浅谈公路工程施工机械的合理选择

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浅谈公路工程施工机械的合理选择

摘 要：公路建设项目施工过程中，首先需要解决的问题是施工机械的配备——选型、组合和购置 (或租赁)。根据我公司多年的公路施工实践，现将有关公路工程施工机械合理选择的主要依据、 一般原则、选择方法以及科学的配套组合等技术问题进行简要的总结、分析，以便与公路建 设的同行们交流。
关键词：公路工程 施工机械 配套组合

公路建设中的路基工程、路面工程和桥梁工程等均需要采用 相应的施工机械去完成，或按施工工序连续作业，或若干种、若干 台施工机械联合作业。而公路工程施工机械的种类、型号、规格很 多，各自又有独特的技术性能和作业范围。为了保证公路建设的 施工质量、 按时完成施工任务、获得最佳的技术经济效益和社会效益，根据公路建设项目要求和具 体施工条件，对公路工程施工机械进行合理选择和组合，使其发 挥最大效能是公路工程采用机械化施工时必须首先妥善处理的重 要问题。

1 合理选择施工机械的主要依据

合理选择施工机械的主要依据是公路建设项目的工程量和施 工进度。一般情况下，为了保证公路工程的施工质量、施工进度和 提高技术经济效益，公路建设项目工程量大时应采用大型机械和 先进设备，而工程量小时则应采用中小型机械和现有设备。但这 不是绝对的，因为影响公路建设机械化施工的因素是多方面的。 例如，某大型公路建设项目由于受道路、桥梁等条件的限制，大型 施工机械不能通过，若为了解决运输问题而另修道路，显然因耗 资很大而不经济，因此使用中小型施工机械则较为合理。又如，空气稀薄的高原地区，即使工程量不是很大的公路建设项目，也必 须选用配备增压柴油机为动力装置的施工机械。

2 合理选择施工机械的一般原则

公路建设采用机械化施工，目的是为了优质、高效、安全、低 耗的完成工程建设任务，在提高劳动生产率的同时减轻施工人员 的劳动强度，这是公路建设机械化施工应遵循的基本原则。因此， 在公路建设采用机械化施工时，选择施工机械应遵循以下原则:

1)适应性——施工机械与公路建设项目的具体实际相适应，即施工机械要适应公路建设项目的施工条件和作业内容。例如，路 基工程的施工范围广、施工条件变化大，选用的施工机械一方面 应适应公路工程所在地的气候、地形、土质、场地大小、运输距离、 施工断面形状与尺寸、工程质量要求等，另一方面施工机械的工 作容量、生产率等要与公路工程进度及工程量相符合，尽量避免 因施工机械的作业能力不足而延误工期，或因作业能力过大而使 施工机械利用率降低。在条件许可的情况下(购买新的施工机械， 或租赁施工机械或挖掘现有设备潜力)，尽量选择最适合公路建设 项目内容的施工机械。

2)先进性。新型的公路工程施工机械具有高效低耗、性能优 越稳定、工作安全可靠、施工质量优良等优点，产品单价虽然不同 于一般，但其性价比仍较高，更能保质保量地完成公路工程施工任 务。此外，采用先进的施工机械，由于其性能优点、安全可靠、故障 费低，最终可取得较好的技术经济效益。

3)经济性。公路工程施工机械经济性选择的基础是施工单价， 它主要与施工机械的固定资产消耗及运行费用等因素有关。采用 先进的大型的施工机械进行公路工程施工，虽然一次性投资较大， 但它可以分摊到较大的工程量当中，对公路建设项目的成本影响 较小。因此在选择公路工程施工机械时，必须权衡工程量与机械 费用的关系，同时要考虑施工机械的先进性和可靠性，这是影响 公路工程机械化施工经济效益的重要因素。

4)安全性。在选择合适的施工机械、保证公路建设项目工程质量和施工进度的同时，应充分考虑施工机械的安全可靠性，如 行驶稳定、有翻车或落体保护装置、防尘隔音、危险施工项目可遥 控操作等。此外，在保证施工人员、设备安全的同时，应注意保护 自然环境及已有的建筑设施，不致因所采用的施工机械及其作业 而受到破坏。

5)通用性和专用性。根据公路建设项目的技术要求，选择合 适的施工机械是保证工程质量和施工进度的重要条件之一。在此 过程中，应充分考虑施工机械的通用性和专用性。通用施工机械 可以一机多用，用一种机械代替一系列机械，简化工序，减少作业 场地，扩大机械使用范围，提高机械利用率，方便管理和修理。专 用施工机械生产率高、作业质量好，因此某些作业量较大或有特 殊施工要求的公路建设项目，选择专用性强的施工机械较为合理。

3 公路工程施工机械的合理组合

施工机械合理组合也是公路建设中选择施工机械时应遵循的 原则之一。施工机械的合理组合分为技术性能组合和类型、数量 组合。

3.1 施工机械技术性能的合理组合

施工机械技术性能组合包括以下三个方面:

1)主要机械与配套机械的组合。配套机械的工作容量、生产率 和数量应稍大一点，以便充分发挥主要机械的作业效率。例如，自 卸运输车的车厢容积应是挖掘机铲斗工作容量的3～5倍，但不要 大于7～8倍。

