1、公路工程机械化施工与管理主讲：曹源文教授第四章第四章 路面基层（底基层）施工路面基层（底基层）施工本章要点：n稳定土拌和机作业特点 ；n稳定土厂拌设备作业特点 ；n稳定土摊铺机作业特点 ；n碎、砾石基层（底基层）施工 ；n稳定土基层施工。 路面基本知识路面基本知识 沥青上面层 沥青中面层沥青下面层 基层(承重层) 垫层 土基41 稳定土拌和机作业特点n稳定土拌和机：是一种直接在施工现场将稳定剂与土壤或砂石均匀拌和的专用自行式机械。n应用：修筑路面底基层；在中、低等级公路施工中，用于修筑路面的基层或面层；完成就地破碎再生作业。 图41 稳定土拌和机 一、稳定土拌和机分类 1、按行走装置：履带式和
2、轮式；2、按移动形式：自行式（专用底盘）、悬挂式（定型批量生产的拖拉机）和拖式（拖拉机为牵引车）三种； 3、按动力传动形式：机械传动、液压传动、机 械液压传动；4、按工作装置（转子）：后置式和中置式； 5、按切削土层方向（即转子旋转方向）：可分 为正转和反转两种。 图图4-2 稳定土拌和机分类稳定土拌和机分类a履带式；履带式；b轮胎式；轮胎式；c自行式；自行式；d拖式；拖式；e悬挂悬挂式；式；f后置式；后置式；g中置式中置式图4-3 拌和转子工作原理图1-刀具；2-罩壳；3-转子； 4-切屑；5-堆集物料；6-地面正转：转子刀头由上向下，入土后的运动方向与前进方向相反反转：转子刀头由下向上，入
3、土后的运动方向与前进方向相同二、工作装置组成及工作原理1、工作装置：转子、刀具、罩壳等 。图图4-4稳定稳定土拌和机转子及罩壳结构示意图土拌和机转子及罩壳结构示意图 1-后斗门；2-后斗门开启油缸；3-刀片；4-转子罩壳；5-压板；6-刀盘；7-转子轴；8-前斗门；9-深度调节垫片 (1) 转子作用：用来切削土壤并将其与结合料均匀拌和。(2) 罩壳作用: 构成稳定土拌和室，以便在其中进行粉碎与拌和作业。 拌和材料飞溅到罩壳上，可起到二次破碎及拌和作用。 防止拌和材料飞溅而伤害人。 对拌和好的稳定土层进行刮平整形。2、工作原理 正转时高速旋转的刀具切下土屑抛向罩壳一次破碎碰撞罩壳壁一部分土壤颗粒
4、被粉碎一部分土壤颗粒再次与刀具相碰再次受到转子刀具的冲击、切削二次破碎在罩壳后壁下面C区形成圆形土堆刮平、整形具有一定厚度，表面平坦的稳定土带层。 三、使用技术与要求 1 、购置时的功率选择。 2 、考虑影响土壤破碎程度和拌和均匀性的因素：n土壤破碎程度：进距S、切削角、切削速度n拌合均匀性：进距S 、切削角 3、确保配套机械的完好率 。 4、选择合理的施工路段 500m1000m 。 5、选择合理的拌幅 0 。 6、转子正、反转的选取。 7、正确选择工作速度、保持工作速度的恒定全液压传动。 42 稳定土厂拌设备 n稳定土厂拌设备是路面工程机械的主要机种之一，是专用于拌制各种以水硬性材料为结合
5、剂的稳定混合料的搅拌机组。n广泛用于公路和城市道路的基层、底基层施工，也适用于其它货场、停车场、机场等需要稳定材料的工程。n高等级公路基层必须使用厂拌设备。 一、稳定土厂拌设备分类 1 生产率：小型（生产率600t/h）2 拌和工艺：非强制跌落式（自行跌落式） 强制间歇式 强制连续式 3 布局及机动性：移动式部分移动式固定式 二、设备组成与工艺流程 4-6 稳定土厂拌设备总体布置示意图1-配料斗；2-皮带给料机；3-小粉料仓；4-粉料筒仓；5-斜置集料皮带输送机；6-搅拌机；7-平台；8-混合料储仓；9-溢料管；10-堆料皮带输送；11-自卸汽车；12-供水系统；13-控制柜；14-螺旋输送机
