稀浆封层技术及设备(下)

稀浆封层技术及设备（下） (2005年第二期)


3 稀浆封层设备的主要结构及关键技术
3.1稀浆封层设备的主要结构
3.1.1 底盘系统
底盘的作用为承载、行走、并且提供一些其它的功能，如气路、热水回路等。选用汽车底盘一般为三轿工程翻斗车底盘，车速在1.5～1.8km/h（发动机 1000r/min）时能够平稳工作，进口机型有选用VOLVO底盘、奔驰底盘的，配国产底盘一般可以配北方奔驰、斯泰尔等，并对底盘的变速箱和档位做一些相应的改动。主组成部分：汽车载重底盘(26t～32t) 、副车架及连接装置、安全保护设施。
3.1.2 工作发动机及附件
工作发动机要求能够给整机系统提供足够大的动力储备，第二代稀浆封层机开始发动机功率足够大了，特别是第三代 ，最大110kW以上，工作发动机燃油管与底盘燃油箱相联，同底盘发动机共用一个燃油箱。主要组成部分：发动机、底座及减震装置、飞轮连接及动力输出装置、启动电机和发电机。
3.1.3 电气系统
电器系统的先进于否直接代表了稀浆封层机的技术水平，前面说过，第一代是机械控制操作；二代采用机、电控制操作；三代电液联控、微处理器进行控制；四代智能电脑闭环控制；每一次控制操作的改进都对操作手方便操作起到了很大做用 ，提高了设备的可靠性、简化了线路；主要组成部分：主令控制器（按钮或操作开关）、CPU处理器或继电器、保险装置、信号和照明灯、电瓶、接线端子和电缆；
3.1.4 液压系统
液压系统是每一台稀浆封层机的工作机构的动力传递系统；多数采用多回路组合简单的齿轮泵-阀-马达系统，个别也由采用恒压祠服变量系统；两种系统各有优缺，前者维修简单方便，但管路复杂；后者管路简单，但故障率较高故障排出较复杂。主要组成部分：液压泵、各类控制阀、连接管路、液压油及油箱、液压油冷却器、工作机构的驱动马达和执行油缸、进出油滤器等。
3.1.5 乳化沥青系统
乳化沥青系统主要组成部分：乳化沥青箱、过滤器、乳化沥青泵及加热回路、计量装置、三通阀、标定管路、自加载循环管路、搅拌箱进油管路；乳化沥青泵一般采用高粘度低速齿轮定量容积泵，以减少齿轮咬合时对乳化沥青剪切破乳；技术先进的则采用变量泵，适应各种工艺配比调节；为了防止沥青泵内沥青硬化，好多稀浆封层机增加了热水循环系统来加热软化泵内沥青，以减少启动阻力；当然也有采用特殊泵的就不用热水加热，例如WEIRO公司的MAP-8000e选用喉管式高粘度泵，结构比较特殊，就不用加热。用三通阀类选择：搅拌箱进油、标定、自加载或自循环三个功能。
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.1.6 水系统
水系统也是稀浆封层机不可缺少的部分，水的用途主要有调节浆的稀稠度、路面喷水、高低压清洗；进入搅拌箱的水要能控制其流量，清洗用水要能调节其压力，该系统可以做成一个回路，也可以把高压用水和低压用水分成两路来实现。主要组成部分：水箱、过滤器、水泵、手动阀门、控制阀门、计量装置、搅拌箱进水管路、地面喷水装置和管路、低压水清洗装置和管路、乳化沥青管道及搅拌箱清洗管路、高压水泵及清洗装置、自加载管路。
3.1.7 添加剂系统
该系统用来添加一些外加剂，以调节改变乳化沥青的破乳时间，以适应外界环境的变化；从原理讲有采用气送的，也有泵送的，均要求外加剂在进入搅拌箱之前要能够进行计量。主要组成部分：添加剂罐、过滤器、泵、调节阀、计量装置、添加管路、标定管路、自加载管路。
3.1.8 皮带输送机
皮带输送机用于稀浆封层机对骨料的输送，主要组成部分：机架及连接装置、上下托棍、驱动滚筒、改向滚筒、涨紧装置、环形皮带、减速机等。
3.1.9 骨料仓
骨料仓用来存储级配骨料，要求容积足够大，能满足施工过程的需要，并且料仓侧壁要有一定的倾斜度如42o～45o，保证料仓中的骨料能够顺利下落到输送机皮带上；料门调节装置用来调节出料量；为了防止骨料的悬空，增加震动破拱装置。主要组成部分：料仓、破拱装置、料门调节装置。
3.1.10 配比系统
该系统保证各原料能够按一定的比例进入搅拌箱，分为分散驱动独立控制和集中驱动分散控制两种形式（又称：同轴供料），前者传动简单，但各种材料的设定比例受发动机转速的影响较大，产量不以调节；后者侧相反；按动力传动方式有机械式、液压式或机液复合式。以西筑公司MS9为例（见图 19）：液压马达驱动离合器轴，离合器轴带动骨料输送带、乳化沥青泵、添加剂和细料纤维送料器的液压泵；采用两个电控离合器以控制乳化沥青泵、骨料输送带、添加剂和细料纤维送料器的液压泵的启停；所有原料供给以这种方式结合在一起，在操作中无需改变混合物配比就可以改变稀浆产量。
3.1.11 搅拌装置
搅拌装置保证了稀浆混合料的充分混合，要求该系统搅拌轴要有足够高的转速，能在很短的时间内拌和混合料并且把混合料送入摊铺系统中（4～6秒），搅拌叶片要求为耐磨金属材料制成。该装置是稀浆封层发展过程中变化比较明显的一个地方，最早的搅拌箱是单轴螺旋叶片式，拌和能力差，拌和效率低，只能做慢裂慢凝的稀浆封层；后来发展为双轴搅拌形式(见图20)，在此基础上出现了双炮筒式

