汽車(chē)運輸是當今露天礦山開(kāi)采的一項極為重要的內容，它與高效率的鉆機、大型電鏟共同組成了礦山生產(chǎn)的三大部分。近幾年世界上許多現代化的大型露天礦山都普遍采用大噸位汽車(chē)運輸，因為大噸位汽車(chē)運輸具有效率髙、運量大、機動(dòng)靈活、經(jīng)濟效益好等優(yōu)點(diǎn)。德興銅礦作為亞洲最大的銅礦之一，在80年代初就從美國尤克里德公司(EUCLID)引進(jìn)了載重量154t的R170電動(dòng)輪自卸汽車(chē)。大噸位汽車(chē)的引進(jìn)，對露天采場(chǎng)運輸公路的設計參數、施工工藝和養護措施提出了更高的要求，該礦針對電動(dòng)輪汽車(chē)的特點(diǎn)，圍繞降低輪胎消耗, 提高輪胎使用壽命, 在公路設計和養護方面進(jìn)行了大量的實(shí)踐和研究，取得了較好的經(jīng)濟效益。

輪胎是礦山運輸設備最易報廢和價(jià)格昂貴的部件之一，其費用占新車(chē)費用的10%左右，占運輸成本的30%左右，因此提高輪胎的使用壽命至關(guān)重要。輪胎使用的好壞，費用的高低和其壽命的長(cháng)短，除正確選用合適的輪胎型號外，還直接與運輸道路狀況有關(guān)，如路面寬度不夠、過(guò)陡的縱坡、彎道上的反向超高、路面排水不暢等。如果汽車(chē)在這樣的路段上行駛，極易造成輪胎損壞，降低輪胎使用壽命。

德興銅礦采場(chǎng)目前使用的電動(dòng)輪自卸汽車(chē)主要有R170和630E型汽車(chē)，其特點(diǎn)是駕駛室平臺位置高(3.85m), 近車(chē)處盲區大；最大載重總量(含自重)為284t，單輪支承靜載重達45~47t;輪胎直徑為3.2m, 具有爬坡、沖坡能力大等特點(diǎn)(有關(guān)性能參見(jiàn)表 1)。

表 1 R 170電動(dòng)輪汽車(chē)性能參數表

生產(chǎn)實(shí)踐表明，斜膠輪胎在該礦氣候條件和路面巖石性質(zhì)下輪緣損壞特別嚴重，運行中發(fā)熱量大，不太適合使用?，F在主要使用子午線(xiàn)輪胎，子午線(xiàn)輪胎的主要優(yōu)點(diǎn)是側幫較厚，具有很大的抗割裂和抗刺穿能力，在大負荷、高速或長(cháng)距離運行時(shí)具有相對低的輪胎溫度，輪胎與路面有較大的接觸面、較好的越野能力、較小的滾動(dòng)阻力和對路面的良好粘著(zhù)性。該礦現用電動(dòng)輪輪胎的型號及產(chǎn)地見(jiàn)表 2。

表 2 輪胎型號及產(chǎn)地

點(diǎn)擊放大

電動(dòng)輪汽車(chē)的輪距、軸距、外型尺寸和最大允許行駛速度等直接關(guān)系到公路的幾何參數的選取和輪胎使用壽命的長(cháng)短，通過(guò)多年的摸索和借鑒巴布亞-新幾內亞的布干維爾銅礦使用R170車(chē)公路設計、修筑的成功經(jīng)驗，該礦采場(chǎng)公路主要技術(shù)參數設計如下。公路設計橫斷面參見(jiàn)圖 1。

圖 1 公路設計斷面圖

大型礦用汽車(chē)公路的寬度不是根據通用型而是根據特殊車(chē)型來(lái)確定的，車(chē)速越大越難以保證自卸汽車(chē)沿路面中線(xiàn)行駛，此時(shí)車(chē)輛只是沿路面中心線(xiàn)的某一擺幅寬度內前進(jìn)。此外，會(huì )車(chē)時(shí)兩車(chē)廂間應保持有足夠的安全距離，而且為了補償因大型車(chē)輛寬度引起增大的察覺(jué)間隙，分配給邊隙的距離也應隨車(chē)輛的外型尺寸增加而增大[1]。

根據電動(dòng)輪的特點(diǎn)，雙車(chē)道路面寬度取25~35m, 主干公路一般取30~35m, 支線(xiàn)公路雙車(chē)道取25~30m。單車(chē)道路面寬度取15~20m, 主干公路單車(chē)道一般不小于20m (隧道除外，單行隧道寬為9m), 支線(xiàn)公路上的單行道不小于15m。

R170汽車(chē)設計最小轉彎半徑為12.5m, 考慮安全及減少重車(chē)彎道輪胎磨損等因素，一般取不小于40m以上的整數，如40、50、60m等。

縱坡確定是否合理，直接影響到筑路費用、運輸成本、汽車(chē)行駛安全和輪胎使用壽命等。德興銅礦連接兩臺階斜坡道的縱坡一般取8%; 臺階斜坡道首尾相連，一般選擇3個(gè)臺階為一組，組內平均縱坡為8%; 在坡底應設一小坡度(≤3%)的緩和坡段，其長(cháng)度不宜太短，一般取80~150m, 緩和坡段連接處均設平滑的豎曲線(xiàn)連接；超過(guò)3個(gè)臺階的連續斜坡道，其平均縱坡應小于80%。

公路斷面一般設計成弧拱形，中間高、兩邊低，橫坡有利于排水，其坡度一般為1%~3%。彎道應按規定設置彎道外側超髙、內側加寬，超高橫坡坡度一般取3%~6%，加寬值一般取3~8m。