2)主要机械与辅助机械的组合。辅助机械的生产率应略大一 些，以便充分发挥主要机械的生产率。

3)牵引车与其他机具的组合。两者要互相适应，不能出现“大马 拉小车或小马拉大车”现象，以便获得最佳的“联合作业”效益。

3.2 施工机械类型与其数量的合理组合

1)施工机械类型及数量宜少不宜多。根据公路建设项目的作 业内容，尽可能地选用大工作容量、高作业效率的相同类型的施 工机械。一般来说，组合的施工机械台数适当减少，有利于 提高协同作业的效率。施工机械品种、规格单一时，便于施工过程中的调 度、管理和维护。

2)并列组合。只依靠一套施工机械组合作业，当主要施工机 械发生故障时，就会造成公路建设项目全线停工。若选用两套或 多套施工机械并列作业，则可避免或减少全线停工现象的发生， 沥青路面施工中人们多采用两套沥青摊铺机、压路机并列作业即 为典型实例。

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4 施工机械的选择方法

在多年的公路工程施工实践中，我公司从实际出发，根据公路 建设项目和我公司施工机械保有量(机型、规格、数量)曾采用如下 不同的方法选配施工机械。实践证明，这些选择方法是科学的、合 情合理的、切实可行的，且所完成的公路工程建设任务的技术经济 效益较好。

4.1 根据公路建设项目作业内选择施工机械

以路基工程施工为例，路基工程作业内容包括土石方挖掘、铲运、填筑、压实、修整及挖沟 等基本内容，以及伐树除根、松土、爆破、表层清理和处置等辅 助作业，每种作业可根据表1所列的工程类别选择机械与设备。
表1 根据路基工程作业内容选择施工机械
工程类别
作 业 内 容        选择的机械与设备
准备工作
1)清基(树丛、草皮、淤泥、黑土、岩基、废墟、冰雪等清除)和料场准备;
2)松土、破冻土(<0.2m)        伐木机、履带式拖拉机和推土机、挖掘机、装载机、水泵、高压水泵、松土器、大犁、平地机
土方开挖
1)底宽>2.5m的河渠、基坑、池塘、港口、码头、采土场等;
2)小型沟渠和基坑        推土机、铲运机、挖掘机、装载机、冲泥机、吸泥机、开沟机、清淤机
石方开挖
1)砾石开采;
2)岩石开采;
3)石粒破碎        挖掘机、推土机、移动式空气压缩机、凿岩机、挖掘机推土机、爆破设备等等破碎机、筛分机
冻土开挖
河渠、基坑、池塘、港口、码头        推土机、冻土犁、冻土锯、冻土拍、冻土钻、冻土铲
土石填筑
1)大中型堤坝、高质量路基、场地、台阶等
2)大型堤坝、路基、梯田台阶        推土机、铲运机、羊足碾、压路机、夯板、碾压机、洒水车、平地机、推土机、平地机、铲运机、大犁
运输
1)机械设备调运;
2)土石运输        火车、轮船、装货汽车、卡车、起重机、推土机、铲运机、装载机、载货汽车、卡车
整型
1)削坡;
2)平整        平地机、大犁、推土机、铲运机、挖掘机、平地机、推土机、铲运机、大犁

4.2 根据公路建设项目工程量选择施工机械

在公路建设项目的施工期限内，按照施工计划中的月作业 强度和日作业量选择施工机械。

4.3 根据运输距离和道路情况选择施工机械

在沥青路面施工中，为保证沥青混合料摊铺工序所需温度 (≥110℃)和压实工序所需温度(≥90℃)，自卸车运输沥青混合 料的距离不宜超过30km。在路基工程施工中，选择施工机械时应考虑运输机械的经济运距和道路条件。所谓经济运距，是指机 械施工时较为经济的范围。道路条件是指道路的类别、路况、坡 度和路面阻力等。因此，可根据表2推荐选择施工机械。
表2 根据运距和道路条件选择施工机械
机械
履带推土机
履带装载机
轮胎装载机
拖式铲运机
自行式铲运机
轮式拖车
自卸汽车
经济运距(m)
<80
<100
<150
100～500
200～1000
>2000
>2000
道路条件
土路不平
土路不平
土路不平
土路不平
土路不平
平坦路面
一般路面

4.4 根据土质选择施工机械

在路基工程施工中，土壤是施工机械作业的主要对象，其性 质和状态直接关系到施工机械的作业质量、作业效率和成本，因 此土质是选择施工机械的重要根据之一。根据土壤性质和状态， 我公司可供选择的土方施工机械有推土机、装载机、平地机、挖 掘机等，压实机械有光面压路机、轮胎压路机、振动压路机等。

4.5 根据气象条件选择施工机械

雨水会迅速改变土壤状态，特别是粘土。因此，选择施工机械时要充分考虑公路建设项目 施工期间的气象情况。例如，久晴不下雨、土质干燥时可选择 轮式施工机械进行作业，反之，旷日持久下雨、土壤过分潮湿 和作业场地及道路泥泞时，则选用履带式施工机械进行作业 为宜。

由于影响公路工程机械化施工的因素很多且很复杂，除 了上述因素外，还要考虑调燃料供应、机械维修与管理、机械 的调迁与转场等，因此要针对公路建设项目的实际情况，结 合施工单位的具体条件，综合分析各种因素，着重解决重点、 困难问题，选择高效、经济、实用的施工机械。