高速铁路轮胎式线上走行水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注车

高速铁路轮胎式线上走行水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注车
摘要:本文主要从设备组成、工作原理、关键技术、设备特点等方面诠释了高速铁路水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注车是一种集铁路线上走行、备料、搅拌、灌注为一体的应用于高速铁路板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆弹性垫层施工的专用设备。

关键词:高速铁路无砟轨道线上走行乳化沥青搅拌灌注车
1 引言
我国正投入巨资兴建高速铁路运输网。

伴随着时速350km/h武广客运专线和沪宁城际铁路的开通运行,我国无砟轨道技术进入了一个快速发展的阶段。

无砟轨道结构形式自下而上为路基、混凝土基础、乳化沥青砂浆充填层、轨道板、钢轨。

水泥乳化沥青弹性垫层的施工技术是无砟轨道关键技术之一。

水泥乳化沥青砂浆由乳化沥青与水泥、细骨料、膨胀剂、减水剂、消泡剂、引气剂、铝粉、聚合物乳液等成分组成。

现场施工时,使用专用配套的搅拌设备,按一定的搅拌工艺,投料顺序混合在一起,采用合理工艺灌注到板下约3～5cm的缝隙中,固化后形成兼具强度和弹性的板下砂浆垫层。

高速铁路无砟轨道对水泥乳化沥青砂浆的温度、流动度、含气量、表观密度、抗压强度、材料分离度、膨胀率、泛浆率、可工作时间等均有严格的要求。

为了达到这些指标,砂浆原材料的投
放必须精准,搅拌机必须满足工艺要求,控制系统必须灵敏、先进。

我公司研制的高速铁路水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注车是一种能满足水泥乳化沥青砂浆搅拌及灌注工艺要求的专用施工设备。

2 设备组成及技术参数
2.1 设备组成
本设备所有工作机构均设置在一个标准集装箱内,高度集成。

整体结构上可分为轮胎走行底盘、发电机组和集装箱体。

如图1,2所示。

2.2 技术性能参数
如表1所示。

3 工作原理
(1)施工使用前,设备在备料基地上料,如水泥、砂、乳化沥青、水、P乳剂等原材料。

(2)设备运至施工点,吊送至铁路线上,根据现场施工环境,选定用电方式,设备提供自行发电或市电两种用电方式,发电机合闸后,对全车进行供电,检查底盘驱动部分的总闸是否合上,然后将底盘控制箱的“本地/遥控”旋钮旋至遥控,启动液压泵,用遥控器即可控制设备前进、后退、右转、左转。

在桥梁段防撞墙处,砂浆车行走方向的控制则利
用导向轮沿着防撞墙导向,走行过程中无需调整方向,只需控制前进或后退即可。

解开各种锁紧装置,检查各系统状态,进行施工前的液压调平和生产试运行调试。

(3)根据经试验段验证的水泥乳化沥青砂浆配方,在控制软件中输入配方中各种原材料的参数值和投料顺序,并根据搅拌工艺要求,设置搅拌电机的速度,开始进行首盘水泥乳化沥青砂浆的生产,操作人员可根据生产监控界面提供信息掌握生产过程各环节。

(4)搅拌罐体通过传感器吊杆安装于集装箱内,形成主计量系统；搅拌电机采用变频控制技术,实现0～200rpm无级调速。

(5)乳化沥青储存在带有恒温及防沉淀装置的储存罐内,通过液料泵送管路输送至搅拌罐,进行计量；水泥和砂采用单一组分投料方式,通过变频电机驱动螺旋输送器输送至搅拌罐,进行计量；水和P乳剂通过液料泵送管路输送至分计量斗进行计量,下料至搅拌罐体内；消泡剂、减水剂、引气剂储存罐及输送管路采用不锈钢材质制作,外加剂通过管路输送至小计量斗计量,输送过程分粗加料和精加料两个步骤,下料至搅拌罐内。

加料过程中,液料管路通过气控系统控制管路阀门启闭,搅拌速度随着物料的投入进行各级速度的调整,直至搅拌均匀。

(6)从搅拌罐口提取砂浆进行含气量、流质、密度等参数测试,并将检测结果反馈给操作人员,合格后进入下一步,不合格时,操作人员
做出相应处理,进行微调,直至合格。

(7)打开搅拌罐体下方液料阀门,砂浆进入带有搅拌装置的集料槽,直至下料彻底,关闭阀门。

(8)启动砂浆泵,将集料槽内的砂浆通过泵送管路输送至线上中转斗,然后通过线上运输小车将中转斗运至灌注点,利用砂浆自重进行灌注。

线上准备两个中转斗可实现边搅拌边灌注。

(9)控制软件能实时保存施工生产相关信息,每班施工结束时,操作人员根据施工路段保存施工记录,开启高压清洗机对搅拌机、集料槽、中转斗进行清洗,并将清洗污水回收至污水箱带回基地处理,收回液压支腿,锁紧各装置,进行逐级断电。

4 设备特点
(1)容量大:搅拌主机采用具有自主知识产权的大容量搅拌主机,搅拌机容量1500L,最大搅拌量1230L/次。

一次加料可完成120m砂浆垫层施工。

随车起重装置能随时添料,满足连续作业对物料的需求。

(2)适应性强:铁路线上跨板自行走行,能适应长大桥梁、隧道、路基等多种复杂路段；控制软件适应国内各种高、低弹配方工艺和单、双组分干粉料投料工艺,投料顺序和物料量参数可按需设置。

温控装置可满足冬天与夏天、南方与北方的施工环境温度要求。

(3)高自动化,高智能:①原材料自动上料自动计量；②故障自动报警,自动诊断；③数据自动保存,可查询、打印,不可更改；④原材料温度、料位,砂浆温度实时监控；⑤整车具有一键智能调平系统；⑥泵送灌注方式,施工简便。

(4)高精度,高可靠性:采用高精度传感器,特殊计量方式、减震处理,精度控制在规范要求内。

(5)模块化设计,通用性强:①集装箱式设计,快速、方便可转换成轮轨式底盘；②模块化设计,零部件通用性好,维护保养工作量少。

(6)人性化设计:生产和操作室隔开,配备空调,使操作人员有一个好的工作环境。

(7)节能环保:本设备采用了搅拌机驱动系统的变频技术和电控系统的通讯技术,降低了能源消耗；自动供料系统减少了粉尘污染,废水收集系统避免了废水的随地排放。

5 结语
高速铁路水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注车已成功应用于已开通的武广客运专线和沪宁城际铁路和在建的沪杭、石武客运专线高铁建设工程,性能稳定,生产高效,轮胎式线上跨板行走,适应路基、桥梁、隧道等路况施工,施工质量满足相关技术条件要求,为我国正蓬勃发展的高速铁路建设提供了先进的专用施工设备,推广应用前景广阔。