大型汽車(chē)要求路基良好，路面平整，能承受強大的動(dòng)、靜載荷的沖擊。采場(chǎng)公路路基典型結構圖參見(jiàn)圖 2。路基材料采用料徑150~500mm的千枚巖和花崗閃長(cháng)斑巖，f=5~8, 平均抗壓強度為54.7MPa，內摩擦角為78°59', 屬中等硬度，能夠支承電動(dòng)輪碾壓。路基墊層根據路基底情況，選用路料塊度，一般取厚度400~1500mm。路面一律采用泥結碎石路面，泥結好的髙等級碎石路面具有足夠的剛性和一定的塑性；面層材料采用粒徑為20~80mm的料石，面層厚度為100~200mm, 同時(shí)鋪設15~30mm厚的磨耗層保護輪胎和路面。

圖 2 公路橫斷面典型結構圖

礦區年降雨量2000mm左右，并大多數集中在3~6月，且暴雨較多。如不能及時(shí)排除路面積水，雨水將浸蝕路面，使其表面被毀，造成骨料外露、細料被雨水沖走，致使公出現凹槽、翻漿、鼓包和缺口等不良現象，將嚴重地影響公路運輸的穩定和暢通，同時(shí)也會(huì )加快輪胎的磨損與消耗。因此，設計合適的排水溝，對保證汽車(chē)安全有效的行駛是完全必要的。

排水溝的斷面一般設計成“V”形，見(jiàn)圖 3所示。水溝縱坡一般設計為3%~5%，在全挖方路段采用兩邊排水；在全填方路段兩邊采用平行截水溝保護坡腳；在半填半挖方路段使運輸道路朝挖方的一邊傾斜(保持1%~2%橫坡)，采用單水溝排水，排水溝的出口均穿過(guò)安全擋土墻，出口間距不超過(guò)150m。

圖 3 排水溝示意圖

路面質(zhì)量和裝卸場(chǎng)地對輪胎的磨損程度和生產(chǎn)費用都有很大的影響。加強公路的日常維護有利于保證路面的完好和減少輪胎的割裂與刺破。德興銅礦露天采場(chǎng)現有運輸公路約30km，經(jīng)常使用的路段約占90%。通往排土場(chǎng)的最大運距為3.6km，礦石最大運距為1.9km，近幾年來(lái)隨著(zhù)露采范圍的擴大和線(xiàn)路的增長(cháng)，為了保證道路密實(shí)平整，清除路面的窩穴、車(chē)轍、洼地、凸突等不良因素，減少汽車(chē)零部件的磨損和輪胎消耗，該礦設有專(zhuān)門(mén)的養路防塵工段，并配備了一些大型筑路養路設備(主要有：推土機、平路機、壓路機、裝載機和路料車(chē)等)，專(zhuān)門(mén)負責筑路養路、道路巡査及道路防塵，對道路實(shí)施了預防性養護法。主要措施如下。

(1) 對主干道路的養護實(shí)行了平地機責任區劃分制度，將責任區路段的工作質(zhì)量與經(jīng)濟利益掛鉤，規定養路設備每天有效作業(yè)時(shí)間不得小于6h。做到四勤：勤平刮路面、勤清除附近汽車(chē)外溢物料、勤修復擋墻、勤檢査路況，對存在問(wèn)題較嚴重的路段，由工段集中整治。

(2) 在電鏟鏟裝作業(yè)區域，每處配一臺推土機平整場(chǎng)地和集料，設立機臺長(cháng)負責制，并制訂了《機臺長(cháng)、作業(yè)人員獎金分配考核辦法》，工段每周一對電鏟作業(yè)點(diǎn)現場(chǎng)檢查，現場(chǎng)打分評定，并及時(shí)處理檢査中發(fā)現的問(wèn)題。

(3) 為減少淤泥積聚堵塞水溝，防止雨水損害路面，應經(jīng)常清理排水溝，保持排水溝暢通。

(4) 做好雨季路面防滑施工。經(jīng)多次試驗，采取在泥結好的光滑濕路面上鋪粒徑5~15mm的料石來(lái)增大路面的摩擦力，降低路面光滑度，有效防止了輪胎打滑。

(5) 及時(shí)清理撒落到路面上的浮石，在有效防塵的同時(shí)適當控制灑水量，采用了較先進(jìn)的MPS型路面抑塵劑，路面的大氣粉塵濃度低于2mg/m3, 起到了較好的防塵作用。

實(shí)踐證明，嚴格按設計要求，實(shí)行4次壓實(shí)3次平整修筑的公路不易出現凹槽、鼓包、翻漿等不良現象，且承載能力大。德興銅礦祝家廢石運輸公路于1991年設計，次年施工完成，局部路段填方量超過(guò)200萬(wàn)m3, 最大填筑高度超過(guò)90m。盡管該公路已使用6a多，且通過(guò)該路段的運輸量(廢石)超過(guò)1.2億t, 但該公路的路基、路面狀況至今仍然良好。

公路設計改進(jìn)后，加強了道路施工和養護，建立了班檢査、日維護、一月兩次驗收制度，及時(shí)削髙填洼、清除路面浮石，保證路基路面平整。近幾年來(lái)，公路好路率一直保持在85%以上，減少了汽車(chē)零部件的磨損和維修費用及停機時(shí)間，僅1996年電動(dòng)輪汽車(chē)的有效利用率就比1994年提髙了4.2%, 節約運輸成本1739.6 8萬(wàn)元，1996年R170車(chē)使用的各種輪胎平均使用壽命達到了3456h, 最高壽命達到了4898.4h，運輸成本和輪胎消耗均逐年下降(見(jiàn)表 3)。

表 3 歷年電動(dòng)輪汽車(chē)運輸成本和輪胎消耗