稀漿封層設(shè)備技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

楊虎軍

（中國(guó)路橋工程有限責(zé)任公司，北京 100011）

0 引言

隨著我國(guó)公路建設(shè)的快速發(fā)展，大量道路的建設(shè)和使用使道路維護(hù)任務(wù)越來(lái)越重要，特別是高等級(jí)公路的維護(hù)。稀漿封層是一種重要的路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方法，由乳化瀝青、礦料、填料、水和添加劑組成，經(jīng)專(zhuān)用設(shè)備（稀漿封層車(chē)）拌和均勻，制成稀漿狀混合物，均勻地?cái)備伒皆械臑r青路面上，形成一層與原路面接合牢固的養(yǎng)護(hù)層。

稀漿封層有微表處和下封層兩種施工工藝。微表處方法主要應(yīng)用于提高路面的防水性、防滑和耐磨性；維護(hù)路面乏油和松散，延長(zhǎng)路面壽命；進(jìn)行輕微裂紋修復(fù)，并具有開(kāi)放交通時(shí)間短的特點(diǎn)。下封層的目的一是封閉某一層起保水防水作用；二是起基層與瀝青表面層之間的過(guò)渡與粘結(jié)作用。

1 稀漿封層設(shè)備技術(shù)分析

1.1 稀漿封層車(chē)分類(lèi)和上裝結(jié)構(gòu)分析

目前，稀漿封層車(chē)按骨料倉(cāng)容量一般分成兩大類(lèi)：基本型稀漿封層車(chē)和大型稀漿封層車(chē)。基本型稀漿封層車(chē)配置6×4 汽車(chē)底盤(pán)，骨料倉(cāng)容量9～10 m3；大型稀漿封層車(chē)配置8×4 底盤(pán)，骨料倉(cāng)容量一般≥12 m3。

稀漿封層車(chē)上裝結(jié)構(gòu)有兩種形式：一種是傳統(tǒng)整體式，即水箱、瀝青箱、骨料倉(cāng)為一個(gè)整體。水箱和瀝青箱布置在機(jī)架前部，發(fā)動(dòng)機(jī)等布置在料倉(cāng)兩側(cè)板的側(cè)下方。采用這種結(jié)構(gòu)的機(jī)型有：西筑MS9B、美國(guó)VSS、高遠(yuǎn)圣工、河北斯嘉特、德國(guó)百靈等。另一種是新型模塊式，即水箱、瀝青箱、粉料倉(cāng)、發(fā)動(dòng)機(jī)等分別為獨(dú)立的模塊。發(fā)動(dòng)機(jī)布置在駕駛室和骨料倉(cāng)之間，水箱、瀝青箱分別安裝在料倉(cāng)兩側(cè)板的側(cè)下方，粉料倉(cāng)安裝在骨料倉(cāng)的后上方。采用這種結(jié)構(gòu)的機(jī)型有：美國(guó)博坎、西筑MS12、西安達(dá)剛等。

采用新型模塊式上裝結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)剛性好，發(fā)動(dòng)機(jī)安置在車(chē)架前端，布置和維修空間大，可選發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)多，避免在料場(chǎng)加料時(shí)側(cè)置發(fā)動(dòng)機(jī)骨料拋撒對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)污染的問(wèn)題；但因水箱和瀝青箱放置在骨料倉(cāng)側(cè)下方，受空間狹小影響，箱體容量參數(shù)普遍偏小。為增大水箱和瀝青箱容量，往往會(huì)加長(zhǎng)骨料倉(cāng)，使得輸料皮帶機(jī)比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的皮帶機(jī)長(zhǎng)度長(zhǎng)，皮帶打滑可能性增加。綜合分析，對(duì)于大型稀漿封層車(chē)采用傳統(tǒng)整體式結(jié)構(gòu)較好，皮帶輸送機(jī)整體長(zhǎng)度適中，各箱體容量參數(shù)能設(shè)置的較為合理。

1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)、瀝青泵等重要零部件比較分析

稀漿封層車(chē)通常采用獨(dú)立的上裝發(fā)動(dòng)機(jī)為工作裝置提供動(dòng)力。額定功率70～100 kW/h，由于稀漿封層車(chē)屬于間歇工作方式，發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)工作的時(shí)間不會(huì)超過(guò)半小時(shí)，其工作載荷相對(duì)平穩(wěn)，可選用發(fā)動(dòng)機(jī)較多，如：西筑、高遠(yuǎn)圣工等稀漿封層車(chē)選用國(guó)產(chǎn)康明斯柴油機(jī)、進(jìn)口的VSS 稀漿封層車(chē)配置約翰迪爾柴油機(jī)（82 kW/2200（r/min））、博坎稀漿封層車(chē)配置美國(guó)康明斯柴油機(jī)（75 kW/2200（r/min））。

