筑路機(jī)械在高原地區(qū)的使用與管理措施

王令虎

（聊城市公路事業(yè)發(fā)展中心陽谷公路事業(yè)發(fā)展中心，山東 陽谷 252300）

0 引言

現(xiàn)階段，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，公路建設(shè)領(lǐng)域也得到了快速的發(fā)展。筑路機(jī)械設(shè)備在公路工程中具有十分重要的使用價(jià)值，其不僅能夠提高施工效率、保障施工質(zhì)量，還能夠?yàn)榻ㄔO(shè)單位節(jié)省人力資源成本。因此，加強(qiáng)對(duì)筑路機(jī)械的使用研究對(duì)于保障建設(shè)單位的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的意義。

1 工程概況

某西部高原地區(qū)瀝青路面工程，使用的筑路機(jī)械設(shè)備主要包括裝載機(jī)、壓路機(jī)、攤鋪機(jī)及攪拌機(jī)等。據(jù)調(diào)查研究顯示，該工程所處位置海拔較高，對(duì)筑路機(jī)械的動(dòng)力系統(tǒng)將會(huì)產(chǎn)生影響。其中最嚴(yán)重的是對(duì)裝載機(jī)、壓路機(jī)等柴油機(jī)械設(shè)備功率產(chǎn)生的影響。因此，在使用此類筑路機(jī)械設(shè)備前，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況分析機(jī)械設(shè)備的能耗及功率，從而選擇最合適的機(jī)群配置，在保證公路施工質(zhì)量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)設(shè)備資源的最優(yōu)配置，確保建設(shè)單位的經(jīng)濟(jì)效益。

2 筑路機(jī)械使用性能分析

2.1 裝載機(jī)

首先，對(duì)裝載機(jī)進(jìn)行受力分析。當(dāng)裝載機(jī)插入料堆時(shí)將會(huì)受到料堆的阻力FX，F(xiàn)X與料堆松散程度系數(shù)（K1）、物料種類影響系數(shù)（K2）、物料高度（K3）、鏟斗形狀系數(shù)（K4）、鏟斗插入深度（la）及鏟斗寬度（Bg）有直接的關(guān)系，其計(jì)算公式為：

當(dāng)裝載機(jī)插入料堆后，鏟斗將會(huì)抬起并提取物料，而此時(shí)裝載機(jī)將會(huì)受到鏟起阻力Fz，其計(jì)算公式為：

式（2）中：Kτ為開始提升物料的剪切應(yīng)力。

其次，需要對(duì)裝載機(jī)的消耗功率進(jìn)行分析，裝載機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)消耗功率為：

式（3）中：P1為裝載機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率；P2為裝載機(jī)油泵所需功率；P3為發(fā)動(dòng)機(jī)附件消耗功率，通常為發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率的10%。

最后，需要分析高原環(huán)境對(duì)裝載機(jī)生產(chǎn)效率的影響。裝載機(jī)生產(chǎn)效率的計(jì)算公式為：

式（4）中：q0為鏟斗容量K為鏟斗系數(shù)；η為作業(yè)效率；Tm為循環(huán)時(shí)間。

通過對(duì)上述公式的計(jì)算分析可知，海拔越高，對(duì)非增壓柴油裝載機(jī)的生產(chǎn)效率影響越大，對(duì)增壓柴油機(jī)裝載機(jī)的影響較小。圖1 為海拔高度對(duì)裝載機(jī)生產(chǎn)效率的影響變化圖。

圖1 海拔高度對(duì)裝載機(jī)生產(chǎn)效率的影響變化圖

在實(shí)際選擇裝載機(jī)時(shí)，需要確定裝載機(jī)的工作能力QzH，計(jì)算公式為：

隨后需要確定攪拌機(jī)的工作能力Qj1H，計(jì)算公式為：

2.2 壓路機(jī)

現(xiàn)階段，工程施工中常用的壓路機(jī)為靜碾式光輪壓路機(jī)、串聯(lián)式振動(dòng)壓路機(jī)及自行式輪胎壓路機(jī)。在該工程中，為選擇合適的壓路機(jī)，需要分析海拔高度對(duì)不同種類壓路機(jī)的影響[1]。根據(jù)公式：

式（7）中：G為壓路機(jī)的總荷載；f1為滾動(dòng)阻力系數(shù)；V為壓路機(jī)的行駛速度。

通常情況下，壓路機(jī)需要對(duì)路面進(jìn)行多次碾壓，平原地區(qū)普遍為8 次，高原地區(qū)應(yīng)結(jié)合海拔高度計(jì)算合適的碾壓速度。同時(shí)，在實(shí)際計(jì)算P 的過程中，需要根據(jù)壓路機(jī)的碾壓次數(shù)進(jìn)行分組，分別進(jìn)行3 次計(jì)算，即V1為第一、二次碾壓時(shí)壓路機(jī)速度的平均值，V2為第3～8次碾壓時(shí)壓路機(jī)速度的平均值，V3為8次以后碾壓時(shí)壓路機(jī)的碾壓速度平均值，ηd為壓路機(jī)的傳動(dòng)效率，Pf為輔助系統(tǒng)的功率消耗[2]。

