國內瀝青灑布技術的發展與應用

　　隨著世界工業的進步和公路建設事業的發展，特別是黑色路麵施工的需要，瀝青灑布車早在上世紀初已經問世，上世紀三四十年代已發展成為功能較完善的產品，其代表機型是自行式瀝青灑布車。瀝青灑布車在中國，從上世紀50年代開始至今隨著公路建設事業的發展，技術上不斷創新，產品性能不斷提高，到目前為止國產瀝青灑布車已經達到了智能化，其技術性能已達到國際先進水平。回顧我國瀝青灑布車的發展，大體可分為兩個階段:引進改良期和創新期。
　　瀝青灑布車的引進和改良 上世紀50年代，我國由蘇聯引進自行式瀝青灑布車技術，並開始生產。該機型的主要特點是火管式加熱瀝青；容積式瀝青泵噴灑；用更換或加長噴杆的方法改變噴灑寬度；按工程要求，用調節行車速度與瀝青泵轉速的方法來達到預定的灑布量（L/㎡）。雖然這種設備灑布質量還不夠高，操作還比較麻煩，但從當時的工業水平來看，這種機型還是先進的，在公路建設中無論是替代人力勞動還是提高生產率，都發揮了重要作用。由於工業技術發展水平所限，這種傳統的瀝青灑布車的結構和性能，在國內幾乎保持到上世紀末還沒有顯著的變化，甚至近兩年還在生產使用這種機型。
　　隨著我國改革開放和公路建設的快速發展，特別是高速公路的建設和改性瀝青的推廣以及公路養護社會化的需要，對瀝青灑布車的功能提出了更高的要求。為此，國內的專家學者和有關從業人員作出了不懈的努力，為改進瀝青灑布車的結構及其性能，發表了不少論文，其主要代表作有:1.《關於改進國產瀝青灑布車部分結構的探討》；2.《瀝青灑布車噴嘴噴灑性能的試驗研究》；3.《瀝青灑布車功率平衡及設計計算》等。
　　同期也申請了不少，其主要成果包括:1."在灑布車上采用五輪測速係統"；2."瀝青泵傳動采用液壓伺服調速係統"；3."用瀝青流量計和轉速檢測裝置調控瀝青泵轉速"；4."在瀝青灑布車上對瀝青泵壓力、溫度和液位采用電子檢測裝置"等。
　　在有關從業人員的努力下，國產瀝青灑布車雖部分性能有了一定的改進，但由於工業水平所限，這些論述和成果基本上未形成產業規模。瀝青灑布車的創新 進入21世紀以來，隨著國際技術交流的進一步加強，以及電子信息技術的進步和普及，為我國瀝青灑布技術的進步提供了技術和物質的保證。西安達剛公路機電科技有限公司在國內首先推出了具有獨立知識產權的SX5190GLQ智能型瀝青灑布車，作為這一時期創新的代表，引領了我國瀝青灑布車的技術進步。與傳統瀝青灑布車相比，智能型瀝青灑布車的主要特點是: 1.嵌入式導熱油加熱裝置，用導熱油作為傳熱介質去加熱升溫瀝青，改變了傳統用火管加熱，使瀝青易於老化的弊端。自動點火柴油燃燒器被采用，可以按照需要人工設定溫度，自動加熱瀝青，升溫速度快，可滿足現代改性瀝青噴灑溫度≥175℃的需求。
　　用導熱油作為傳熱介質，還可以加熱、保溫瀝青管路整個係統直到每一個噴嘴，改變了傳統的操作方法，即噴灑前用噴燈烘烤噴嘴，灑布後用柴油浸泡衝洗的麻煩操作。
　　2.最大灑布寬度6m，共設置48個噴嘴，每個噴嘴可以獨立控製，其優點不僅是噴灑過程啟動迅速，關閉徹底，而且可在最大灑布寬度6m之內任意設定灑布寬度（級差為一個噴嘴的間距）。獨特的噴嘴設計，使得單噴孔瀝青灑布角度α滿足三重疊灑布的要求，即: （1）式中:α—噴嘴噴灑角度；B—噴嘴間距，㎜；H—噴嘴距地麵高度，㎜；β—噴嘴開口中心線與噴灑杆軸線之間的夾角。
　　3.微型工控機的應用，使瀝青灑布車夢寐以求的功能得以實現，主要是: 1）灑布參數，如灑布寬度W、灑布密度D以及瀝青比重G，根據路麵施工要求可人工設定，鍵盤輸入，計算機除按設定參數執行外，並為司機提供參考車速V，甚至變速箱應掛擋次。
　　從設計角度給出的參考車速V，是一種優化的結果，它可保證機械在廣泛的灑布參數範圍內，使發動機、瀝青泵等盡可能在良好的工況下工作。嚴格按照參考車速V駕駛車輛，實際上是難以做到的，該係統允許車速有較大的偏差而不影響每平方米灑布量精度。
　　2）適時控製，當車速變化時，瀝青灑布係統可滿足瀝青流量與行車速度的匹配關係，以滿足每平方米灑布量不變的要求，即: （2）式中:D－設定灑布密度，kg/㎡；QL－瀝青泵流量，kg/min；V－動態車速，m/min；W－灑布寬度，m。為保持灑布密度D不變，自動控製係統將保證瀝青泵流量QL隨車速V的變化適時按比例調整，這在現代液壓傳動及電子計算機時代是不難解決的。
