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国内外沥青混凝土路面机械化施工管理现状

发布日期:2015-03-07 |
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1.2.1国内外沥青混凝土路面机械化施工管理现状

         目前,许多发达国家都已形成了高速公路网络,而一些发展中国家现正积极地进行高等级公路建设。德国是最早修建高速公路的国家,美国则是高速公路最多,路网最发达,设备最完善的国家。我国邻近的一些国家,如:菲律宾,马来西亚,泰国等正积极地建造高速公路,这些国家高速公路的密度都超过了我国。
         高速公路突飞猛进地发展,伴随着它的机械化施工程度也得到了迅速地提高,机械化施工方案以及机群合理匹配与管理也逐步走向完善。一些发达国家从20世纪60~70年代起,随着高速公路的建设需要,许多新的机械设备应运而生,使公路工程施工的全盘机械化日趋完善。70年代末,80年代初随着电子计算机的广泛应用,又使筑路机械及其施工向自动化方向迈进了一步。如美国,各工程承包商和施工单位根据工程的具体要求和市场情况,科学地购买、租赁和管理各种机械,最大限度地进行综合机械化作业,公路施工的机械化程度基本上达到了100%,从而以谋求最大的经济效益。而路面施工从准备、搅拌、运料、摊铺到压实,基本上是按科学的方法自动控制进行的。同时,整个公路工程已形成了一套科学的施工管理方案,严格地控制着整个工程的施工。使工程施工的进度快、效率高、质量好[4-6]。
         在我国,公路建设中的机械化施工从解放后有了较大的发展,特别是近十几年来,由于高速公路建设的需要,出现了一批专业化的施工企业,机械化装备比较先进。但同发达国家相比,由于我国以前的基础比较薄弱,故公路机械化施工程度较低,机械化水平更低,还没有形成一套完善的、合理的、通用的高等级公路机械化施工管理方案。机群配套及其经济效益的研究才刚刚起步,有待于进一步完善。
         机械化施工要求以机械为主体,周密计划,按照机械的规律组织专业化施工,以发挥每台机械的最大效率。2000年之前,我国在公路施工过程中,不仅技术装备率和机械化程度比较低,而且还没有摆脱人工施工的困境,使工程进度和施工质量得不到应有的保证,使我们仅有的一点施工机械未能发挥其应有的作用。之后,由于大批高等级公路的建设和待建设,上述各种情况都有了较大的改善,但由于我们以前的基础较差,机械化程度还很低,高等级公路施工管理还比较落后。
沥青混凝土路面机械化施工管理现状

