瀝青混凝土攤鋪機是一種集機、電、液、人工智能於一體的高科技產品。隨着高等級公路和城市道路的蓬勃發展,瀝青攤鋪機在路面施工中地位舉足輕重,對瀝青攤鋪機的要求也越來越高。如何選擇技術性能優越、可靠性強、適用性好、經濟性好的瀝青混凝土攤鋪機就顯得尤為重要。

攤鋪機施工圖（圖片源自網絡）

基本机械結構及性能分析

（1）液壓系統

瀝青混凝土攤鋪機的行走轉向系統、螺旋、刮板系統及其它輔助系統都經歷了由机械傳動到液壓傳動的變革,液壓傳動以其高的傳動效率、靈活的傳動方式、優越的控制性能和高可靠性低故障率成為主流;液壓系統也經歷了由初始的開環式系統到閉環式系統的變革,開環系統由於不易無級調速、元件分散、效率低、不易連續控制的缺陷,逐漸被閉環控制系統所取代。

（2）行走驅動機構

國內外大中型攤鋪機均採用履帶行走機構,履帶行走機構以接地比壓小、附着性能好、攤鋪平整度好,而得到廣泛的應用;驅動裝置,過去都採用液壓馬達加鏈條或減速器組合形式,現在都採用液壓馬達加行星齒輪減速器,配套驅於一致。輪胎式行走機構用於中小型攤鋪機上,以其高機動性能、低攤鋪幅度的自身特點在低端攤鋪機上廣泛應用。

（3）機電液一體化

現代化的瀝青攤鋪機已發展成為机械、電控、液壓傳動與人工智能為一體的先進設備,依靠電控可以實現恆速攤鋪、直線行走、圓滑轉向、輸料比例控制、振搗頻率預選、熨平裝置的浮動、提升、下降、鎖定、增壓、減壓、延時、平整攤鋪、電氣故障報警和故障部位識別等功能。

（4）恆速控制系統

攤鋪機攤鋪速度的不穩定,是影響攤鋪路面平整度的主要因素。速度不穩定的主要原因有:

①發動機轉速的變化。

② 液壓元件容積率的變化。

③ 履帶滑轉率的變化。

這三方面均與攤鋪作業中負載的突然變化有關。攤鋪機的恆速不能僅通過控制發動機的油門或手動控制行走變量泵來實現(不能保證攤鋪速度的精確控制) ,現代化的攤鋪機大都通過在行走液壓馬達安裝速度傳感器,將檢測到的速度信號與設定速度進行對比處理,然後輸出信號控制行走變量泵;同時安裝恆功率控制系統也是保證在負荷突然增大時發動機不掉速的有效手段,即各系統自動分配功率,當出現發動機掉速時,螺旋和振搗消耗功率大的系統,自動調整螺旋轉速及振搗頻率,降低液壓系統功率,避免掉速,實現勻速攤鋪,保證平整度。

（5）自動調平控制系統

自動找平控制系統從數據源的類型可分為模擬信號和数字信號,数字式控制器不僅提高了系統的控制精度,也提高了系統的綜合性能:如能進行故障報警、故障診斷、显示運行狀態等,已得到廣泛的應用.數據的採集方式分為:接觸式和非接觸式。接觸式找平有拉鋼纖和拖長滑靴,都比較易於實現,簡單易行,投資少,可實現縱向的、接觸範圍內的有限平整度;非接觸式找平有超聲波和激光兩種形式,能高精度、高可靠性、全面補償校正偏差,實現了自動調平系統的網絡化、智能化控制。以超聲波檢測技術為核心的非接觸式平衡梁,其技術成熟,多組多探頭智能控制系統,探測範圍大,精度高,全面補償校正偏差,能交替使用面基準和線基準,可實現大範圍的平整度控制。