6、；15-叶轮给料；16-水平集料皮带输送机1、基本组成n集料配料装置：配料料斗、配料给料机、斗架、水平集料皮带输送机； n结合料配给装置：粉料筒仓、螺旋输送机、小粉料仓；n斜置皮带输送机：n水供给系统：水箱、水泵、三通阀、节流阀、流量计、管路； n搅拌机：双卧轴强制连续式； n混合料储仓：立柱、料斗、启闭斗门 机构；n控制系统：电源、各执行电器元件及电器显示系统 。 2、工艺流程n利用装载机上料；n对各种骨料按施工要求的配合比进行配料；n用气动力输送装置把结合料（水泥或石灰）输送到粉料储仓中；n通过计量系统进行配料；n由皮带输送机输送到搅拌机中；n供水；n进行拌和；n卸入料仓；n装车运往施工工
7、地。三、使用技术与要求1、 厂拌设备的正确使用（1）选好配套设备；（2）熟练的操作人员：2名；（3）容易出现的问题：n皮带跑偏n供料不畅或中断n搅拌器叶桨脱落皮带跑偏（1）造成皮带跑偏的因素：n张力沿带宽分布不均；n物料偏心堆积；n机架变形；n托辊轴承损坏。（2）调整方法：n调整左右对称的张紧螺杆；n安置调心托辊。图图4-84-8稳定土厂拌设备皮带输送机简图稳定土厂拌设备皮带输送机简图 1-拉紧螺杆；2-从动滚筒轴承座；3-从动滚筒；4-槽型托辊；5-空段清扫器；6-下平托辊；7-输送带；8-槽型调心托辊；9-调心下平托辊；10-电机；11-联轴器；12-减速机；13-链条；14-主动滚筒；1
8、5-主动滚筒轴承座；16-弹簧清扫器n现象：斗内物料结拱n改善方法：装仓壁振荡器供料不畅或中断图4-9 WCB200型稳定土厂拌设备配料机1-加高舷板；2-料斗；3-斗架；4-斗门调节器；5-集料皮带机；6-加高支腿；7-振荡器2、成品料的生产技术（1）原材料的管理n原材料的质量、储存、数量足够（2）搅拌混合料的管理n物料计量控制技术。电子皮带秤：动态精度0.5，定期进行校验；n随机抽取样品进行均匀性检验n混合料的含水量要求4-3稳定土摊铺机作业特点n概念：稳定土摊铺机是在路面基层施工时，按施工要求的宽度和厚度将稳定土厂拌设备生产的稳定土摊铺，同时使摊铺层达到一定平整度、压实度的机械。n应用：
9、路面基层施工河南郑州登封河南郑州登封一、稳定土摊铺机的分类1、 按行走装置：履带式、轮胎式 2 、按使用场合：专用式、多用式 二、基本组成及工作原理 1、基本组成：主要由动力系统、传动系统、行走系统、液压系统、电气系统、输分料系统、熨平板、自动找平系统等组成。 图4-7 稳定土摊铺机组成简图1-发动机；2-方向盘；3-侧臂提升油缸；4-侧臂；5-熨平器；6-振捣器；7-螺旋摊铺器；8-履带；9-刮板输送器；10-推滚；11-料斗；12-闸门2、工作原理n料斗接受自卸卡车的混合材料，通过左右输送刮料板将料斗内混合料刮送至熨平板与机身后板之间的分料槽内，再由左右分料蜗杆将分料槽内混合料沿摊铺机宽度
10、均匀分配，然后由熨平板将混合料按规定的厚度进行熨平、压实，以获得道路所需的平整度和几何尺寸。 轮胎式摊铺机工作过程简图1控制台；2一方向盘；3一悬挂油缸；4侧臂；5一熨平器调整螺旋； 6一熨平器； 7一振捣器；8一螺旋摊铺器；9一驱动轮；10刮板输送器； 11一方向轮；12一推滚；13一料斗；14闸门三、使用技术与要求n调整找平开关使熨平板底成13的仰角，n打开左右输分料开关，进行送料，n待分料槽中的混合料高度至其约3/4的高度时，挂档摊铺，n实际摊铺厚度由自动找平油缸来调整。4-4 碎、砾石基层（底基层）施工一、碎、砾石基层（底基层）材料质量要求1 、级配碎石基层：粗、细碎石石屑粗、细碎石石
