概述
瀝青撒布機是一種歷史最長的路面工程機械。在採用瀝青貫入法表面處治,透層、粘層、混合料就地拌和瀝青穩定土等施工養護工程中,瀝青撒布機用來噴撒各種液態瀝青材料(包括熱態瀝青、乳化瀝青)。大容量的瀝青撒布車在工程中也要作為瀝青和乳化瀝青等的運載工具,瀝青撒布機在公路、城市道路、機場、港口碼頭、水庫工程等工程中被廣泛套用。
瀝青撒布機在國外已成系列產品,大型撒布機的瀝青箱容量在10000L以上,撒布寬度在7.5m以上,可噴撒200℃高溫的改性瀝青。撒布機多採用液壓操縱,並配以先進的控制儀表,包括行駛速度、泵的轉速、溫度、壓力、流量等計量儀。撒布寬度調節一般都是用液壓機構控制噴嘴開啟數量的方法,所有噴嘴都能獨立的打開和關閉,所以寬度調節方便、精確。先進的撒布機採用計算機自動控制,在瀝青撒布機駕駛室內設有計算機及輸入鍵盤。計算機內儲存多種作業配方。在噴撒瀝青或乳化瀝青粘接層等不同材料時,駕駛人員根據撒布規範,將撒布材料的密度、撒布量作為常量,撒布速度、撒布寬度、瀝青泵轉速等作為變數,通過鍵盤輸入計算機,撒布機就會自動進行噴撒作業。噴撒作業完成後,計算機自動列印出作業的噴撒量、噴撒路面的長度、平均寬度、平均撒布率、溫度等數據。瀝青泵的結構型式在不斷的發展,新型結構如圓弧泵等已在工程中使用,提高了對粘稠瀝青的適應性能及減磨性能等。
隨著我國公路黑色化的發展,瀝青撒布機也有了很快的發展和提高,我國的瀝青撒布機早期使用的是手壓式撒布機,一直延用了很長時間,20世紀50~60年代逐漸在道路工程中使用前蘇聯製造的瀝青撒布機,1964年開始在國產解放牌汽車底盤上研製瀝青撒布機.至今已發展成不同型號、多種規格的瀝青撒布機,但技術性能特別是操縱性能、瀝青泵的壽命等與國外產品有較大的差距,高性能的瀝青泵及撒布系統、計算機控制操縱系統等均有待開發和提高。
分類
瀝青撒布機可以根據其瀝青容量、移動形式、噴撒方式及瀝青泵的驅動方式進行分類。
1.根據瀝青儲箱容量,瀝青撒布機可分為小型(容量小於1500L);中型(容量1500~3000L);大型(容量大於3000L)。
2.根據移動形式,瀝青撒布機可分為手推式;拖運式;自行式。
自行式瀝青撒布機是目前最常用的一種瀝青撒布機,其特點是將瀝青儲箱及撒布系統都裝置在同一輛汽車底盤上,具有加熱、保溫、撒布、回收及循環等多種功能。其瀝青儲箱容量一般大於1500L,瀝青撒布量可進行調節控制。
3.根據噴撒方式,瀝青撒布機可分為泵壓噴撒、氣壓噴撤兩種。
(1)泵壓噴撒。泵壓式瀝青撒布機是利用齒輪式瀝青泵等把液態熱瀝青從儲箱內吸出,並以一定的壓力輸送到撒布管並噴撒到地面上。泵壓噴撒式瀝青撒布機有以下功能:在瀝青庫可自行灌裝瀝青;利用瀝青泵將庫內瀝青輸入其他容器;儲箱內瀝青可在循環中被加熱到工作溫度。
(2)氣壓噴撒。氣壓式瀝青撒布機是利用空氣壓力使瀝青經撒布管進行噴撒作業。氣壓式瀝青撒布機的優點是:作業結束時可將管路中的殘留瀝青吹掃乾淨;噴撒乳化瀝青時不會產生破乳現象。
4.根據瀝青泵的驅動方式,瀝青撒布機可分為汽車發動機直接驅動式和獨立發動機驅動兩種形式。
結構
瀝青儲箱
瀝青儲箱主要由箱體、隔熱層、外罩、溢流管、過油管、閥門、隔板、加熱火管、浮標和固定架等組成。
瀝青儲箱是一個用3~5mm厚的鋼板焊接而成的橢圓形封閉長筒。在殼體外包有30~50mm厚的玻璃絨或岩棉等製成的保溫隔熱層。在保溫隔熱層外用薄金屬板套殼包住。此隔熱保溫層可使瀝青箱內的熱態瀝青在環境溫度為12~15℃時溫度下降不大於2℃/h,可使瀝青的溫度緩慢降低。筒體中部所焊橫隔板將筒體分為前、後兩腔(底部有缺口相通),這樣可以減少瀝青由於行駛產生的振動和衝擊,同時又增加了簡體的強度。在箱頂的中部有一個帶濾網的大圓口,不僅可以加入瀝青,而且在維修時便於人員進出。為了加熱箱體內的瀝青,在箱體的中下部安裝了排列整齊的加熱管。箱底部開有出油孔,孔內設有總閥門,它由箱頂上的手輪通過長柄執行機構控制,出油口的下面裝有一個主三通閥和
瀝青泵。箱內還設有進料管和測定瀝青量的浮標。溢流管透出箱底,超量的瀝青可以由此流出。
加熱系統
撒布機經長途行駛後,其瀝青箱內的熱態瀝青溫度會降到工作溫度以下,所以,使用前必須進行再加熱升溫。其加熱的方式有箱底加熱和箱內加熱兩種方式。箱底加熱是火焰直接加熱箱底以提高瀝青溫度,多用於小型瀝青撒布機;箱內加熱是利用設定於箱內的1~2根U形管或L形火管加熱瀝青使其升溫。它主要由燃油箱、兩個固定噴燈、一個手提式噴燈、兩根U形火管和帶有濾清器的油管系統所組成。
