沥青混合料摊铺机自动调平系统的应用

◇山东省泰安市公路局工程二处 王玉锦

沥青混合料摊铺机（以下简称摊铺机）摊铺作业时，熨平板 通过两侧牵引大臂由主机牵引，熨平板处于浮动状态。这种浮动 式熨平板对路基不平度具有初步的滤波和滞后效应，具有一定的 调平功能，但只能消除波长较短的凹凸不平。如果要使路面的摊 铺平整度完全不受基层的影响，就必须在摊铺过程中根据基层的 高低不平随时调节牵引大臂牵引点的垂直高度，熨平板自动调平 装置的目的就在于此。它首先由调平装置的传感器检测出摊铺机 因道路不平与基准平面的偏差，然后由处理器将该偏差信号进行 放大、运算、比较、处理，并及时发出脉冲调节信号作用于相应 的电磁阀，控制牵引大臂调平油缸升降，使熨平板恢复到初始仰 角。合理选用摊铺机的找平系统对摊铺作业有很大的意义。

1 接触式传感器+钢丝绳

几乎所有的摊铺机均配置两纵一横坡度控制器，根据摊铺机 使用情况，也可以采用“两纵一横”或“一纵一横”方案。摊铺 时纵坡控制器滑杆在基准上滑行，事先设定基准。基准可以是按道路设纵坡张紧的钢丝绳，也 可以是已铺筑好的路面或路缘石。横坡控制器用于检测熨平板 的横向斜度，控制无纵坡控制器一侧大臂调平油缸的升降。只有 在摊铺宽度小于6m情况下才用“一纵一横”方案。通常采用的是 “两纵”方案，因为纵坡控制器的控制效果要比横坡控制器好多。 张紧的钢丝绳、已摊铺好的路面或路缘石等是真实存在的基准， 控制器又与其接触，这是一种绝对基准。采用绝对基准不仅可以 保证铺层平整度，而且可以控制铺层的标高。因此，在路面基层 的摊铺施工中，必须采用基准钢丝绳＋坡度控制器方案，以便进 一步调整标高与厚度的合理偏差，保证以最经济的摊铺厚度进 行上面层的摊铺。基准钢丝绳的架设质量完全取决于人，总会产 生一些人为因素的影响。测量和挂线是否准确，钢丝绳的涨紧程 度如何，以及振动、风力等影响因素，基准钢丝绳+纵坡传感器 方案的调平精度不高，很难达到路面施工对平整度的要求。在高 等级公路的面层摊铺时，一般不要采用这种方案。

2 接触式传感器+机械式浮动梁

面层摊铺时多采用机械式浮动平均梁+纵坡控制器方案。机 械式浮动平均梁由前梁和后梁拼装而成，连接在摊铺机两侧，作 业时随同摊铺机向前运行。浮动梁长度近18m，中部设有张紧的 钢丝绳，纵坡控制器的滑杆贴靠其上，前梁下面的6~8组滑靴在 待摊铺的路面上滑动;后梁下面是6~8组空心橡胶轮胎，在熨平 板后面铺层上滚动。因弹簧的作用，滑靴和轮胎均能可靠地接触 路面，随主机前进，产生一个相对平直的虚拟基准线。这种调平 装置完全消除接触式传感器+钢丝绳方案中影响摊铺平整度的诸 多因素，使摊铺平整度显著提高。机械式浮动梁体积较大，摊 铺弯道时会在铺层上产生横向拉痕;摊铺机掉头或转场时需要拆 装，费工费时，十分麻烦，并且多次拆装易变形;轮胎表面容易 粘附沥青混合料，需专人清理。但是由于机械式浮动平均梁的价 格相对便宜且基本满足路面施工对平整度的要求，所以这种纵坡 调平控制装置，在高等级公路路面施工中仍广泛采用。

3 非接触式调平装置

非接触式超声波调平装置又称为超声波平均梁，采用的是超 声波测距原理。使用微处理技术控制摊铺机的调平油缸系统:在 路面以上一定高度处，每侧牵引大臂上固定有平均梁，朝下布置 多个声纳传感器(一般为4个，前3后1)。摊铺作业时声纳传感器 向作为参考基准的地面发射声纳信号并接收返回信号，从而计算 出距地面的均值，以此来控制摊铺机牵引大臂的升降，达到光滑 平整的摊铺效果。优点是:安装简单方便;不与沥青混合料接触， 无须清洗维修;无论道路多么弯曲，都能连续摊铺，摊铺机掉头 也十分方便;铺层平整度好，完全符合国家标准要求。然而作为 声纳传播媒体的空气成分与温度对声纳的传播速度影响较大，为此不得不加设温度补偿，但有时温度补偿的稳定性不是很好。超 声波平均梁探头少，长度也不如机械式浮动平均梁，故实际铺层 平整度并不比机械式浮动平均梁+纵坡控制器的好多少。此外，非 接触式超声波平均梁采用的是相对基准，对作为参考基准的原有 路面的平整度要求比较苛刻，因此只能摊铺路面面层。

最近国外又推出了RSS激光扫描自动找平系统，与超声波平 均梁一样，也属于非接触式调平装置激光的传播速度比声纳快的 多，又不受环境影响，故测距比声纳精确;RSS系统在摊铺机每侧 牵引大臂上仅配置一个激光发生器和接收器探头，但可以在工作 平面的某一角度范围内，对作为参考基准的路面进行扫描，逐步 测量探头距地面的距离并加以运算平均，测点多达150个，在扫描 范围内密集分布。RSS激光扫描自动找平系统的扫描长度可以根据路基状况人为设定，而且 设定范围大，可在2~30m范围内任意设定。这一功能使得RSS激 光扫描自动找平系统可以方便地适应不同路基条件下的摊铺 控制，例如，在平直路段上采用较长的扫描长度,以获得较高的 平均效果和面层平整度;在横向弯道(纵向坡道)上采用较短的扫 描长度，以准确地跟踪横向超高(纵向高程)的连续变化，从而 获得连续平滑的弯道、坡道、匝道等，彻底克服了采用钢丝绳 基准所产生的折线误差。因此从理论上讲，RSS激光扫描找平 系统的控制精度比超声波平均梁的高的多。可能是刚推出的 新产品设计和质量还存在问题，且价格较高，故目前很少有中 国用户采用。随着产品的完善和价格的下降，有可能在今后 会取代超声波平均梁。

工程建设机械2005.NO.9

使用与维修