11、屑 （碎石的压碎值 ） ：高速公路和一级公路基层：不大于26%；一级公路底基层、二级公路基层，不大于30%；二级公路底基层及二级以下公路基层，不大于35%；二级以下公路底基层，不大于40%。一、碎、砾石基层（底基层）材料质量要求2、 级配砾石基层：粗、细砾石砂 （砾石的压碎值）：n高速公路及一级公路底基层或二级公路基层，不大于30%；n二级公路底基层或二级以下公路基层，不大于35%；n二级以下公路底基层，不大于40%。 一、碎、砾石基层（底基层）材料质量要求3 、填隙碎石基层：粗碎石 石屑 （压碎值要求）：n用作基层，不大于26%；n用作底基层，不大于30%。二、施工方法及施工质量控制 1 、
12、级配碎、砾石基层（底基层）施工 1） 路拌法施工 2）厂拌法施工 施 工 放 样准 备 下 垫 层运输和摊铺未筛分碎石洒水、湿润碎石运输和撒布石屑拌和并补充洒水未筛分碎石和石屑在碎石场加水湿拌运到现场摊铺补充拌和、洒水运输和摊铺主要集料运输和摊铺掺配集料洒水、拌和整 形碾 压必要时洒水图48 级配碎石、砾石基层（底基层）施工流程a级配碎石；b一级配砾石 a a b例1：典型路面弯沉实验n概况概况 本路段位于登封市公路局辖区范围内，所调查的里程 桩号为K716+050K717+050和K726+750K728+000两 段，全长2.25公里。目前已使用一年，实测日平均混 合交通量为11982辆。
13、n路面结构与材料路面结构与材料 底基层为15cm级配碎石；基层为6%用量325#普通硅酸 盐水泥稳定级配碎石，n基层施工基层施工 基层开始施工日期为1999年5月10日，持续时间为40天，施工期间平均温度为25C。实际水泥用量为5.0%。用200t/h稳定土拌和机拌和，摊铺机摊铺，1215吨、1821吨、1828吨压路机混合碾压6遍。基层实测含水量为7.4%，比最佳含水量高1.4%。基层压实度95.5%，七天龄期的抗压强度为2.58MPa。n路面检测结果路面检测结果 弯沉检测2000年2月3日共100m进行弯沉检测，调查结果如表所示加弯沉图片例2：陕西省铜川市弯沉实验n施工时间：施工时间：20
14、022002年年9 9月中旬；白天最高气温：约月中旬；白天最高气温：约3030；n实测坍落度：实测坍落度：1717mmmm。厂拌法施工 材料拌制摊铺碾压接缝处理接缝处理n 横向接缝横向接缝。用摊铺机摊铺混合料时，对于摊铺机当天未压实的混合料，可与第二天摊铺的混合料一起碾压，但应注意此部分混合料的含水量。必要时，应人工补洒水，使其含水量达到规定的要求。n 纵向接缝。纵向接缝。应避免产生纵向接缝。如摊铺机的摊铺宽度不够，必须分两幅摊铺时，宜采用两台摊铺机一前一后，相隔约58 m同步向前摊铺混合料。在仅有一台摊铺机的情况下，可先在一条摊铺带上摊铺一定长度后，再开到另一条摊铺带上摊铺，然后一起进行碾压
15、。三、主要施工机械配备及对机械的技术要求 n拌合设备：高速公路、一级公路路面基层施工应使用强制连续式拌和机。n摊铺机：使用多功能沥青混凝土摊铺机进行摊铺。n压实设备：工作量、铺层厚度、材料种类、公路等级、施工现场条件等进行选择。45 稳定土基层施工 一、稳定土基层（底基层）材料质量要求 1、水泥稳定类基层 各集料和土能被经济地粉碎，满足一定级配要求，便于碾压成型，并应满足相应指标要求。 2、石灰稳定类基层 对于集料和土的一般要求与水泥稳定类基层相同，石灰质量应符合三级以上消石灰或生石灰的质量要求。 二、施工方法及施工质量控制施 工 放 样准 备 下 承 层摆 放 和 摊 铺 石 灰洒 水 预