（6）連續輸料技術

攤鋪機供料系統的驅動功率占發動機總功率的50 %以上,輸料量與生產率之間的匹配影響路面的平整度。如何實現在設定的攤鋪速度、寬度、厚度情況下的連續穩定供料,並且保證液壓系統負荷穩定,就需要對左右刮板輸料系統和左右螺旋輸料系統採用的變量泵及非接觸式料位器,分別比例控制,提高傳動系統可靠性。熨平板中的螺旋分料器是由邊端的變量泵直接驅動,可正反向旋轉,使料槽內混合料可向兩邊集中或推向單邊,不會導致產生離析的阻料現象,螺旋高度快速可調,料斗兩側翼板可單獨控制。

（7）抗離析攤鋪技術

離析是攤鋪機大寬度攤鋪很難解決的問題。攤鋪機攤鋪路面時物料離析有4 種形式:橫向、豎向、縱向帶狀、窩狀離析。其中橫向離析出現最多、危害最大。可結合自身攤鋪機結構特點,開發相應的抗離析技術:

①採用螺旋恭弘=叶 恭弘片全埋輸料方法,大小粒料能被均勻輸送,減少了橫向離析。

②螺旋高度多級、無級調整,可對攤鋪層粒料再次連續攪拌,在厚度方向上避免豎向離析。

③合理設計螺旋直徑,螺旋輸料通道可根據攤鋪厚度相應加大,改善物料阻滯現象,避免縱向帶狀離析。

（8）熨平裝置結構

熨平板是攤鋪機的關鍵部件,它直接關係到攤鋪路面的質量。從結構形式可分為机械加長和液壓伸縮兩種;机械拼裝整體剛度高,對於提高攤鋪路面平整度有好處;從預壓實機構可分為單夯錘、雙夯錘、液壓振動壓力梁等多種組合,這是預壓實度達到90 %以上的保證,是提高平整度必備的機構;在攤鋪機停機再啟動時,由於熨平板自重和物料承載能力的關係會出現熨平板壓痕、大臂下沉以及起步熨平板爬升現象,嚴重影響路面平整度。在新型國外進口攤鋪機上運用了自動控制熨平板防爬鎖和防沉鎖:短時間停機時鎖住熨平板提升油缸的下腔,防止下沉造成壓痕;開機時延時鎖住熨平板提升油缸的下腔,攤鋪一個熨平板寬度后再打開下腔浮動攤鋪;長時間停機,在開機時同時打開熨平板提升油缸的下腔,延時鎖住上腔,攤鋪一個熨平板寬度后再打開上腔浮動攤鋪,以控制熨平板爬升;另外根據測量的物料溫度間斷點火,保溫熨平板。

（9）数字化控制技術

由於機電液一體化在攤鋪機上的廣泛運用,電控系統已成為衡量攤鋪機先進與否的一個重要標誌;新一代微機控制、CAN 系統總線設計為攤鋪機功能的擴展提供了空間。如採用了全电子管理系統(EPM 系統)、採用液晶显示屏技術和故障自動診斷系統等。影響攤鋪機攤鋪質量的主要因素有:

①攤鋪速度能否恆定。

② 物料能否連續適量輸送。

③ 物料能否攤鋪均勻。

④ 路況和物料的干擾能否有效控制。國內外各種品牌的攤鋪機都會強調產品在某些方面優於其它品牌,需要從眾多的功能配置中作適用性分析,有針對性選擇符合自己實際工程需要機型。

適用性分析及使用性能評價

（1）不可盲目追求攤鋪機的多功能攤鋪

① 攤鋪質量要求:良好的瀝青面層對攤鋪機的熨平板、自動找平系統要求較高,元件精密,而一旦攤鋪基層穩定材料,熨平板、供料系統會產生非常大的磨損,這將嚴重影響面層的施工質量。

② 不同材料要求攤鋪機的地面附着力不一樣。

③ 不同材料攤鋪作業,攤鋪機負荷差異大:攤鋪基層材料比瀝青材料時負荷一般要大30 %～40 % ,單位時間內机械各方面磨損要嚴重得多,對發動機、熨平板、輸料機構等机械重要部件造成較大損傷,降低机械的有效使用壽命,經濟上不合算。綜上所述,對於市政道路的攤鋪對攤鋪機的選擇應在滿足高攤鋪精度、使用的靈活性、經濟性情況下, 不要過於追求攤鋪機的多功能作業。