1.2.2国内外沥青混凝土路面机械化施工理论研究的现状

         由于高等级沥青混凝土路面的许多优点和施工工艺的技术含量比较高,吸引了不少单位和学者进行研究。
         1957年,美国加利福尼亚公路管理局对具有代表性的45项道路工程的机械化施工做出工序曲线,就施工的时间与生产量的关系进行调查研究,在美国运输交通技术协会年会的道路会议上,首次提出了香蕉曲线理论,来对施工进度进行控制。国外从60年代就开始运用排队论研究挖掘机——汽车系统的生产率,80年代仍有对最低费用和最佳汽车斗容量的研究。日本学者佐用泰司在60~70年代对机械化施工的合理化进行了系统研究,他重点研究机械化施工的工程量与施工效率、机械的经济选型与合理组合、工程速度的经济性与工程管理的合理化及机械化施工的合理化等一系列问题,并提出了自己的研究结论性意见,成为后来众多学者研究机械化施工的理论基础。日本小松公司开发的OFR(Optimum Fleet  Recommendation)服务系统,主要是根据施工计划和机械的使用计划,考虑成本,对各种机械进行组配,进行分析,选择其中的最佳组合。美国联邦公路管理局(FHWA)联合其他国家对筑路机械计算机集成控制系统进行了研究,其中一个重要的成果就是运用GPS系统和局域网解决了公路设计CAD数据传输到沥青混凝土路面施工机群中的问题[7]。
         在机群协同作业方面,法国、芬兰、德国、英国、瑞典五个国家的七家单位合作,在欧盟Brite-EuRamⅢ计划支持下进行了“计算机集成道路建设计划”的研究。该项目运用高精度GPS(RKT模式)定位技术,独立开发激光引导技术,并融合这两种定位技术,对压路机、摊铺机机群进行精确定位引导。整个控制系统由地面子系统(GSS)、定位子系统(PSS)和机载子系统(OBSS)组成。摊铺机和压路机由道路设计CAD数据得到几何数据,在地面子系统和机载子系统的显示屏上,可以清楚地看到机群的施工情况。设备施工的准备、进行、以及完成都由计算机控制系统进行管理和控制。该项目开发了两个原型机:计算机集成压路机(CIRCOM)和计算机集成摊铺机(CIRPAV)。
         国内很多学者和部门也对沥青混凝土路面施工设备进行了研究。长安大学的王国安教授采用随机服务系统及优化理论,对水泥混凝土路面机械化施工中的配置进行了研究,对沥青路面的施工有一定的借鉴意义。重庆交通学院的郭小宏教授在90年代初从概率论和数理统计的角度出发,运用网络计划技术对成渝高速公路的施工机械优化配置进行了研究[8]。长安大学的郑忠敏和杨秦森教授利用循环作业网络CYCLONE模型分析技术对沥青路面机械化施工机械进行了仿真研究,可以对施工机械的机型、数量以及作业参数做出选择,并且可以预测出施工的最短工期和最低施工费用[8]。贵州省公路工程局钟仕强在《公路工程“项目法施工”的机械设备管理》一文中,从设备使用费角度出发,对设备的租赁管理和自选购买管理提出了独特的见解[10]。路桥集团第二公路工程局的宁孝岐根据公路施工企业的特点,结合本单位实践,阐述了如何搞好机械化施工管理,从管理体系、精细管理、应用计算机机械化管理系统等方面提出了自己的观点[11]。贵州省路桥工程总公司的张松就施工设备的购进、施工机械设备的技术管理,以及如何维修和管理施工机械设备等方面提出了相关看法[12]。长安大学研究生张晓光在硕士论文《高等级公路沥青混凝土路面机械化施工机群配置原理及其技术经济效益分析》中,从沥青混凝土路面的面层施工出发,提出了机群配置的一般原理和其技术经济效益分析的方法[13]。长安大学研究生张姗姗在硕士论文《土方工程机械化施工组织的优化研究》中,根据土方工程的作业内容等施工条件以及土方工程机械的组织原则等确定出可行的机械化施工组织方案;依据土方工程的作业量、工期及施工成本等条件进行机械化施工组织设计,确定工程施工中主要机械设备的最佳用量[14]。
         国内许多工程机械生产厂家也分别对沥青路面施工机械设备进行了研究和开发,生产出一批符合国内需要的比较先进的工程设备,如天津鼎盛工程机械有限公司生产的摊铺机、压路机和转运车、徐州工程机械厂的摊铺机和压路机、西安筑路机械厂引进德国技术生产的TITAN系列沥青混合料摊铺机、三一重工的LUT系列摊铺机和YZ系列压路机、中联重科的压路机,这些设备不但可以满足国内市场的需要,而且在技术和性能上都比较先进、可靠,缩短了同国外同类产品的差距。
         沥青混凝土路面机械化施工管理的研究近年来可谓是硕果累累,但是很多论文主要是对机械设备的保养、修理和使用等方面作了研究,对施工方案和机械设备的合理组合研究不太成熟。本文主要从沥青混凝土路面施工出发,结合具体工程实例,提出了沥青混凝土路面施工机械的选择、沥青搅拌站的布置和沥青混合料的摊铺碾压的最新施工方案。系统论述了运输车辆、沥青混合料摊铺机、初压压路机、复压压路机和终压压路机的合理优化配置,形成了沥青混凝土路面机群施工系统。结合具体工程实例进行了施工机械设备优化配置的计算。

(文章来源:http://www.xhgljx.com/News/jishuwenzhang/218.html 鑫海路机企划部TOM)
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