16、湿粉碎土或运送、摊铺经预定定时间补 充 洒 水、拌 和整 形碾 压接 缝、调 头 处 处 理养 生图410 石灰稳定土基层施工流程 （l）接缝和“调头”处的处理 工作段搭接部分，采用对接形式。前一段拌和后，留58 m不进行碾压，后一段施工时，将前段留下未压部分，一起再进行拌和。拌和机械及其它机械不宜在已压成的石灰稳定土层上调头。（2）纵缝的处理 尽可能避免纵向接缝，必须分两幅施工时，纵缝必须垂直相接，不应斜接。（3）路缘处理厂拌法施工 备料拌制运输 摊铺碾压横向接缝处理纵向接缝处理养生及路线处理 。（二）水泥稳定土基层的施工 路拌法施工 厂拌法施工 石灰稳定土与水泥稳定土施工工艺区别石灰土水物
17、理化学性质变化凝固在一起石灰水不产生化学反应水泥水水化反应水化产物凝固在一起2 中心站集中拌和（厂拌）法施工 n施工方法与石灰稳定土厂拌法施工基本相同。n注意事项注意事项：在摊铺过程中，如中断时间已超过23 h小时，又未按横向接缝方法处理，则应将摊铺机附近及其下面未经压实的混合料铲除，并将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端，挖成一横向（与路线垂直）垂直向下的断面，然后再摊铺新的混合料。 5-1 水泥混凝土路面施工水泥混凝土路面具有承载能力大、稳定性好、使用寿命长、日常养护费用少等优点，是高等级、重交通公路路面的主要类型之一。 水泥混凝土路面，主要包括素混凝土、钢筋素混凝土、钢筋混凝土、连续
18、配筋混凝土、预应力混凝土、装配混凝土、连续配筋混凝土、预应力混凝土、装配式混凝土、钢纤维混凝土式混凝土、钢纤维混凝土等面层板和基（垫）层所组成的路面。特点 ：优点： 不足：1 刚度大、强度高、板体性好。 8 接缝多。2稳定性好。 9 对超载敏感。3 耐久性好。 10 不能立即开放交通4 抗侵蚀能力强。 11 修复困难。5养护费用少。 12 噪声大。 6抗滑性能好。7有利于夜间行车。51 水泥混凝土搅拌站和拌和作业一、拌和设备： 搅拌机 自落式 搅拌楼 强制式二、拌和：1、计量要准确：水和水泥1；骨料3%；外加剂2%。2、投料顺序和搅拌时间：骨料水泥砂子 砂子水泥骨料3、正式搅拌前，先进行清理。
19、三、水泥混凝土拌和机生产率tGKQB60 Q水泥混凝土拌和机生产率，m3/h； G拌和机每次卸下水泥混凝土，m3； KB时间利用系数； t拌和机拌合一次所需时间，min； 其中：321tttt52 搅拌输送设备与输送作业一、水泥混凝土搅拌输送车一、水泥混凝土搅拌输送车1 1、概述、概述混凝土搅拌输送车，是运送混凝土的专用设备。适用于道路、机场、水利等大面积的工程施工及特殊工程的机械化施工中运送商品混凝土。特点:在运量大、运距远的情况下，能保证混凝土的质量均匀。2 2、输送方式：输送方式：（1）新鲜混凝土输送 ；（2）半干料搅拌输送；（3）干料搅拌输送；（4）搅拌混凝土后输送。二、水泥混凝土输送
20、泵1 、特点和分类n是输送混凝土的专用机械，它配有特殊的管道，可以将混凝土沿管道连续输送到浇筑现场。n输送距离：沿水平方向能达205300 m ，沿垂直方向可达40 m 。n适用于大型混凝土基础工程、水下混凝土浇灌、隧道内混凝土浇灌、地下混凝土工程、以及其他大型混凝土建筑工程等。特别是对施工现场场地狭窄，浇筑工作面较小，或配筋稠密的建筑物浇筑，混凝土泵是一种有效而经济的输送机械。 n按转移方式可分为固定式、拖式、汽车式等。n按混凝土泵的构造和工作原理可分为活塞式、挤压式和风动式。 5-3 水泥混凝土摊铺机与摊铺作业一、摊铺设备：轨道式和滑模式 二、摊铺工艺：图511 六步连续铺路法示意图1螺旋