固定式噴燈安裝在U形管的端部,向火管內噴人火焰加熱瀝青,廢氣從排煙口排出。
螺旋管的下部設有油盤,儲少量燃油,在點燃前預熱噴管,加快燃油汽化。儘快達到正常汽化燃燒的目的。
燃油箱由汽車的儲氣筒向內提供壓縮空氣,燃油在一定的壓力下,向噴燈供油,箱上安裝有壓力表等。
固定噴燈是由鋼管制成的噴管和噴嘴,噴管為螺旋狀,以利於燃油加熱汽化。為了使燃油霧化質量好,管道中設有燃油濾清器,過濾雜質,使其燃燒更充分。
手提式噴燈可在作業前加熱瀝青泵與管路系統,以熔化原來殘留的瀝青,並可在修補路面時使用。
傳動系統
自行式瀝青撒布機的傳動系統包括基礎車的傳動系統和瀝青泵驅動傳動系統。瀝青泵驅動傳動系統由分動箱、傳動軸及瀝青泵等組成。傳動路線是:發動機→離合器→變速器→分動箱→傳動軸及聯軸節→瀝青泵。在聯軸節與泵軸之間安裝有安全銷,一旦油泵超載而不能轉動,安全銷首先折斷而起到保證安全作用。
分動箱是一個三軸式齒輪箱,共有六個齒輪,兩個順擋、一個空擋和一個倒擋,一般是裝在汽車變速器的右側,由設在駕駛室內的操縱桿進行操縱。順擋使撒布機有不同的撒布量進行撒布、循環、輸送及儲油箱吸油等工作。倒擋是用於將管路中的殘餘瀝青吸入儲箱內。
撒布系統
循環一撒布系統的作用是使瀝青箱內的熱態液體瀝青在循環管道內不斷循環流動,以使箱內的全部瀝青都能加熱,並在運輸過程中能保持均勻的溫度。此外,循環一撒布系統還完成向箱內抽進熱態瀝青、抽空箱內液料和撒布管內的余料、轉輸液料及熱態瀝青的撒布工作。循環一撒布系統主要由瀝青泵、主三通閥、左右管道三通閥、管道、撒布管和噴嘴等組成。瀝青泵一般為低壓式齒輪泵,安裝於輸油總管上,其轉速為400~800r/min,控制轉速可控制瀝青的撒布量。
循環撒布管道是用不同長度和規格的無縫鋼管做成的,其作用是輸送高溫液態瀝青。管道應儘量短些,以減少熱量損失,它一般由吸油管、輸油總管、橫管、進油管、循環管、撒布管等所組成。撒布管中間被隔開,以控制左右側撒布瀝青、固定撒布管的長度一般為2~4m,並每隔100mm開一個小孔,以便配製不同規格的噴嘴。噴嘴可以按其不同的需要選定。為了擴大撒布機的使用範圍,在撒布管的兩側可以臨時安裝活動撒布管。
三通閥是控制液態瀝青在管道內流動的方向,如LS-3500型撒布機共安裝旋塞型三通閥四隻,主三通閥安裝在瀝青泵的上方,其餘三隻安裝在橫管的兩邊。通過操縱這四個三通閥的不同位置,並配合瀝青泵的正反轉,就可以完成瀝青撒布機的吸油、轉輸、循環、全撒布、左右撒布、抽空和少量撒布等多種作業形式,各個操縱的方位在標牌上有說明,可以按標定方位進行操作。
瀝青泵
瀝青泵為外嚙合齒輪油泵,它是由
齒輪、泵殼、軸及前後蓋所組成,工作時由自身傳送的液態瀝青進行潤滑。
操縱機構
瀝青撒布機操縱機構是由站在撒布機後部操縱台上的人員通過手輪和操縱桿等機構進行操縱的。它的操縱包括三通閥的撥轉和撒布管的升降與橫向擺動兩部分。前者在一般作業中撥動一次即可,後者則在撒布過程中要根據施工的需要經常操縱和調整。
套用範圍
瀝青撒布機在瀝青路面施工與養護中的套用近幾年來顯得越來越重要,這不僅是因為瀝青撒布機撒布的質量好、效率高,能夠提高施工質量和進度,而且還因為它在瀝青路面的修建和養護中適用範圍愈來愈廣。其主要套用內容包括:
1.碎石封層表面處置。碎石封層表面處置常用於瀝青路面預防性養護。
2.新建路面的“透層”、“下封層”、“黏層”。其中“透層”一般撒乳化瀝青或煤油稀釋的瀝青;“黏層”一般撒乳化瀝青;“下封層”一般撒熱瀝青(重交瀝青或改性瀝青)。
3.鄉村公路建設。鄉村公路由於道路負荷不大,一般可不採用瀝青拌和機和瀝青攤鋪機的施工正藝,而使用較經濟的“碎石封層表面處置”。
4.應力吸收層(SAM)和應力吸收中間層(SAMI)。
應力吸收層和應力吸收中間層一般用“碎石封層”模式,為保證反射裂紋吸收效果,黏結材料一般採用改性瀝青或橡膠瀝青,軟化點要高,撒布量較大,約1.8~2.5kg/m2。在美國、南非,常把橡膠瀝青應力吸收層用在薄層抗反射路面的罩面中,效果十分理想,其抗反射能力相當於5.2cm的瀝青混凝土。應力吸收中間層一般用於瀝青路面上麵攤鋪層之下,可有效防止面層裂紋。