双轴搅拌叶片式搅拌箱，拌和能力高，效率也高，满足了改性稀浆封层发展的要求。
3.1.12 水泥、纤维添、液体染料、添加系统
该系统是随着稀浆封层技术的发展为了改善稀浆封层混合料的成浆性和提高改性稀浆封层稀浆的和易性、摊铺层的强度、调节破乳时间、摊铺彩色稀浆封层而设计的。该系统由料仓、螺旋输料器和计量部分组成。普通稀浆封层是不需要该系统的，尤其是纤维添加装置是更高要求的稀浆封层应该具有的；用户根据需要可增加液体染料添加装置做彩色稀浆封层施工，增加路面的标示功能
3.1.13 摊铺箱装置
摊铺箱是所有稀浆封层机获得优质稀浆封层的一个非常重要的部件，所有原料经整机精确配比拌和成浆后，稀浆混合料最终由摊铺箱完成摊铺；摊铺箱对每一台稀浆封层机来说有两大作用：首先是存储混合料、其次是把混合料均匀的摊铺至养护的路面。所以从结构形式上可以分为无搅拌轴摊铺箱、双搅拌轴摊铺箱甚至三轴摊铺箱；从所能适应的工艺可分为:微表处改性稀浆封层摊铺箱（ Microsurfacing Box ）、稀浆封层摊铺箱（Slurry Box）、车辙摊铺箱（Rut Box）、斜坡摊铺箱（Slope box）等。改性稀浆封层摊铺箱为双轴搅拌形式，通常要求搅拌轴转速高，有二次拌和能力和输送混合料的功能。从变宽的方式分：机械有级伸缩变宽和液压无级伸缩变宽；二者各有优缺。前者纵边成形好、不漏浆、宽度变化范围大（2500～4500mm），但变宽操作复杂、运输不方便，后者操作手在施工中可以很容易地依据路面变化进行调整摊铺宽度，伸缩中继续保持搅拌功能。宽度调整由在摊铺箱两边行走的施工人员控制，这种快速简易宽度调节也使摊铺箱在运输中更加容易、安全；但两侧漏浆、纵边成形不好；按布料螺旋可分为：连续、空心、间断叶片三种形式，后者适应欧洲产搅拌锅短（1.1～1.2m）需要再搅拌的间断螺旋叶片；不足是由于速度高容易引起破乳导致施工失败；前二种可以用于各种稀浆封层工艺施工；适应美洲产搅拌锅长（1.3～1.4m）无需再搅拌的连续螺旋叶片；特点是速度低不易引起破乳，特别适合于改性稀浆封层、改性乳化沥青稀浆封层、微表处路面养护工艺。

3.2 关键技术
3.2.1 稀浆混合料的摊铺
混合料的摊铺是稀浆封层施工技术中最关键的一步，尤其是微表处；要求摊铺装置的布料既要均匀又要形成合理的混合料流动循环，不能有死角、速度要适应混合料的需要。
3.2.2 稀浆混合料的搅拌
混合料的搅拌制浆要求纸浆搅拌装置的速度、叶片的布置、叶片表面的形式保证材料及时的混合均匀。
3.2.3 各种材

料比例供料
各种材料按照配方的设定稳定的进入制浆搅拌装置是动力传递系统设计的重点，同时满足不同生产率时各种材料比例的设定不变。
乳化沥青及稀浆封层技术至今已有近九十年的历史，在我国自上世纪70年代初期至今也由 30多年的历程；目前，欧美已成为各种公路路面养护的主要技术；笔者认为：随着我国公路干线建设、高速公路的飞速发展，该技术在我国市场前景广阔；该项技术的推广和发展必将为我国的公路养护事业带来巨大的社会效益和经济效益；不远的将来我们将赶上和超过世界先进水平。