21、摊铺器；2一刮平板；3一内部振捣器；4外振捣器；5一进料控制板、成型盘和侧板；6一定型盘和侧板三、生产率计算： 式中： b摊铺带的宽度，m； h摊铺层的厚度，m； v摊铺机的行驶速度，m/h。 是以每小时摊铺的水泥混凝土体积（m3/ h）来计算的：bvhQ 5-4水泥混凝土路面施工一、机械的选型与配套滑模式摊铺机施工各工序可选用机械 1、 主导机械选型 n混凝土拌和机械作为第一主导机械，n混凝土摊铺机械作为第二主导机械。n在机械选型时，应首先选定主导机械，然后根据主导机械的技术性能和生产率，选配配套机械。n应考虑的问题： 满足施工质量和进度的要求； 现阶段工程单位的技术人员素质、管理水平； 施
22、工单位的购买能力。2、配套机械的选择n主要包括：运输混凝土的车辆 、养生剂喷洒器、切缝机、灌缝机、洒水车、移动发电机、装载机、水泵、移动电站等。 n配套机械应考虑的问题： 保证主导机械充分发挥其最大效率； 配套机械的类型和数量尽可能少。3、机械的合理配套n拌和机与摊铺机、运输车之间的配套情况 ；n当摊铺机和拌和机的生产率确定后，车辆在整个系统内的配套实质上是车辆与拌和机的配套。n车辆的配套问题可以应用排队理论，找出合理的配套方案。 二、混凝土搅拌与运输n1、搅拌：品质、搅拌能力、可靠度、效率、经济性等n2、运输：运距： 5km 用搅拌输送车机械化施工： 坍落度5cm，搅拌汽车，不得超过1.5h
23、3、卸料n直接卸到基层上，尽可能均匀。n自卸汽车不得进入路面铺筑范围，需有可供汽车行驶的车道。三、摊铺、捣实、成型 1、由螺旋摊铺器把堆积在基层上的水泥混凝土向左右横向铺开，2、刮平板进行初步刮平，3、然后振捣器进行捣实，4、振捣后整平、成型，形成密实而平整的 表面。四、防滑、养生、表面修整n防滑处理（拉毛机）n养生：使混凝土板在开放交通前具备足够的强度和质量。 防护层湿润期 湿治养生 保证凝固层的蓄能期 终结期 喷洒成膜材料n普通硅酸盐水泥：14dn早强水泥：7dn中热硅酸盐水泥：21d 表面修整n整平：整平机（VOGELE）n精光：精细修整（C450X）n纹理制做：防滑处理（切槽机）图51
24、4 滑模式摊铺机施工时的施工机械组合1摊铺机；2一钢筋网格平板车；3一混凝土运输车；4一混凝土摊铺机；5一养护剂喷洒机；6一切缝机； 例：铺筑加筋混凝土路面 第六章 沥青路面施工 n采用沥青材料作结合料，粘结矿料或混合料修筑面层的路面结构。 优点： 不足：1 具有良好的平整度。 5 温度稳定性不理想。2 较高的密实度、空隙率小， 6 易被履带车辆和 不透水，耐久性好。 尖硬物体所破坏；3 耐磨、不扬尘。 7 表面易被磨光而影4 震动小、噪声低、 响安全。 略有弹性、平稳舒适。6-1沥青加热设备与作业特点一、类型和作用n类型：根据加热方法不同，分为明火直接加热、中压水加热、导热油加热、太阳能加热
25、、红外线加热。n作用：将沥青储仓（罐）中的固体加热，使其熔化、脱水并达到要求的工作温度。二、基本组成、工作原理及使用特点1、中压水加热间接加热大中型固定式 沥青库的沥青加热 图62中压水加热系统示意图1注水泵；2阀门；3过滤器；4循环泵；5加热炉；6加热管路；7压力表；8、11温度计；9三通阀；10用热设备 2、导热油加热 图63导热油加热系统图a吸出式（常压式）; b注入式（压力式）1导热油加热炉；2热油泵；3热负荷；4膨胀槽n使用方便、加热柔和、升温均匀速度快、热效率高、易于自动控温广泛。3、太阳能加热213图64平板集热式太阳能加热器原理图1集热窗；2沥青；3保温层4、红外线加热 图65
