法除去輪胎表面的混合料顆粒。我們選取φ32×10的迷你型鋁合金氣缸,經(jīng)測試壓力在50 kg~100 kg,可以滿足工作需要。另外,在選取刷子的材料時遇到困難,經(jīng)過反復試驗我們采用槽鋼中間加入輸送帶再加入一層毛氈的方法,解決了既要耐磨而且還要能適當?shù)奈搿⒋鎯m量的隔離劑,達到均勻涂滿擦除輪胎表面的工作。
b.電氣部分。該部分由三個組件構(gòu)成:氣缸電磁閥、隔離劑噴灑管道控制電磁閥1、電磁閥2。該部分完成兩個動作,說是兩個動作其實是兩個動作一氣呵成:打開噴水開關(guān),打開進氣開關(guān),調(diào)節(jié)氣壓表,使隔離劑罐里進入2個~2.5個氣壓以保證噴灑的霧化效果。如圖1,圖2所示,隔離劑管道由四個獨立的電磁閥組成,控制自動間隔定量噴灑。將原機的灑水定時調(diào)節(jié)器向右旋轉(zhuǎn)到全黑的刻度上(不間斷噴灑),此時氣缸已開始動作,刷子已壓住輪胎表面。然后打開隔離劑罐右下方的開關(guān),將灑水定時器向右旋轉(zhuǎn)一個分度,此時隔離劑將按照我們設定的時間噴灑。但是,由于原機的自動灑水定時系統(tǒng)時間間隔可調(diào)范圍過長,導致噴灑時間過量。為解決該問題,我們選購了一款高精度時間繼電器串聯(lián)在原灑水控制電路上,實現(xiàn)了二次定時定量控制噴灑電磁閥。到此為止,電路系統(tǒng)改造完畢,可以滿足路面施工需要。
c.執(zhí)行功能。由于輪胎壓路機在碾壓過程中驅(qū)動輪向前,因此本次改造只針對驅(qū)動輪部分。當輪胎壓路機在進行瀝青混合料碾壓的過程中,如果發(fā)現(xiàn)輪胎表面粘有瀝青混合料的顆粒,即刻打開噴水開關(guān)、選取適當?shù)膰姙r間及時間間隔,首先完成刷子下壓動作,然后噴灑動作開始,噴灑結(jié)束后刷子自動提起,完成一個動作循環(huán)。
圖1 結(jié)構(gòu)簡圖
圖2 動作示意圖
3)技術(shù)經(jīng)濟活動分析。該套裝置經(jīng)過我項目近期的上面層施工來看,可以滿足施工要求。該裝置制作成本較低,如果不計前期試驗耗費的話3 000元就可完成制作過程。在使用這套自動擦輪器后,正常使用中,上面層施工中輪胎壓路機后擦輪胎的職工可適當縮減(考慮到故障情況);隔離劑的用量比原來每個工作日可節(jié)省100 L左右。由于本次經(jīng)濟分析活動僅是在上面層工作中,如果考慮到下面層或中面層施工混合料的溫度和氣溫的影響,其經(jīng)濟效益會較為突出。
4)結(jié)果論證。經(jīng)過兩個多月的考察制作、安裝調(diào)試,這套裝置已在我項目開始正式使用。在初步使用中對于以下幾個問題有較好的改善作用:第一,明顯改善了擦輪胎職工的勞動強度,尤其是在炎熱的夏季瀝青面層施工中;第二,攤鋪面上人員流動減少,改善了文明施工環(huán)境,降低了安全事故隱患;第三,減少了混合料隔離劑的用量,節(jié)省了少量費用。由于使用時間較短,綜合因素考慮不完整,還有待今后改進和完善。
考慮到目前瀝青路面施工中輪胎壓路機的種類多樣性,我們無法對各種輪胎壓路機進行實驗采集數(shù)據(jù),但是根據(jù)輪胎壓路機的結(jié)構(gòu)特點及瀝青混凝土面層施工工藝和本次改造設計的原理,經(jīng)過詳細對比基本都是一樣的,針對不同的構(gòu)造結(jié)構(gòu)稍微改動一下即可滿足施工需要。
輪胎壓路機在高速公路瀝青路面施工中被普遍使用,隨著新型材料及施工工藝的變化,壓路機的噸位由以前的小噸位(10 t左右)上升到大噸位(30 t左右)。結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化,機體變得高大,目前國產(chǎn)輪胎壓路機的駕駛室的設計多會出現(xiàn)視覺盲區(qū),操作手的視線易出現(xiàn)死角,特別是倒向行駛碾壓時操作手背向駕駛易疲勞,很容易發(fā)生安全事故,特別是在壓路機驅(qū)動輪方向進行清除輪胎表面混合料顆粒的員工,以及在面層施工的實驗員、坑槽修補工人、技術(shù)員等。瀝青混合料的施工往往是高溫季節(jié),施工時間緊張,駕駛員往往由于疲勞操作或操作失誤對施工人員造成巨大傷害。
為了避免或減少由于以上問題而產(chǎn)生的安全事故,在加裝前后倒車鏡的同時,經(jīng)過周密的討論與研究,結(jié)合現(xiàn)場施工經(jīng)驗,制作出如下安全防護機構(gòu)(見圖3)。
圖3 安全防護機構(gòu)示意圖
圖3 a)為正面示意圖,兩側(cè)面1為8號槽鋼,作為主骨架支撐,走向平行于壓路機結(jié)構(gòu)方向;下方為2,3為4號角鐵,2號角鐵以防護為主也兼作臨時擦輪胎放置拖把,高度以工作人員適合拿拖把為宜,3號角鐵距地面高度保持在15 cm~20 cm之間,既方便設備轉(zhuǎn)移同時防止人員卷入,2,3號角鐵間距不宜低于30 cm,防止人員從上部傾倒;輸料皮帶4用螺栓緊固在3號角鐵面上,起緩沖作用,防止角鐵直接接觸損傷障礙物。圖3b)拐角處(1,5為斜端面銷軟連接,兩端面間設置彈簧,彈簧內(nèi)置觸點)可以設置觸點裝置6,當壓路機遇障礙物時壓力達到適當值(可調(diào)節(jié)彈簧的長度)引發(fā)壓路機內(nèi)部報警器,提醒操作手剎車,如遇到障礙物可強行推走,防止被卷入輪胎。此外,觸點可以連接到剎車的氣動開關(guān)直接將壓路機瞬間剎車,在實際的運用效果當中,瞬間剎車同時也損傷壓路機發(fā)動機及其他機構(gòu)。因此,采用強行推動障礙物并引發(fā)報警器方案較為實用。
輪胎壓路機在路面施工中被廣泛采用,同時也造成諸多隱患,以上是我們在瀝青路面施工中的一點經(jīng)驗和收獲,希望大家提出寶貴的意見。企業(yè)創(chuàng)造效益的同時也必須嚴防安全事故的發(fā)生,質(zhì)量進度與安全生產(chǎn)兩手齊抓,將為我們企業(yè)的發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。
[1] 陳 濤.高速公路瀝青路面平整度施工控制[J].山西建筑,2010,36(4):285-286.