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    瀝青灑布車發展歷程與未來技術趨勢
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    瀝青灑布車發展歷程與未來技術趨勢
    2021年05月08日    閱讀量:12108    新聞來源:瀝青網 sinoasphalt.com  |  投稿

    產品發展歷程


    瀝青灑布車從誕生到現在已經有100多年歷史,我國在20世紀50年代,開始從蘇聯引進技術生產瀝青灑布車,其發展歷程大體可分為3個階段,即引進模仿期、改進提升期和創新智造期。


    世界上第一臺瀝青灑布車是美國埃特耐(ETNYRE)公司于1898年發明的。它是一臺由馬牽引的拖式灑布車,主要是通過木柴、煤炭或其他燃料將瀝青加熱到熔化狀態,車輪通過機械傳動帶動瀝青泵實現瀝青噴灑瀝青網sinoasphalt.com。如圖1所示。隨著工業技術及生產水平不斷提升,人們對瀝青灑布施工工藝的要求也越來越高,因此灑布灑布車技術水平也不斷改進和提升。


    最早在20世紀40年代,出現了功能較為完善的自行式瀝青灑布車。


    瀝青灑布車在我國的應用及發展,大體可分為三個階段:引進模仿期、改進提升期和開發創新期。

    瀝青灑布車發展歷程與未來技術趨勢 瀝青網,sinoasphalt.com


    引進模仿期


    20世紀50年代,我國由蘇聯引進技術并開始生產瀝青灑布車,如圖3所示。該機型特點包括以下幾點:用明火通過火管直接對瀝青進行加熱;采用容積式瀝青泵加壓噴灑;通過更換或加長噴桿的方法,改變噴灑寬度;通過更換不同的噴嘴改變搭接層數;通過調節行車速度與瀝青泵轉速的匹配關系,實現預定的灑布量。


    從當時國內的工業水平來看,這種機型還是比較先進的。雖然這種設備灑布質量還不夠高,操作還比較麻煩,但該產品在替代人力勞動、提高施工生產率等方面,都發揮了十分重要的作用。


    20世紀60年代中期,交通部下屬的郴州筑路機械廠生產出我國第一代具有自主知識產權的瀝青灑布車。該型號產品的底盤采用長春一汽CA10卡車底盤,如圖4所示。由于工業技術發展水平所限,這種傳統的瀝青灑布車結構在國內幾乎保持到20世紀末,其技術與性能也沒有太多進步。


    改進提升期


    隨著我國改革開放步伐的不斷加快,工業技術及生產水平不斷提升,特別是高速公路的擴建、改性瀝青的推廣以及公路養護社會化的需要增大,人們對瀝青灑布車的功能提出了更高的要求。


    在此期間,國內專家學者和有關從業人員共同努力,國內瀝青灑布車的性能不斷提升,功能不斷完善。20世紀90年代中期,國內市場上出現了一批能實現定量灑布的瀝青灑布車,即第二代灑布車。這些瀝青灑布車克服了機械式瀝青灑布車車速與瀝青不能分別獨立控制,主車變速箱取力器難以適應灑布工況等難題。當時的產品主要分為兩大類:一是后置發動機式瀝青灑布車,二是液壓式瀝青灑布車。如圖5所示。


    液壓式瀝青灑布車是從汽車變速箱取力,取力器與瀝青泵之間設置變量泵、換向閥、變量伺服閥、液壓馬達等液壓元件。瀝青灑布車灑布作業時,按所需的車速行駛,然后調節變量伺服閥迅速改變液壓馬達轉速,使瀝青泵達到所需的轉速。液壓式瀝青灑布車的瀝青泵采用獨立控制,較好地解決了灑布量與車速的匹配關系,因此實現了更精確的瀝青灑布。


    后置發動機式瀝青灑布車是在汽車尾部設置一個專門的發動機,經離合器、變速器、聯軸器與瀝青泵連接,并由五輪儀精確顯示車速,用磁電轉速表精確顯示瀝青泵轉速。如圖6所示。由于汽車車速及瀝青泵轉速分別獨立控制,灑布時汽車按所需的車速行駛,瀝青泵按所需的灑布量運轉,很好地解決了灑布量與車速的匹配關系,因而在允許的范圍內可以實現灑布精度高,均勻性好。且配裝專用的動力裝置,動力充足,取力方便靈活。


    開發創新期


    進入新世紀以來,國際技術交流進一步加強,液壓技術與控制技術的推廣與應用,電子技術及測量技術的進步和普及,為我國智能型瀝青灑布車的發展提供了技術和物質保證,使智能型瀝青灑布車性能日趨完善,智能水平不斷提高。