國(guó)內(nèi)某廠家推出無(wú)上裝發(fā)動(dòng)機(jī)稀漿封層車(chē)，上裝動(dòng)力取自底盤(pán)取力器。在配置成本和環(huán)保、降低排放方面有一定優(yōu)勢(shì)。但從實(shí)際使用看，采用底盤(pán)取力器方案也有一些明顯不足：①功率不足。稀漿封層車(chē)施工時(shí)底盤(pán)速度低，底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速通常在800～1000 r/min，取力器很難取出的足夠穩(wěn)定的動(dòng)力；②試車(chē)、標(biāo)定時(shí)無(wú)需底盤(pán)動(dòng)作卻要啟動(dòng)底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)，操作不便、浪費(fèi)燃油。因此采用上裝發(fā)動(dòng)機(jī)的較多。

稀漿封層車(chē)瀝青泵用來(lái)輸送乳化瀝青，稀漿封層車(chē)在施工過(guò)程中，由于攤鋪寬度和厚度的不同，稀漿混合料生產(chǎn)量也需不同，通常需要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)乳化瀝青流量。目前稀漿封層車(chē)瀝青泵絕大多采用定量瀝青泵，通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)速而變量的方式，這種方式瀝青泵的選擇范圍較大。瀝青泵的泵殼保溫通過(guò)接入發(fā)動(dòng)機(jī)熱水預(yù)熱來(lái)完成，減少啟動(dòng)阻力。西筑MS9B 稀漿封層車(chē)瀝青泵為手動(dòng)變量瀝青泵，瀝青泵轉(zhuǎn)速不可調(diào)，但通過(guò)調(diào)整瀝青泵上變量機(jī)構(gòu)，瀝青流量調(diào)節(jié)精度高，但這種瀝青泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，同類(lèi)產(chǎn)品較少。

1.3 傳動(dòng)模式及電液系統(tǒng)比較分析

國(guó)內(nèi)稀漿封層車(chē)通常采用多泵多馬達(dá)系統(tǒng)，系統(tǒng)共6～7 個(gè)液壓回路，各系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)電磁換向閥和電液比例閥控制以實(shí)現(xiàn)馬達(dá)的啟停、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等功能。系統(tǒng)通過(guò)PLC 或?qū)Ｓ每刂破骷锌刂疲奖銓?shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。系統(tǒng)液壓回路簡(jiǎn)單，故障維修簡(jiǎn)單方便，缺點(diǎn)是液壓系統(tǒng)易發(fā)熱，能耗較高。

西筑MS9B 稀漿封層車(chē)最明顯特點(diǎn)是采用同軸配料傳動(dòng)模式，供料系統(tǒng)通過(guò)離合器軸驅(qū)動(dòng)骨料輸送機(jī)、乳化瀝青泵、添加劑泵和粉料螺旋。所有原料供給用這種方式聯(lián)系在一起，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)的情況下，也可保證混合物配比恒定，材料配比精度高。

博坎稀漿封層車(chē)采用單泵多馬達(dá)系統(tǒng)，系統(tǒng)采用的液壓泵為大排量柱塞泵，為各馬達(dá)提供壓力油，通過(guò)閥控馬達(dá)為工作裝置提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)裝置啟停、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等功能。系統(tǒng)盡可能采用手動(dòng)換向閥、手動(dòng)調(diào)速閥，采用機(jī)械鏈條聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)原理簡(jiǎn)單，管路較復(fù)雜，但可靠性高。

1.4 攤鋪箱技術(shù)現(xiàn)狀

攤鋪箱是稀漿封層施工中的關(guān)鍵配套設(shè)備，在稀漿封層施工中，相關(guān)材料經(jīng)設(shè)備的精確配比拌和后，最后的路面攤鋪工作由專(zhuān)門(mén)的攤鋪箱完成。攤鋪箱一般為機(jī)械加寬式攤鋪箱，設(shè)計(jì)有雙排螺旋，便于稀漿混合料的快速攪拌和攤鋪；攤鋪箱兩側(cè)和中心高度均采用方向盤(pán)式調(diào)整，調(diào)整高度精確；攤鋪箱采用雙軸螺旋攪拌器，攪拌角度大，無(wú)死角，沒(méi)有集料破乳現(xiàn)象；混合料最終經(jīng)橡膠刮板刮平。在施工中，博坎攤鋪箱結(jié)構(gòu)剛性好，攤鋪效果最好。

車(chē)轍攤鋪箱是主要針對(duì)路面車(chē)轍病害進(jìn)行車(chē)轍攤鋪而設(shè)計(jì)制造的專(zhuān)用設(shè)備。根據(jù)攤鋪寬度的不同有1.2 m、1.5 m、1.8 m三種規(guī)格，拱度都是可調(diào)的。