（2）攤鋪寬度和攤鋪厚度的科學設置

瀝青攤鋪機寬度和厚度的選擇應權衡多方面因素,綜合確定,包括:工程的實際需要、瀝青站的生產能力、攤鋪的質量要求。攤鋪機的攤鋪厚度一般都在0～300 mm 之間,完全可以滿足施工要求,配置趨於一致。厚度越大,預壓實度越小,施工平整度、壓實度無法保證。 不可盲目追求攤鋪寬度,以全幅攤鋪來提高平整度是個誤區,理由有以下幾點:

①攤鋪寬度大,螺旋分料器運送混合料距離長,不可避免粗細料的離析,影響路面質量,造成早期損壞。

②在攤鋪機重量和功率一定的情況下,寬度越大,平均到料層上的振搗力越小,預壓實密度越小,增大了壓路機的碾壓工作量;由於初壓密實度小,在重型壓路機不能緊密跟進碾壓情況下,嚴重影響平整度;物料降溫后,影響壓實度; 而小型壓路機容易產生推擁, 影響平整度。

③寬幅攤鋪,表面看上去平整,但中間和邊緣的密實度不一樣,在壓路機碾壓后橫向平整度不能保證。

綜上所述,建議市政道路的攤鋪機應選擇9 m以下機型。 攤鋪機與瀝青混凝土攪拌站生產能力應大致匹配。攤鋪機理論生產能力為Q = hB VρK (1)其中, h 為攤鋪層厚度; B 為攤鋪寬度; V 為攤鋪速度;ρ為攤鋪密實度; K 為時間利用率(0. 75～0. 95) 。以ABG-325 為例:攤鋪寬度為9 m ,攤鋪層厚度為0. 1 m ,攤鋪速度為5 m/ min , 其理論生產率為550 t/ h ,目前拌和設備生產能力無法滿足攤鋪機的連續作業需要,增大了停機待料的次數,必將嚴重影響路面平整度,應在攤鋪機的攤鋪寬度、厚度和攤鋪速度上作出調整。

（3）熨平機構的合理選擇

熨平板的選擇主要從以下三方面考慮:

①机械加寬熨平板和液壓伸縮熨平板的選擇:机械加寬熨平板由於整體剛度好,抗形變能力強,在寬幅攤鋪和基層大負荷攤鋪時經常選用。目前攤鋪機大都採用液壓快速連接和拆開機構,拆裝麻煩的缺陷有所改善,攤鋪機寬度經常調節,宜選用液壓伸縮機型。

② 振搗方式的選擇:單夯錘由於其擊振力有限,難以達到90 %以上的初壓實度,對路面的平整度有影響,很少單獨使用;雙夯錘設計和單夯加液壓振動壓力梁設計都可滿足預壓實度的要求,在選擇時不必過分追求雙夯,振動梁可以大大加快熨平板下混料的流動性,減小熨平板的磨損,實現物料均勻性和平整度。

③ 加熱方式的選擇:福格勒專利的電加熱以加熱便捷、均勻著稱,但增加發動機負荷, 相對易出故障。兩種形式熨平板都各有利弊。

（4）自動找平系統的選擇

找平系統應根據施工路況綜合選擇:在狹窄區域、小範圍施工,滑靴因不會出現碰撞,是一種適合市政道路施工的理想選擇;在障礙物較多的施工路段,使用机械式縱坡傳感器探測鋼纖也是市政道路攤鋪常用、易行的選擇;而對於大範圍長距離的攤鋪,多探頭超聲波数字找平儀和長距離激光縱坡傳感器則可以保證較長路段整體的平整度。

綜上所述：

（1)要求攤鋪機多功能攤鋪是不現實的,專業攤鋪穩定基層和專業攤鋪瀝青混合料,無論從机械的維護和保養,還是運營成本來說,都是經濟的、科學的。

（2) 不必盲目追求攤鋪機技術上的先進性、配置上的高端要求,生產能力、攤鋪寬度和技術性能只要達到使用要求,不必作太高要求。

（3) 供料機構和熨平機構功能的完善是保證攤鋪性能的關鍵;找平系統的選擇應因地制宜。