滑模摊铺的机械设备配套

滑模摊铺的机械设备配套

1 滑模摊铺的定义

水泥混凝土的成型原理与沥青混凝土成型的工作原理不同。沥青摊铺机是靠熨平板浮动在沥青混合料上，靠找平油缸使熨平板仰角变化来调节铺层的厚度；而水泥混凝土是靠成型模来挤压水泥混凝土成型的。水泥混凝土摊铺机按其行走方式可分为轨道式摊铺机和履带式摊铺机。轨道式摊铺机采用固定模板铺筑作业，而履带式摊铺机采用随机滑动的模板进行施工，所以又分别称为固定式模板摊铺机和滑模式摊铺机。

2 滑模摊铺机的发展历史及发展趋势

国外水泥摊铺机的开发源于20世纪40年代，德国将简易的轨道式摊铺机用于二战时期的道路修筑。水泥混凝土路面具有承载能力大，使用寿命长，材料资源丰富的特点，在世界各发达国家已有了长足的发展。继60年代美国在原先轨道式摊铺机的基础上，开发出第一台滑模摊铺机，到70年代静压技术及电子技术的飞速发展及在工程机械上的应用，使水泥混凝土摊铺机的自动化程度和综合性能提高到一个新的水平。如今的水泥滑模摊铺机多采用履带行走、自动导向、自动滑动成型模板、自动找平，且集布料整平、振实、抹平、修边、打传力杆于一身，具有一次成型、生产效率高的特点。

2.1 国外水泥摊铺机的发展趋势

(1) 不断开拓新产品，具有一机多用的特点。如power-curber摊铺机，可以同时摊铺路肩及路缘石，只要改变成型模板，还可以摊铺水渠、中央防撞栏等。我公司在广花高速公路施工中，就曾对中央防撞拦的摊铺进行了有益的尝试。

(2) 引进计算机控制技术，进一步发展智能化的研究。水泥摊铺机在弯道及变坡路段施工时，易发生提高成型模标高的现象，目前该问题尚未得到彻底的解决，现多用plc及工控机的控制技术予以研究解决。(国内西安公路交通大学已开始这方面的研究)

(3) 采用数字化控制技术，提高系统的可靠性。采用常规的电—液找平技术或机械—液压找平技术，对液压系统的工艺要求较高；采用数字技术，即计算机0—1控制方式，使控制量成为一个开关量的控制，从而大大降低对液压系统的要求，提高了系统的可靠性。

(4) 向高效率、大型化方向发展。以cmi为例，已从sf250型、sf350型发展到sf450型。

2.2 国内发展情况

第一台引进的滑模摊铺机设备为黑龙江路桥公司的sf250型。“八五”期间，由西安公路交通大学、黄河工程机械厂、天津工程机械研究所共同开发研制的hth7900滑模摊铺机，经试验路的试摊铺和交通部、建设部的验收，已达到国外80年代初的发展水平。与此同时，镇江华通机械集团公司引进了美国的pro-hoff的技术，江苏建筑机械厂引进了wirtgen的技术，郴州筑路机械厂引进了power-curber的技术。

国内产品的研制，在关键技术方面仍存在着：

(1) 液压及控制系统的可靠性相对较差，加工工艺达不到要求；

(2) 自动找平等关键技术设备仍依赖于进口。

3 摊铺机的选型及结构原理

滑模摊铺主导机械为滑模摊铺机及水泥搅拌设备。

水泥摊铺机的选型必须满足所铺设路面宽度的要求，目前，一般考虑为双车道一次性摊铺，其宽度为8.25 m。同时，对于高等级路面施工，宜采用四履带摊铺机。用四履带摊铺机的优点：(1) 具有足够的牵引力克服混凝土的摊铺阻力；(2) 四

履带摊铺机的机架较长，油缸找平时间相对较长，适应地面能力强，可以提高路面的平整度。

3.1 滑模摊铺机的优点

滑模摊铺机是一种自动化程度高、技术性能先进的施工机械，由机架、履带行走机构、操纵控制系统和工作装置组成，与轨道式摊铺机相比，其优点为：

(1) 全液压驱动，操纵控制系统采用电—液伺服系统；

(2) 路面摊铺时，路拱、纵坡和弯道均可通过调整成型板和方向机构自动实现；

(3) 无需铺设模板和轨道，只需架设基准线，可节省材料及人工费。

3.2 摊铺机主要结构及工作原理

水泥混凝土摊铺机完成对混合料均匀布料、计量整平、振捣密实和修边、抹边等工序的作业，是通过专门装置的布料机构、振捣压实机构和抹光机械来实现的。下面就摊铺机的主要工作装置予以说明。

(1) 螺旋叶片布料机构多用在大型的滑模摊铺机上，布置在机器正前方，其旋转表面平行于路基表面，高度可以随机架调整，螺旋叶片直径通常为40～50 cm，由两台可正、反转的液压马达独立驱动。在布料时，混合料的高度为螺旋直径的2/3较合适。通过叶片的正、反转左、右推动，将混合料横向摊铺在路基上，并具有再搅拌及均匀混合料的作用。

(2) 侧向布料机和侧向布料装置可适应一些特殊工况的使用需求，在铺筑中间夹带钢筋网的混凝土路面时，滑模式摊铺机就必须加装一侧向布料机构，否则无法实现二次布料。

在桥面铺装时，由于要铺钢筋网，水灰比保持不变，坍落度增大1 cm，可通过

调整外加剂来实现，同时要注意振捣的强度要足够，摊铺的速度要适当；其次，要注意振动箱内要有足够的沙浆，保证振捣棒的正常工作；第三，要保证桥面铺装的厚度。桥面铺装厚度较小，若厚度达不到设计要求，很容易产生早期破坏。

(3) 计量板(虚方板)。在螺旋布料机构后面有一上、下可以调整的虚方板，其作

用是控制进入振动箱混合料的数量。虚方板的高度宜为所铺设路面的1.2倍，松铺系数为1.2。

(4) 振捣压实机构。混凝土料的振捣和压实是影响摊铺作业内在质量的关键工序。实践证明，高频振动能够有效地减少混凝土料粒之间的摩擦阻力，使其充分密实。因此，用于混凝土振实的机具均采用高频振动。振动元件常用的就是振捣棒。振捣棒是将振动棒体全部埋入混合料内部，通过棒体表面直接将振动能量传给混凝土铺层，振动效率高。振动频率分别为：液力驱动0～167 hz；电力驱动200～316 hz。振幅为1.1～1.5 mm。

由于高频振动的有效影响直径通常为45 cm左右，因此在摊铺机上一般是成排使用。选用的根数根据摊铺宽度和厚度的大小，结合所能提供的动力许可，可以是6、8、12、14和16根等，布置间距为450 mm，两边靠近边模的距离宜为150～200 mm。

目前，在摊铺机上采用的振捣棒分液力驱动和电力驱动两种。液力驱动的振捣棒，其激振频率可以通过控制液压油的流量实现无级调节。新一代的摊铺机普遍采用了一种“内置式电振捣棒”，在其棒体顶端内部装有一台特制的微型电动机，直接驱动偏心块产生振动，其电压为100v，振动频率为200 hz，单根功率为0.88 kw，