2 稀漿封層設(shè)備技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著公路養(yǎng)護(hù)市場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電液控制技術(shù)、新材料和新工藝的不斷發(fā)展應(yīng)用，及用戶(hù)對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)認(rèn)識(shí)的提高，稀漿封層施工設(shè)備的需求量也呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，但客戶(hù)對(duì)工程機(jī)械產(chǎn)品的要求早已過(guò)了能干活就行的階段，要求提供的設(shè)備不僅能干活，而且還要操作舒適、方便，使用更省油、更環(huán)保等。這就要求設(shè)備增強(qiáng)用戶(hù)體驗(yàn)感，在智能化、信息化、人性化方面再上臺(tái)階。

稀漿封層車(chē)將在以下方面進(jìn)一步提升，引領(lǐng)養(yǎng)護(hù)稀漿封層技術(shù)發(fā)展潮流。

2.1 提高材料配比精度、不斷優(yōu)化拌和攤鋪性能

對(duì)骨料、乳化瀝青、水泥等材料的輸送、拌和、攤鋪是稀漿封層車(chē)的基本功能。材料級(jí)配是稀漿封層車(chē)最重要的技術(shù)指標(biāo)，直接決定著施工質(zhì)量。隨著技術(shù)進(jìn)步，根據(jù)路面的使用狀況，更加精準(zhǔn)的養(yǎng)護(hù)工藝和手段成了未來(lái)路面養(yǎng)護(hù)的新方向，這就需要稀漿封層車(chē)的級(jí)配精度控制不斷提高、拌和和攤鋪性能不斷優(yōu)化，施工質(zhì)量越來(lái)越好。

2.2 智能化控制和人性化操作

隨著電液控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，稀漿封層車(chē)的電氣控制技術(shù)越來(lái)越智能化，更多人性化理念融入其中。各種運(yùn)動(dòng)參數(shù)由控制器操作完成，實(shí)現(xiàn)與上裝發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)的CAN 總線通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、控制、GPS 定位等功能，在服務(wù)上更加便捷、完善，使操作保養(yǎng)方便快捷。

2.3 環(huán)保節(jié)能和設(shè)備輕量化趨勢(shì)

環(huán)保節(jié)能是工程機(jī)械未來(lái)發(fā)展的方向，利用智能控制實(shí)現(xiàn)功率合理匹配，動(dòng)力按需使用，以期達(dá)到降低燃油消耗和噪聲的目的。通過(guò)新材料的應(yīng)用，如合金材料、非金屬材料等，采用新結(jié)構(gòu)，不斷發(fā)展應(yīng)用新型配套件等，既能改進(jìn)設(shè)備性能，又能減輕設(shè)備質(zhì)量。

2.4 配置和功能的多樣化

配置和功能的多樣化是路面養(yǎng)護(hù)設(shè)備最顯著的特點(diǎn)。同步纖維磨耗層技術(shù)結(jié)合了同步薄層罩面技術(shù)和微表處技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，延長(zhǎng)路面的使用壽命，提高路面的服務(wù)效能。其施工設(shè)備就是在稀漿封層車(chē)上改造而成，增加噴灑系統(tǒng)和纖維添加系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了粘結(jié)層的噴灑和添加纖維。通過(guò)加掛各種規(guī)格的車(chē)轍攤鋪箱，實(shí)現(xiàn)了車(chē)轍攤鋪。通過(guò)對(duì)設(shè)備的簡(jiǎn)單改造，實(shí)現(xiàn)冷拌和冷鋪施工或者彩色瀝青等新型路面材料施工，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。

目前，國(guó)內(nèi)各個(gè)生產(chǎn)廠家都在不斷探索，努力研發(fā)新一代智能型稀漿封層車(chē)，實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)稀漿封層裝備率先升級(jí)。國(guó)內(nèi)某公司2019 年推出MS12e 稀漿封層車(chē)，是國(guó)內(nèi)最新款智能型稀漿封層車(chē)，以全新外觀設(shè)計(jì)、全新功能配置、全新操作體驗(yàn)，開(kāi)啟稀封智能化控制新高度。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著市場(chǎng)需求的多樣化，需要提供給客戶(hù)靈活多樣的產(chǎn)品和服務(wù)，滿(mǎn)足用戶(hù)定制化需求，是今后一段時(shí)間稀漿封層技術(shù)工作的重點(diǎn)。也要研究稀漿封層施工的工藝技術(shù)變化，瞄準(zhǔn)施工標(biāo)準(zhǔn)的提升方向，及時(shí)改進(jìn)完善產(chǎn)品，向用戶(hù)提供一流的產(chǎn)品和服務(wù)。研究路面養(yǎng)護(hù)工藝的新變化和發(fā)展趨勢(shì)，研究路面養(yǎng)護(hù)新材料，作路面養(yǎng)護(hù)方案、材料、設(shè)備以及服務(wù)的綜合提供商。