26、红外辐射间接加热原理图1加热容器2进出轨道3隔热箱体4板式红外辐射元件5蒸汽出口5 、沥青脱桶装置 图66 导热油加热式沥青脱桶装置结构简图1上桶机构；2一沥青加热室；3一导热油加热管；4沥青脱水器；5一沥青脱桶室62 沥青洒布机施工一、分类：手动式、机动式和自行式。二、构造特点与洒布设备： 图68 沥青洒布结构示意图1 -沥青箱；2-操纵机构；3-动力及传动装置；4-洒布系统；5-加热系统三、沥青洒布机施工作业 1 沥青洒布机分层洒布量的确定； 2 每次洒布路段长度的确定； 3 沥青洒布机的技术使用； 4 注意事项：行驶速度 、温度 、离地高度、洒布压力 、接缝、人身安全。 四、沥青洒布机生
27、产率pHpnVKQ 式中：Qp沥青洒布机的生产率，L/d； V沥青洒布机油罐容量，L； K油罐充满系数（0.950.98）； np洒布机每班洒布次数。 63 沥青混合料搅拌设备 固定式 大型 生产率400t/h 半固定式 中型 生产率30350t/h 移动式 小型 生产率n。例1：某长路堑为软石挖方，划分为6个施工段，各施工过程及流水节拍为：凿岩爆破2d，推土机清方6d，锚杆施工2d，边坡混凝土支护4d，试组织流水作业。解：因石质松软，必须连续施工，以确保边坡稳定，宜采用成倍节拍流水作业。已知：施工段数m=6，施工过程数n=4，各施工过程的流水节拍ti为2、6、2、4d。（1）确定流水步距Kb
28、 流水节拍2、6、2、4的最大公约数为2，即Kb=2。（2）计算专业队数bj和n1 由公式8-5和8-6得 b爆=2/2=1，b推=6/2=3，b锚=2/2=1，b支=4/2=2 n1= 1+3+1+2=7个专业队。（3）计算总工期T 由式8-3得 T=（m+n1-1）Kb=（6+7-1）2 = 24d（4）绘制施工进度 41jjb施工过程流水节拍 ti专业队数 bj施工进度（d）24681012141618202224爆破21 推土63 锚杆21 支护42 123456123456142536315246四、无节奏流水施工 1.基本概念 无节奏流水(分别流水法)施工。在实际施工中，通常每个施
29、工过程在各个施工段上的工程量彼此不相等，或者各个专业工作队的生产效率相差悬殊，造成多数流水节拍彼此不相等。这时只能按照施工顺序要求，使相邻两个专业工作队，在开工时间上最大限度地搭接起来，并组织成每个专业工作队都能够连续作业的非节奏流水施工。这种流水施工组织方式，称为无节奏流水施工。它是流水施工的普遍形式。2.基本特点 (1) 各个施工过程在各个施工段上的流水节拍，通常不相等。(2) 流水步距与流水节拍之间存在着某种函数关系，流水步距也多数不相等。(3) 每个专业工作队都能够连续作业，施工段可能有间歇时间。(4) 专业工作队数目等于施工过程数目，即nl=n 。 3.建立步骤 (1)分解施工过程，
30、确定施工顺序。(2)确定施工起点流向，划分施工段。(3)计算每个施工过程在各个施工段上的流水节拍。(4)计算相邻两个专业工作队之间的流水步距。用累加数列最大差法求流水步距K，计算步骤如下：根据专业队在各施工段上的流水节拍求累加数列；根据施工顺序，相邻两累加数列错位相减；相减结果中的最大差即为所求的流水步距K。(5)确定计算总工期，按下式计算。 （6）绘制流水施工水平指示图表111)(1,njminijjtKttT例2： 某项工程划分为5个施工段，施工过程依次为A、B、C、D、E，每一个施工过程在各施工段上的流水节拍见表8-1，试组织流水作业。 解：已知 m=5，n=5。（1）求每个施工过程的流水节拍累加数列。 施工过程A：2,6,9,11,16 施工过程B：3,7,9,13,15 施工过程C：4,7,10,12,15 施工过程D：3,5,8,11,14 施工过程E：2,5,7,10,13第九章 机械化施工项目管理简介n机械化施工项目管理的内容和组织；n施工进度控制；n施工质量控制；n施工成本控制；n施工安全控制。
