论沥青砼路面机械化施工优化组合

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇论沥青砼路面机械化施工优化组合范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：研究机械化施工中施工机械合理配置的数学模型，以实例计算论证模型是否是正确且有效的，适用于公路路面施工工程的机械设备选型与配置，以及校核公路路面施工机械设备是否达到优化组合，同时对施工工艺提出新的见解。

关键词：公路路面；关键设备；优化组合；理论模型；施工工艺

Abstract: a study in the mathematical model of reasonable configuration of construction machinery through calculation of model is correct and effective, suitable for highway pavement construction engineering machinery and equipment type selection and configuration, and check whether highway pavement construction machinery and equipment to optimize combination, and the construction technology put forward new opinions.

Key words: road surface; Critical equipment; Optimum combination; Theoretical model; The construction process.

中图分类号：文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

1、引言

工欲善其事，必先利其器，日益发展的高速公路建设，日益提升的高品质、高性能产品的要求，预示机械化程度越发激烈，以高科技含量为突破口，追求高起点、锁定新目标、求得新发展，是我们筑路人的追求。在公路路面施工工艺中，机械设备是完成各项工程施工的主要工具，是确保工程质量和安全生产、加快工程进度、提高经济效益、改善劳动条件、降低工程成本的重要技术装备。对于整个公路机械化施工系统，施工机械种类杂、数量大，施工环节多，在研究公路路面施工机械设备的重点是沥青混凝土搅拌设备、摊铺设备、运输车辆和碾压设备这四个工艺环节的相互配合问题。一方面，他们之间密切联系又相互制约，任何一个环节配合不当，都会使整个机械化施工系统阻塞和混乱；另一方面，上述四类设备是公路施工的关键机械设备，数量多、投资大、使用范围的局限性较大，绝大部分是专用机械，每一种设备只能完成一、二项或者三、四项性质相近的工程。公路路面施工机械设备的选用受作业内容、地理环境、运距远近、气象条件等各个方面的影响和制约，选用时应遵循以下基本原则：

(1)能与工地的地理环境，当地的气象条件相适应；

(2)满足工程质量标准要求，在施工工艺允许的条件下，尽可能采用重型机械，并保证为其安排足够的工程量；

(3)不破坏周边已有建筑设施和质量；

(4)具有良好的性能及可靠性，能高效完成既定工程量；

(5)机械使用费少，施工单价低；

(6)容易操作，维修方便，可靠性高；

(7)可实现自动化，节约劳动力；

(8)安全性能好，对环境不会造成污染和破坏；

(9)安装调试简便，转场运输容易。

公路路面工程机械化施工是由多种机械设备协同作业，发挥同一工程中多种作业机械的最大经济效益是我们应该深入研究的课题，即对这些施工机械进行优化组合，优化组合的基本原则：

(1)选好既定工程的主导机械，其它机械必须与主导机械进行配套，主导机械在施工工艺中称关键设备（关键设备随着工程的变化而变化）。

(2)尽量减小配套机械设备的数量；

(3)各配套机械设备的工作能力必须相匹配；

(4)采用合理的施工组织方案；

⑸同一作业要尽量使用同一型号的机械，以便管理和维修；

⑹选用最经济的机械优化组合。

关键设备决定施工方式、方法、工程的施工质量和进度，并且在很大程度上决定整套机械生产效益。因此，公路施工机械设备的选型与配置是否合理，对于提高设备利用率、圆满完成施工任务、提高经济效益具有十分重要的意义。为合理配置机械设备，充分发挥单体设备的技术性能并使公路施工机械设备之间的参数匹配合理，减少重复投资造成的浪费，降低能耗，首要的问题是建立优化组合的理论模型。

2、一般优化模型的建立

公路路面施工机械设备的配置应根据路面结构类型、材料种类、施工方法和工艺、工程数量及环境条件、生产工期等确定。路面的施工工序一般采用：沥青混合料拌和一沥青混合料运输一沥青混合料摊铺一沥青混合料初压一沥青混合料复压一沥青混合料终压（图1）。其对应的机械设备分别为沥青混凝土搅拌设备、摊铺设备、运输车辆和碾压设备，关键机械设备为沥青混凝土搅拌设备，其生产能力决定其后续工作所选用机械设备的类型、数量和生产能力。下面以沥青混凝土搅拌设备、摊铺设备、运输车辆三种机械设备(根据施工现场，碾压设备一般不需要进行优化配置)的生产能力等性能参数为中心，以公路路面工程量为基本依据，建立公路路面施工机械优化配置理论模型。

图1

设公路路面工程班所需生产能力(即拌和量)为Qm，则某种公路路面施工机械不同类型的数量分别为N1，N2，N3，…，其性能参数(即台班生产能力)分别为C1，C2，C3，…，为使公路施工实现生产能力Qm，针对某种公路路面施工机械，其总的班生产能力之和必须大于工程班所需生产能力，即必须有下式成立

N1Cl+N2C2+N3C3+…≥Qm(1)

2.1沥青混凝土搅拌设备的生产能力关系

沥青混凝土搅拌设备的班生产能力根据式(1)有

βNjiCjihiaj≥Qm(2)

令aj＝NjiCjihjajβ／Qm

则 aj≥1(3)

式中：aj一搅拌设备富余系数；

Nji一搅拌设备的数量，台；

Cji一搅拌设备类型的台班生产能力，t/h；

hj一每班工作时间(工程上一般以12 h计)，h；

aj一搅拌设备时间利用系数；

β－为机械设备生产效率因子。

2.2沥青混凝土摊铺设备的生产能力关系

沥青混凝土摊铺设备的理论摊铺能力比拌和能力大得多，但其实际摊铺量取决于摊铺速度、宽度、厚度等三个方面，利用沥青混凝土摊铺设备生产能力的经验公式，根据式(1)得

NpiCpi≥Qm(4)

根据台班生产能力有

Cpi＝Vtγbhhpαp

令 B2=Vtγbhhpαp／Qm(6)

由式(4)～(6)得αp＝B2Npi≥1(7)

式中：αp一摊铺设备的富余系数；

Vt一摊铺速度(一般来说，对于下层摊铺速度为2.1～2.7 m／min，对于上层摊铺速度为3.08～5.34 m／min)，m／min；