如何选用摊铺机的自动调平装置

1.引言

沥青摊铺机在摊铺作业时，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，但只能消除波长较小的凹凸。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，并保证摊铺仰角为初始值。熨平板培植自动调平装置的目的就在于此。

自动调平装置分为接触式和非接触式。无论是什么形式的调平装置，其工作原理完全相同：首先由调平装置的传感器检测出摊铺机因道路不平而离开基准平面的偏差，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高频电磁阀，控制牵引大臂调平油缸升降，使熨平板恢复到初始摊铺仰角。合理选用摊铺机的自动调平装置对摊铺作业有很大的意义。

2.接触式调平装置

最先出现的是接触式电子调平装置，俗称纵坡控制器（横坡控制器）。几乎所有的摊铺机均配置两纵一横控制器。根据摊铺机使用情况，可以采用两纵或一纵一横方案。摊铺时，纵坡控制器滑靴（或滑杆）在基准上滑行，因此事先必须设定基准。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沿石。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7米且认为设定基准比较麻烦的情况下才用一纵一横方案，而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得多。张紧的钢丝绳、已摊铺好的路面或路沿石等是真实存在的基准，控制器又与此接触，因此这是一种绝对基准。采用绝对基准不仅可以保证摊铺平整度，而且可以控制铺层的标高。实际施工中，因种种原因会使路基标高多少存在偏差。如果摊铺基层（稳定层）时不作修正，标高偏差将传递给面层。为了保证面层标高符合设计要求，面层厚度必将出现较大偏差。正偏差将加大沥青混合料用量，使施工成本增加；负偏差超出允许范围，施工质量不合格，严重时甚至要求返工，将造成不可挽回的巨大损失。反之，如保证面层厚度，标高偏差最终传递给上面层，造成道路标高超差，同样会要求返工。因此，在路面基层的摊铺施工中，必须采用基准钢丝绳加纵坡控制器案，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（磨耗层）的摊铺。基准钢丝绳的架设质量完全取决于人，总会因人为因素产生一些误差。纵坡控制器在滑行时也可能因某种原因使滑靴（或滑杆）跳离基准。同时，滑靴（或滑杆）检测到的是一点的值，该值的误差将百分之百地反映到调平油缸的升降上。因此，基准钢丝绳+纵坡传感器方案的调平精度不高，路面摊铺平整度往往达不到设计要求，在高等级公路的面层摊铺时，一般不要采用这种方案。面层摊铺时，建议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，左右各通过4套连接装置连接在摊铺机两侧，作业时随同摊铺机向前运行。前梁长度近8米，中部设有张紧的钢丝绳，纵坡控制器的滑杆贴靠其上，下面的6~8组滑靴在待摊铺的路面上滑动；后梁长度相同，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。因此，纵坡控制器滑杆贴靠点处的相对高程为全梁长度各支点高程的平均值，故称之为机械式浮动平均梁。这种调平装置完全消除可基准钢丝绳+纵坡控制器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。机械式浮动平均梁总长达18米，摊铺弯道是会在铺层上残生横向拉痕；摊铺机掉头或转场需要拆装，费工费时，十分麻烦；轮胎表面容易粘附沥青料，需专人清理。随着非接触式超声波平均梁的推出，机械式浮动平均梁+纵坡控制器的使用估计将受到影响。但是，由于高等级公路弯道少，弯道半径大，摊铺机又不需经常掉头或转场，上述缺点表现并不明显。加之纵坡控制器为摊铺机无须另购的标准配置，机械式浮动平均梁的价格相对便宜，所以这种纵坡控制器加机械式浮动平均梁的调平控制装置，在高等级公路路面施工中仍十分受用户欢迎。

目前，接触式电子调平装置正逐步由模拟式向数字式发展。数字式调平装置以数字显示参数，非常直观，调节精确、简单、方便，价格较模拟式稍高。不用太久，现有的模拟式电子调平装置将完全被数字式取代。

3.非接触式调平装置

2001年我国开始引进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：在路面以上一定高度处，每侧牵引大臂上固定一条铝合金梁（平均梁），朝下布置多个声纳传感器（一般为4个），前三后一。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，掉头也不成问题；摊铺平整度好，完全符合国家标准要求。因此一经推出即深受用户欢迎。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很大，为此不得不加设温度补偿。但因空间关系，补偿标杆长度不能很大，补偿效果不佳，测距精度受到影响。超声波平均梁探头少，长度也不如机械式浮动平均梁，故实际摊铺平整度并不比机械式浮动平均梁+纵坡控制器少多少。此外，非接触式超声波平均梁采用的是相对基准，无法控制摊铺路面的标高；对作为参考基准的原有路面的平整度要求比较苛刻。因此，摊铺基层或下面层，仍然只能采用纵坡电子控制器+基准钢丝绳。超声波平均梁不可能完全取代电子调平装置。

与机械式浮动平均梁+纵坡控制器一样，超声波平均梁一般只用于面层的摊铺。与前者相比，超声波平均梁用起来要方便得多，但价格昂贵（差近20万元）。究竟采用哪一种，全看你腰包里钱的多少。

近期，国外又推出了所谓RSS系统（道路扫描系统）并同步进入我国，国内叫做激光扫描调平系统。与超声波平均梁一样，也属于非接触式调平装置，但采用的是激光测距原理。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，并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。因此从理论上讲，RSS系统的控制精度比超声波平均梁高得多。然而据用户反映实际摊铺情况并非如此，可能是刚推出的新产品设计和质量还存在问题。加上RSS的价格比超声波平均梁还要高出10万元，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，有可在今后会取代超声波平均梁，当今激光测距毕竟是最先进最准确的方法。我们还是建议用户在近期谨慎选用。

中联重科生产的摊铺机为用户配置了两纵一横的电子调平装置以及架设钢丝绳基准的全套基线架，完全满足基层、下面层以及非高等级公路中上面层的摊铺要求。如承担高等级公路中上面层的施工，再花8万元买一套机械式浮动平均梁就够了，摊铺平整度完全可以达到要求。如资金不成问题，建议配置超声波平均梁，使用起来毕竟方便得多。中联摊铺机的调平电控部分采用通用接口，与标配的纵横坡控制器以及超声波平均梁、激光扫描调平系统都能完全匹配。