高速鐵路輪胎式線上走行水泥乳化瀝青砂漿攪拌灌注車

摘要:本文主要從設備組成、工作原理、關鍵技術、設備特點等方面詮釋了高速鐵路水泥乳化瀝青砂漿攪拌灌注車是一種集鐵路線上走行、備料、攪拌、灌注為一體的應用于高速鐵路板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿彈性墊層施工的專用設備。

關鍵詞:高速鐵路無砟軌道線上走行乳化瀝青攪拌 灌注車

中圖分類號:TU7文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)03(a)-0060-02

1 引言

我國正投入巨資興建高速鐵路運輸網。伴隨著時速350km/h武廣客運專線和滬寧城際鐵路的開通運行，我國無砟軌道技術進入了一個快速發展的階段。無砟軌道結構形式自下而上為路基、混凝土基礎、乳化瀝青砂漿充填層、軌道板、鋼軌。

水泥乳化瀝青彈性墊層的施工技術是無砟軌道關鍵技術之一。水泥乳化瀝青砂漿由乳化瀝青與水泥、細骨料、膨脹劑、減水劑、消泡劑、引氣劑、鋁粉、聚合物乳液等成分組成。現場施工時，使用專用配套的攪拌設備，按一定的攪拌工藝，投料順序混合在一起，采用合理工藝灌注到板下約3～5cm的縫隙中，固化后形成兼具強度和彈性的板下砂漿墊層。高速鐵路無砟軌道對水泥乳化瀝青砂漿的溫度、流動度、含氣量、表觀密度、抗壓強度、材料分離度、膨脹率、泛漿率、可工作時間等均有嚴格的要求。為了達到這些指標，砂漿原材料的投放必須精準，攪拌機必須滿足工藝要求，控制系統必須靈敏、先進。

我公司研制的高速鐵路水泥乳化瀝青砂漿攪拌灌注車是一種能滿足水泥乳化瀝青砂漿攪拌及灌注工藝要求的專用施工設備。

2 設備組成及技術參數

2.1 設備組成

本設備所有工作機構均設置在一個標準集裝箱內，高度集成。整體結構上可分為輪胎走行底盤、發電機組和集裝箱體。

如圖1，2所示。

2.2 技術性能參數

如表1所示。

3 工作原理

(1)施工使用前，設備在備料基地上料，如水泥、砂、乳化瀝青、水、P乳劑等原材料。

(2)設備運至施工點，吊送至鐵路線上，根據現場施工環境，選定用電方式，設備提供自行發電或市電兩種用電方式，發電機合閘后，對全車進行供電，檢查底盤驅動部分的總閘是否合上，然后將底盤控制箱的“本地/遙控”旋鈕旋至遙控，啟動液壓泵，用遙控器即可控制設備前進、后退、右轉、左轉。在橋梁段防撞墻處，砂漿車行走方向的控制則利用導向輪沿著防撞墻導向，走行過程中無需調整方向，只需控制前進或后退即可。解開各種鎖緊裝置，檢查各系統狀態，進行施工前的液壓調平和生產試運行調試。

(3)根據經試驗段驗證的水泥乳化瀝青砂漿配方，在控制軟件中輸入配方中各種原材料的參數值和投料順序，并根據攪拌工藝要求，設置攪拌電機的速度，開始進行首盤水泥乳化瀝青砂漿的生產，操作人員可根據生產監控界面提供信息掌握生產過程各環節。

(4)攪拌罐體通過傳感器吊桿安裝于集裝箱內，形成主計量系統；攪拌電機采用變頻控制技術，實現0～200rpm無級調速。

(5)乳化瀝青儲存在帶有恒溫及防沉淀裝置的儲存罐內，通過液料泵送管路輸送至攪拌罐，進行計量；水泥和砂采用單一組分投料方式，通過變頻電機驅動螺旋輸送器輸送至攪拌罐，進行計量；水和P乳劑通過液料泵送管路輸送至分計量斗進行計量，下料至攪拌罐體內；消泡劑、減水劑、引氣劑儲存罐及輸送管路采用不銹鋼材質制作，外加劑通過管路輸送至小計量斗計量，輸送過程分粗加料和精加料兩個步驟，下料至攪拌罐內。加料過程中，液料管路通過氣控系統控制管路閥門啟閉，攪拌速度隨著物料的投入進行各級速度的調整，直至攪拌均勻。

(6)從攪拌罐口提取砂漿進行含氣量、流質、密度等參數測試，并將檢測結果反饋給操作人員，合格后進入下一步，不合格時，操作人員做出相應處理，進行微調，直至合格。

(7)打開攪拌罐體下方液料閥門，砂漿進入帶有攪拌裝置的集料槽，直至下料徹底，關閉閥門。

(8)啟動砂漿泵，將集料槽內的砂漿通過泵送管路輸送至線上中轉斗，然后通過線上運輸小車將中轉斗運至灌注點，利用砂漿自重進行灌注。線上準備兩個中轉斗可實現邊攪拌邊灌注。

(9)控制軟件能實時保存施工生產相關信息，每班施工結束時，操作人員根據施工路段保存施工記錄，開啟高壓清洗機對攪拌機、集料槽、中轉斗進行清洗，并將清洗污水回收至污水箱帶回基地處理，收回液壓支腿，鎖緊各裝置，進行逐級斷電。

4 設備特點

(1)容量大:攪拌主機采用具有自主知識產權的大容量攪拌主機，攪拌機容量1500L，最大攪拌量1230L/次。一次加料可完成120m砂漿墊層施工。隨車起重裝置能隨時添料，滿足連續作業對物料的需求。

(2)適應性強:鐵路線上跨板自行走行，能適應長大橋梁、隧道、路基等多種復雜路段；控制軟件適應國內各種高、低彈配方工藝和單、雙組分干粉料投料工藝，投料順序和物料量參數可按需設置。溫控裝置可滿足冬天與夏天、南方與北方的施工環境溫度要求。

(3)高自動化，高智能:①原材料自動上料自動計量；②故障自動報警，自動診斷；③數據自動保存，可查詢、打印，不可更改；④原材料溫度、料位，砂漿溫度實時監控；⑤整車具有一鍵智能調平系統；⑥泵送灌注方式，施工簡便。

(4)高精度，高可靠性:采用高精度傳感器，特殊計量方式、減震處理，精度控制在規范要求內。

(5)模塊化設計，通用性強:①集裝箱式設計，快速、方便可轉換成輪軌式底盤；②模塊化設計，零部件通用性好，維護保養工作量少。

(6)人性化設計:生產和操作室隔開，配備空調，使操作人員有一個好的工作環境。

(7)節能環保:本設備采用了攪拌機驅動系統的變頻技術和電控系統的通訊技術，降低了能源消耗；自動供料系統減少了粉塵污染，廢水收集系統避免了廢水的隨地排放。

5 結語

高速鐵路水泥乳化瀝青砂漿攪拌灌注車已成功應用于已開通的武廣客運專線和滬寧城際鐵路和在建的滬杭、石武客運專線高鐵建設工程，性能穩定，生產高效，輪胎式線上跨板行走，適應路基、橋梁、隧道等路況施工，施工質量滿足相關技術條件要求，為我國正蓬勃發展的高速鐵路建設提供了先進的專用施工設備，推廣應用前景廣闊。