    與傳統瀝青灑布車相比,智能型瀝青灑布車能根據用戶的使用工況,隨時自動調節瀝青灑布量。由于其灑布精度高、控制智能化、操作簡單、故障率低,維修簡便,能滿足高等級路面瀝青灑布的技術要求,使得這一時期傳統生產廠家得到進一步發展,同時也涌現出多家新企業進入這個行業。


    (1)西安達剛路面機械股份有限公司


    西安達剛路面機械股份有限公司在李太杰教授的帶領下,刻苦鉆研,不懈努力,克服一個個技術難題,率先在在我國開始研制智能型瀝青灑布車。隨后進過10多年的不斷發展,生產的瀝青灑布車規格型號更加齊全,罐容包括4000L、5000L、6000L、8000L、12000L等多種規格。汽車底盤可根據用戶需要選擇任意型號,整機性能,操作駕駛性和較高的智能化程度,在很多功能上都達到國際先進水平。西安達剛智能型瀝青灑布車如圖7所示。


    作為新時期創新的代表,西安達剛智能型瀝青灑布車具有五大技術優勢。


    一是用導熱油加熱取代傳統火管加熱。全自動導熱油加熱系統技術先進、工作可靠。它利用自動點火柴油燃燒器加熱,配裝雙層U型火管,采用全方位導熱油循環設計,對瀝青進行溫火加熱,加熱柔和,解決了瀝青局部高溫易老化的弊端。配有電子溫度測控裝置,由人工設定加熱溫度,自動控制系統可以在設定溫度范圍內自動點火、熄火和保溫,可做到無人看管。升溫速度快,滿足現代改性瀝青噴灑溫度≥175℃的需求。對瀝青泵、瀝青管路和噴嘴進行全方位導熱油加熱、保溫,確保噴嘴不堵塞;噴灑可靠,起噴前不需噴燈烘烤,噴灑結束后也不需柴油清洗。


    二是合理配置攪拌系統。為膠粉瀝青的灑布配置了獨特的雙攪拌系統,通過液壓馬達驅動實施,確保瀝青橫縱方向攪拌,使橡膠粉與瀝青能夠有效地融合,防止橡膠顆粒在瀝青罐內沉積。


    三是灑布桿、噴嘴布置科學合理。瀝青灑布桿采用折疊方式改變灑布寬度,取代了以往通過更換不同長度灑布桿改變灑布寬度的方式。配裝可以獨立控制的噴嘴,不僅在噴灑過程啟動迅速、關閉徹底,而且可在最大灑布寬度之內任意設定灑布寬度(級差為一個噴嘴間距)。管路布置及噴嘴設計合理,實現了三重疊噴灑,保證了灑布在橫向范圍內非常均勻。先進的控制系統確保灑布量不受車速變化的影響,保證了縱向的灑布均勻性,從而真正實現了均勻灑布。采用液壓傳動技術,改變了以往機械式瀝青灑布車灑布量調節范圍過小的缺陷,使灑布量范圍可以在0.3~3kg/㎡范圍內連續可調。


    四是應用微機智能控制技術。瀝青灑布車的灑布參數,如灑布寬度、灑布密度以及瀝青比重,可根據路面施工要求人工在微機上設定,鍵盤輸入。此外,微機還可為司機提供參考車速,甚至變速箱應掛擋位。從設計角度給出的參考車速,是一種優化的結果,它可保證設備在灑布參數范圍內,發動機、瀝青泵等得到良好的匹配。引進車速參與控制,當車速變化時,瀝青灑布系統可滿足瀝青噴灑與行車速度的匹配關系,以滿足車速有較大偏差而不影響每平方米灑布量精度。采用微機加單噴嘴獨立控制技術,可在工作現場實現任意形面噴灑,即噴灑過程可開啟或關閉每個獨立的噴嘴,以滿足特殊工作面的要求。即使灑布寬度改變,灑布密度也保持不變。液晶顯示屏可實時將車輛的各種參數,如灑布量、車速,瀝青泵轉速,灑布距離,以及瀝青溫度和液位等反饋給駕駛員,以便其了解車輛的運行狀態。應用先進的雷達測速技術,可消除動力半徑變化和地面滑轉等因素對灑布量的影響。


