汽車運輸是當今露天礦山開采的一項極為重要的內(nèi)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(xiàn)代化的大型露天礦山都普遍采用大噸位汽車運輸，因為大噸位汽車運輸具有效率髙、運量大、機動靈活、經(jīng)濟效益好等優(yōu)點。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)引進了載重量154t的R170電動輪自卸汽車。大噸位汽車的引進，對露天采場運輸公路的設(shè)計參數(shù)、施工工藝和養(yǎng)護措施提出了更高的要求，該礦針對電動輪汽車的特點，圍繞降低輪胎消耗, 提高輪胎使用壽命, 在公路設(shè)計和養(yǎng)護方面進行了大量的實踐和研究，取得了較好的經(jīng)濟效益。

輪胎是礦山運輸設(shè)備最易報廢和價格昂貴的部件之一，其費用占新車費用的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短，除正確選用合適的輪胎型號外，還直接與運輸?shù)缆窢顩r有關(guān)，如路面寬度不夠、過陡的縱坡、彎道上的反向超高、路面排水不暢等。如果汽車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。

德興銅礦采場目前使用的電動輪自卸汽車主要有R170和630E型汽車，其特點是駕駛室平臺位置高(3.85m), 近車處盲區(qū)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(有關(guān)性能參見表 1)。

表 1 R 170電動輪汽車性能參數(shù)表

生產(chǎn)實踐表明，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。現(xiàn)在主要使用子午線輪胎，子午線輪胎的主要優(yōu)點是側(cè)幫較厚，具有很大的抗割裂和抗刺穿能力，在大負荷、高速或長距離運行時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、較小的滾動阻力和對路面的良好粘著性。該礦現(xiàn)用電動輪輪胎的型號及產(chǎn)地見表 2。

表 2 輪胎型號及產(chǎn)地

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電動輪汽車的輪距、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(shù)的選取和輪胎使用壽命的長短，通過多年的摸索和借鑒巴布亞-新幾內(nèi)亞的布干維爾銅礦使用R170車公路設(shè)計、修筑的成功經(jīng)驗，該礦采場公路主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計如下。公路設(shè)計橫斷面參見圖 1。

圖 1 公路設(shè)計斷面圖

大型礦用汽車公路的寬度不是根據(jù)通用型而是根據(jù)特殊車型來確定的，車速越大越難以保證自卸汽車沿路面中線行駛，此時車輛只是沿路面中心線的某一擺幅寬度內(nèi)前進。此外，會車時兩車廂間應(yīng)保持有足夠的安全距離，而且為了補償因大型車輛寬度引起增大的察覺間隙，分配給邊隙的距離也應(yīng)隨車輛的外型尺寸增加而增大[1]。

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

R170汽車設(shè)計最小轉(zhuǎn)彎半徑為12.5m, 考慮安全及減少重車彎道輪胎磨損等因素，一般取不小于40m以上的整數(shù)，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個臺階為一組，組內(nèi)平均縱坡為8%; 在坡底應(yīng)設(shè)一小坡度(≤3%)的緩和坡段，其長度不宜太短，一般取80~150m, 緩和坡段連接處均設(shè)平滑的豎曲線連接；超過3個臺階的連續(xù)斜坡道，其平均縱坡應(yīng)小于80%。

公路斷面一般設(shè)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(yīng)按規(guī)定設(shè)置彎道外側(cè)超髙、內(nèi)側(cè)加寬，超高橫坡坡度一般取3%~6%，加寬值一般取3~8m。

大型汽車要求路基良好，路面平整，能承受強大的動、靜載荷的沖擊。采場公路路基典型結(jié)構(gòu)圖參見圖 2。路基材料采用料徑150~500mm的千枚巖和花崗閃長斑巖，f=5~8, 平均抗壓強度為54.7MPa，內(nèi)摩擦角為78°59', 屬中等硬度，能夠支承電動輪碾壓。路基墊層根據(jù)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(jié)碎石路面，泥結(jié)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, 同時鋪設(shè)15~30mm厚的磨耗層保護輪胎和路面。

圖 2 公路橫斷面典型結(jié)構(gòu)圖

礦區(qū)年降雨量2000mm左右，并大多數(shù)集中在3~6月，且暴雨較多。如不能及時排除路面積水，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(xiàn)凹槽、翻漿、鼓包和缺口等不良現(xiàn)象，將嚴重地影響公路運輸?shù)姆€(wěn)定和暢通，同時也會加快輪胎的磨損與消耗。因此，設(shè)計合適的排水溝，對保證汽車安全有效的行駛是完全必要的。

排水溝的斷面一般設(shè)計成“V”形，見圖 3所示。水溝縱坡一般設(shè)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?shù)缆烦诜降囊贿厓A斜(保持1%~2%橫坡)，采用單水溝排水，排水溝的出口均穿過安全擋土墻，出口間距不超過150m。

圖 3 排水溝示意圖

路面質(zhì)量和裝卸場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。德興銅礦露天采場現(xiàn)有運輸公路約30km，經(jīng)常使用的路段約占90%。通往排土場的最大運距為3.6km，礦石最大運距為1.9km，近幾年來隨著露采范圍的擴大和線路的增長，為了保證道路密實平整，清除路面的窩穴、車轍、洼地、凸突等不良因素，減少汽車零部件的磨損和輪胎消耗，該礦設(shè)有專門的養(yǎng)路防塵工段，并配備了一些大型筑路養(yǎng)路設(shè)備(主要有：推土機、平路機、壓路機、裝載機和路料車等)，專門負責(zé)筑路養(yǎng)路、道路巡査及道路防塵，對道路實施了預(yù)防性養(yǎng)護法。主要措施如下。

(1) 對主干道路的養(yǎng)護實行了平地機責(zé)任區(qū)劃分制度，將責(zé)任區(qū)路段的工作質(zhì)量與經(jīng)濟利益掛鉤，規(guī)定養(yǎng)路設(shè)備每天有效作業(yè)時間不得小于6h。做到四勤：勤平刮路面、勤清除附近汽車外溢物料、勤修復(fù)擋墻、勤檢査路況，對存在問題較嚴重的路段，由工段集中整治。

(2) 在電鏟鏟裝作業(yè)區(qū)域，每處配一臺推土機平整場地和集料，設(shè)立機臺長負責(zé)制，并制訂了《機臺長、作業(yè)人員獎金分配考核辦法》，工段每周一對電鏟作業(yè)點現(xiàn)場檢查，現(xiàn)場打分評定，并及時處理檢査中發(fā)現(xiàn)的問題。

(3) 為減少淤泥積聚堵塞水溝，防止雨水損害路面，應(yīng)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(jié)好的光滑濕路面上鋪粒徑5~15mm的料石來增大路面的摩擦力，降低路面光滑度，有效防止了輪胎打滑。

(5) 及時清理撒落到路面上的浮石，在有效防塵的同時適當控制灑水量，采用了較先進的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。

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

公路設(shè)計改進后，加強了道路施工和養(yǎng)護，建立了班檢査、日維護、一月兩次驗收制度，及時削髙填洼、清除路面浮石，保證路基路面平整。近幾年來，公路好路率一直保持在85%以上，減少了汽車零部件的磨損和維修費用及停機時間，僅1996年電動輪汽車的有效利用率就比1994年提髙了4.2%, 節(jié)約運輸成本1739.6 8萬元，1996年R170車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(見表 3)。

表 3 歷年電動輪汽車運輸成本和輪胎消耗