　　3）工控機加單噴嘴獨立控製技術的采用，可在工作現場實現梯形麵噴灑，即噴灑過程可逐個增加或減少噴嘴，即加、減灑布寬度，以滿足特殊工作麵的要求。灑布寬度改變過程，灑布密度保持不變。
　　4）液晶顯示屏可適時顯示動態參數，如車速V，瀝青泵轉速nL，灑布距離L，以及瀝青溫度和液位顯示等。
　　4.將壓縮空氣引入操作係統，不僅作為動力通過電磁閥去控製瀝青閥門和噴嘴，還可用於瀝青管路的吹掃。即在噴灑工作結束後，可將管道內剩餘瀝青壓回儲罐，並將全部噴嘴吹掃幹淨，以利下次啟用。
　　統，即液壓傳動係統、導熱油加熱係統、瀝青灑布係統和壓縮空氣係統。與此相應，機械設計也要求較高，特別是折疊式噴灑管路，要求瀝青和導熱油都要通過旋轉接頭傳輸，使結構變得更加複雜。SX5190GLQ智能型瀝青灑布車首次采用了雙層保溫金屬軟管，並采用同軸旋轉雙介質傳送密封結構以及應用霍爾原件測定車速等裝置，較好地解決了設備的功能問題並取得了國家。
　　從國內總體來看，瀝青灑布技術水平正在迅速提高，傳統產品正在用新技術加以改造或替代；以市場為導向，國內一些新、老企業正在生產除了市場不同需求的中、低端產品外，在技術上已立足高起點，並生產出了具有國內先進水平的智能型瀝青灑布車。瀝青灑布車的展望 我國公路事業的迅速發展，特別是新工藝、新材料的采用和提高施工質量的要求，為瀝青灑布車開辟了廣泛的使用前景。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；大量的路麵養護作業，采用的"單表處"或"雙表處"工藝也都需要高質量瀝青噴灑。改性瀝青，特別是橡膠瀝青的出現，使瀝青的使用溫度提高到190℃以上，動力黏度成倍增加（190℃時達3Pa.s以上），給瀝青灑布增加了較大的困難。因此，今後我國不僅在數量上要增加瀝青灑布車的需求，而且要進一步提高瀝青灑布車的使用性能。
　　國際上，工業發達國家如美國、法國、德國等都推出了先進的機型，有些機型已進入中國。但由於各國情況不同，機械使用範圍不同，設計者思路不同，各國瀝青灑布車的使用性能還是有很大差別的。其主要發展趨勢是: 1.控製微機化，司機在駕駛室用專用微型工控機可完成全部的設定和操作。通過雷達測速係統，比例控製灑布量，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。
　　2.罐容係列化，罐容一般由1000L至15000L，或更大。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。
　　3.灑布寬度係列化，一般灑布寬度由2.4至6m，或更寬。噴嘴的獨立或分組控製，是現代瀝青灑布車必需的功能，在最大灑布寬度範圍內，實際灑布寬度在現場可以隨時設定。
　　4.灑布密度向兩極擴展。灑布密度是根據工程設計確定的，如美國奧本大學國家瀝青技術中心推薦，HMA道路養護石屑封層表麵處治，建議隨集料尺寸不同瀝青灑布量可在0.15～0.5加侖/平方碼（1.05～3.5L/㎡）之間變化。一些帶有橡膠顆粒的改性瀝青，灑布量有時要求高達5L/㎡，而有些用乳化瀝青作透層油時，灑布量要求低於0.3L/㎡。
　　5.提高瀝青加熱效率減少熱量損失是現代瀝青灑布車設計的一個新的理念。它要求將較低溫度的瀝青在瀝青灑布車內快速升溫，以達到噴灑溫度。為此，瀝青升溫應達到10℃/小時以上，瀝青平均溫降應低於1℃/小時以下。
　　6.容易離析的改性瀝青混合物，或在罐中需要停留反應的瀝青混合物，瀝青罐應加裝攪拌器。
　　7.提高起步灑布質量，是瀝青灑布車追求的重要性能之一。起灑質量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於噴灑作業的接續。現代瀝青灑布車應使起噴距離盡量短，起步噴灑整齊，橫向一條線。西安達剛公司生產的SX5190GLQ智能型瀝青灑布車可以做到起步後0.7m距離準確噴灑，且橫向成一條直線。
　　初灑段的灑布量及其精度與始噴距離有一定的關係，一般來說始噴距離越短，灑布量越難控製，灑布精度越低。
　　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追求方向。
　　公路建設事業的發展，為工程機械展現了廣闊的發展平台，相信在從業人員的努力下，我國瀝青灑布技術的進步將與其他工程機械一道，迅速趕上國際先進水平，生產出高質量的產品以滿足我國公路建設的需要。