    五是將壓縮空氣引入操作系統。將壓縮空氣引入操作系統,不僅可以控制瀝青閥門和噴嘴,還可用于瀝青管路的吹掃。即在噴灑工作結束后,可將管道內剩余瀝青壓回儲罐,并將全部噴嘴吹掃干凈,以利下次啟用。


    (2)杭州美通筑路機械股份有限公司


    杭州美通筑路機械股份有限公司的瀝青灑布車分為普通型和智能型。智能型瀝青灑布車的研制開發是在集國內外智能型灑布車優點的基礎上,又創新了4項新技術:一是多種瀝青可轉換使用;二是瀝青酒布噴頭采用多層過濾,保證灑布質量;三是瀝青灑布實際面積采用計算機計數;四是瀝青泵采用底盤尾氣保溫,以便節約能源。如圖8所示。


    (3)河南高遠圣工股份有限公司


    河南高遠圣工股份有限公司生產的瀝青灑布車選用專用底盤,在對外功率輸出軸上加裝了專利技術裝置---耐高溫離合器,以確保零起步灑布。利用底盤發動機和外接電源2種方法實現加熱功能,以減少柴油消耗。工業計算機可根據施工情況的變化,修正各個參數,從而準確地控制瀝青泵的流量,灑布量誤差可控制在±1.5%以內。


    該產品配有重力清空裝置,可在不啟動瀝青泵的情況下將罐內殘留瀝青徹底排空。中間灑布管上設有平衡裝置,以防止施工中兩側灑布桿的下垂現象。配有噴水裝置,以防止施工過程中瀝青黏附輪胎。施工結束后可利用高壓空氣和少量柴油將管道內殘留瀝青徹底清空,方便快捷,節約能源。如圖9所示。


    (4)中交集團郴州筑路機械有限公司


    中交集團郴州筑路機械有限公司是國內最早生產瀝青灑布車的企業,其產品分為普通型和智能型2個系列,包括3000L、5000L、8000L、12000L等多個規格,其產品底盤采用國內知名品牌,主要零部件采用國際名牌產品,性能穩定可靠。如圖10所示。


    其瀝青灑布過程可電腦自動控制或手動控制,確保施工作業更加可靠。灑布管內部雙通道設計,確保所有噴嘴灑布均勻一致。采用低轉速、大排量瀝青泵,確保乳化瀝青不會破乳。從主車發動機直接取力,瀝青灑布實現起步零距離噴灑。每個噴嘴單獨控制,灑布量、灑布寬度任意調節。加裝2個燃燒器,采用全自動導熱油加溫系統,全方位加熱瀝青泵、灑布管、噴嘴和罐體。瀝青罐保溫性能好,平均降溫≤2℃/h。罐內加裝攪拌裝置,解決了橡膠瀝青極易沉淀、離析等問題。配裝柴油和空氣2套清洗系統,以清洗瀝青泵、閥門、管道和噴嘴。瀝青罐具有自吸外排功能,手灑裝置,方便邊角部位施工。


    (5)北京歐亞機械設備有限公司


    北京歐亞機械設備有限公司最早代理銷售法亞(FAYTA)集團瀝青灑布車,后改為自行生產,其設計理念更加注重環保和操作方便性,集精密性、靈活性、高效性于一身。如圖11所示。


    歐亞智能型灑布車關鍵零配件國外進口,部分散件采用特殊定制。瀝青灑布由電腦控制,采用雷達測速,編碼器用于提供脈沖信號,灑布量可根據不同路面情況進行調整,以減少不必要的浪費。瀝青灑布量誤差不超過±1%。噴嘴寬度可調,并配有手動備用系統。


    采用導熱油全程加熱瀝青罐、瀝青泵、瀝青管道、灑布管,獨特的噴嘴設計結構和角度,可實現側向平行灑布。


    3層重疊灑布,灑布更加均勻。一種噴嘴可用于灑布各種瀝青,不需要更換噴嘴。首家采用將瀝青泵、驅動馬達、瀝青泵測速裝置集成為一體的技術,安裝方便,結構緊湊。


    未來技術趨勢


    國際上由于各國公路施工情況不同,工藝不同,瀝青灑布車的設計思路也不不相同,瀝青灑布車結構與使用性能也有很大差別。發達國家大規模公路建設已經基本完成,公路網已經完善,這幾年新推出的瀝青灑布車品種已經很少。從國內總體來看,瀝青灑布技術水平正在迅速提高,傳統產品除部分用于公路養護外,大部分正在逐漸被智能型瀝青灑布車替代。