利用上述公式分別計(jì)算靜碾式光輪壓路機(jī)、串聯(lián)式振動(dòng)壓路機(jī)及自行式輪胎壓路機(jī)，并得出海拔高度對(duì)三種不同種類壓路機(jī)碾壓速度的影響，如圖2～圖4所示。

圖2 海拔高度對(duì)靜碾式光輪壓路機(jī)碾壓速度的影響

圖3 海拔高度對(duì)串聯(lián)式振動(dòng)壓路機(jī)碾壓速度的影響

圖4 海拔高度對(duì)自行式輪胎壓路機(jī)碾壓速度的影響

通過對(duì)圖2～圖4 的分析可知，對(duì)增壓柴油式壓路機(jī)而言，海拔高度對(duì)串聯(lián)式振動(dòng)壓路機(jī)碾壓速度的影響最大，其次為靜碾式光輪壓路機(jī)，對(duì)自行式輪胎壓路機(jī)碾壓速度的影響最小。對(duì)非增壓柴油式壓路機(jī)而言，海拔高度對(duì)串聯(lián)式振動(dòng)壓路機(jī)碾壓速度的影響最大，當(dāng)海拔高度大于3 000m 時(shí)，壓路機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其次為靜碾式光輪壓路機(jī)碾壓，對(duì)自行式輪胎壓路機(jī)碾壓速度的影響最小。因此，該工程可選擇增壓自行式輪胎壓路機(jī)。

3 筑路機(jī)械使用及管理措施

3.1 正確使用筑路機(jī)械

首先，需要根據(jù)上述分析內(nèi)容選定筑路機(jī)械類別，從而最大程度地提升筑路機(jī)械的利用率，并保證公路施工質(zhì)量；其次，需要落實(shí)操作人員的管理制度。一方面，建筑施工單位在聘請(qǐng)機(jī)手時(shí)，一定要考察機(jī)手的專業(yè)技能水平，要求操作人員持證上崗，同時(shí)，需要對(duì)機(jī)手進(jìn)行上崗前的培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容不僅需要包括專業(yè)技能，還應(yīng)包括安全責(zé)任教育培訓(xùn)，提升操作人員的安全意識(shí)，并要求其嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工，從而保證公路工程的施工質(zhì)量。另一方面，操作人員需要全面了解機(jī)械設(shè)備，包括機(jī)械設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)、工作原理等，促使操作人員能夠根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)了解設(shè)備是否存在問題，從而為后續(xù)設(shè)備維修及養(yǎng)護(hù)工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[3]。

3.2 合理進(jìn)行組織調(diào)度

建設(shè)中需要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備使用情況的控制，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、海拔、溫度、濕度特點(diǎn)合理調(diào)控設(shè)備的運(yùn)行時(shí)長，從而保證筑路機(jī)械設(shè)備的使用壽命。一方面，需要加強(qiáng)對(duì)筑路機(jī)械設(shè)備的管理，要求相關(guān)人員記錄好設(shè)備的型號(hào)、使用部位、使用數(shù)量等內(nèi)容，并做好存儲(chǔ)工作，以便為后續(xù)的維修及養(yǎng)護(hù)工作提供參考。另一方面，應(yīng)定期檢查設(shè)備，發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在問題應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢修。如果設(shè)備已經(jīng)無法為公路工程提供價(jià)值則需要立即淘汰，并按照要求引進(jìn)新設(shè)備，以免影響公路工程的正常進(jìn)行。

3.3 為筑路機(jī)械施工提供良好的運(yùn)行條件

筑路機(jī)械質(zhì)量是保證公路工程正常進(jìn)行的基礎(chǔ)，也是保證公路工程施工質(zhì)量及筑路機(jī)械設(shè)備運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性的首要條件。因此，為筑路機(jī)械提供良好的運(yùn)行條件是十分重要的。首先，由于公路施工普遍在室外環(huán)境進(jìn)行，筑路機(jī)械設(shè)備很容易受溫度、濕度、降雨量等因素的影響造成損壞，因此需要建設(shè)單位根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件及氣象預(yù)報(bào)合理安排筑路機(jī)械的作業(yè)時(shí)間。其次，由于施工中很容易出現(xiàn)設(shè)備故障問題，導(dǎo)致整個(gè)工程的施工進(jìn)度受影響。因此需要做好筑路機(jī)械的檢查工作，全面落實(shí)設(shè)備的保養(yǎng)及維護(hù)管理措施，確保筑路機(jī)械作業(yè)的科學(xué)性與合理性。

4 結(jié)語

綜上所述，筑路機(jī)械在公路施工中是十分重要的，合理選擇筑路機(jī)械并加強(qiáng)對(duì)其的管理與控制是保證公路工程能夠順利完成的基礎(chǔ)，同時(shí)也是保證建筑單位經(jīng)濟(jì)效益的首要條件。本文以西部高原地區(qū)某公路工程為例，分析壓路機(jī)和裝載機(jī)的選擇方法，并對(duì)其管理方法提出相關(guān)建議，以提高建設(shè)單位筑路機(jī)械的管理水平，促使公路建設(shè)項(xiàng)目順利完成。