    公路事業的發展,特別是新工藝、新材料、新技術的應用,以及人們對施工質量要求的不斷提高,為瀝青灑布車提供廣闊的發展空間。新建高速公路的“透層”、“下封層”、“黏層”需要高質量瀝青噴灑;低等級公路和大量的鄉鎮公路采用的“層鋪法”需要高質量瀝青噴灑;大量的路面養護作業,采用的“單表處”或“雙表處”工藝也都需要高質量瀝青噴灑。這些都對瀝青灑布車的生產企業提出了更高的要求。主要技術趨勢如下:


    控制微機化


    司機在駕駛室用專用微機可完成全部的設定和操作。通過雷達測速系統,比例控制灑布量,灑布均勻,灑布精度可達1%。顯示屏可顯示必要的動態參數,如車速、瀝青泵流量、轉速、瀝青溫度、液位等,以便司機隨時了解設備運行情況。


    罐容系列化


    小型養護作業,瀝青用量少,小罐容灑布車即可滿足需要;大型高速公路施工,需要大容量瀝青灑布車,以減少施工中瀝青灑布車回庫趟數,提高工作效率。未來瀝青灑布車的罐容系列將越來越多,大型瀝青灑布車的罐容將達到15000L以上。


    灑布寬度系列化


    噴嘴的獨立或分組控制,是現代瀝青灑布車必需的功能。未來主流的瀝青灑布車灑布寬度將達到2.4~6m,在最大灑布寬度范圍內,實際灑布寬度在現場可以按需設定。


    向兩級化發展


    未來的瀝青灑布車一方面會向大型化、智能化發展,另一方面將向小型化、低成本方向發展。新修路面工程中用于粘層、透層的瀝青灑布,作業面積大,工期緊張,瀝青灑布量大,宜采用作業效率高、可靠性高、操作智能化的瀝青灑布車。在路面養護施工時,作業面比較分散且量又不大,宜采用罐容較小且不需加熱的乳化瀝青灑布車。對于用戶來講,這不僅降低采購成本,還有利于減少使用成本。


    更加節能環保


    隨著人們環保意識的增強,“綠色施工”的環保型瀝青灑布車逐漸被提上議程。施工時防止瀝青飛濺,或安裝有煙氣回收裝置瀝青灑布車,將越來越受到施工單位的青睞。提高瀝青加熱效率、減少熱量損失,有利于節能環保的國家政策,是現代瀝青灑布車設計的新理念。這就要求將較低溫度的瀝青在瀝青灑布車內快速升溫,以達到噴灑要求。為此,瀝青灑布車瀝青升溫應達到10℃/h以上,瀝青平均溫降應低于1℃/h以下。


    起步灑布質量更高


    起步灑布質量是瀝青灑布車追求的重要性能之一,其包括起步到始噴距離和初灑段(0~3m)的灑布量精度。零噴距是很難做到的,但減小始噴距離有利于噴灑作業的接續。現代瀝青灑布車的起噴距離越短越好,起步噴灑盡量整齊,橫向呈一條線最好。初灑段的灑布量及其精度與始噴距離有一定的關系,一般來說始噴距離越短,灑布量越難控制,灑布精度越低。西安達剛產智能型瀝青灑布車可以做到起步后0.7m距離準確噴灑,且橫向呈一條直線。


    管理大數據化


    具體來講,就是將“互聯網+”、“物聯網”、遠程監控、大數據分析技術,應用到瀝青灑布車日常施工管理中。通過數據采集、智能診斷、在線服務、遠程控制技術,實時了解瀝青灑布車的運行狀態、作業量、燃油消耗量、瀝青用量、作業時間等信息,方便瀝青灑布車的日常維護,減少使用維護成本,提高瀝青灑布車使用效率。目前,西安達剛開發的益智管理系統已成功應用于瀝青灑布車的日常管理中。


    向專用化發展


    特種瀝青、高黏度瀝青或新型混合材料的出現,將驅動瀝青灑布車向功能專用化發展,未來將可能針對環氧瀝青、霧封層、含砂霧封層、纖維瀝青等研發專用瀝青灑布車。此外,提高瀝青灑布車的易操作性、舒適性、可靠性以及降低生產成本,也是現代瀝青灑布車技術進步的重要方向。


    “一帶一路”向縱深發展以及建設施工領域新技術、新工法的推廣應用,為工程機械展現了廣闊的發展平臺,相信在業內人士的共同努力下,我國瀝青灑布技術很快就會達到國際先進水平。



    標簽:行業新聞工程機械瀝青混凝土
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