稀漿封層設備技術現狀與發展趨勢

楊虎軍

（中國路橋工程有限責任公司，北京 100011）

0 引言

隨著我國公路建設的快速發展，大量道路的建設和使用使道路維護任務越來越重要，特別是高等級公路的維護。稀漿封層是一種重要的路面預防性養護方法，由乳化瀝青、礦料、填料、水和添加劑組成，經專用設備（稀漿封層車）拌和均勻，制成稀漿狀混合物，均勻地攤鋪到原有的瀝青路面上，形成一層與原路面接合牢固的養護層。

稀漿封層有微表處和下封層兩種施工工藝。微表處方法主要應用于提高路面的防水性、防滑和耐磨性；維護路面乏油和松散，延長路面壽命；進行輕微裂紋修復，并具有開放交通時間短的特點。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渡與粘結作用。

1 稀漿封層設備技術分析

1.1 稀漿封層車分類和上裝結構分析

目前，稀漿封層車按骨料倉容量一般分成兩大類：基本型稀漿封層車和大型稀漿封層車。基本型稀漿封層車配置6×4 汽車底盤，骨料倉容量9～10 m3；大型稀漿封層車配置8×4 底盤，骨料倉容量一般≥12 m3。

稀漿封層車上裝結構有兩種形式：一種是傳統整體式，即水箱、瀝青箱、骨料倉為一個整體。水箱和瀝青箱布置在機架前部，發動機等布置在料倉兩側板的側下方。采用這種結構的機型有：西筑MS9B、美國VSS、高遠圣工、河北斯嘉特、德國百靈等。另一種是新型模塊式，即水箱、瀝青箱、粉料倉、發動機等分別為獨立的模塊。發動機布置在駕駛室和骨料倉之間，水箱、瀝青箱分別安裝在料倉兩側板的側下方，粉料倉安裝在骨料倉的后上方。采用這種結構的機型有：美國博坎、西筑MS12、西安達剛等。

采用新型模塊式上裝結構，整體結構剛性好，發動機安置在車架前端，布置和維修空間大，可選發動機型號多，避免在料場加料時側置發動機骨料拋撒對發動機進氣系統污染的問題；但因水箱和瀝青箱放置在骨料倉側下方，受空間狹小影響，箱體容量參數普遍偏小。為增大水箱和瀝青箱容量，往往會加長骨料倉，使得輸料皮帶機比傳統結構的皮帶機長度長，皮帶打滑可能性增加。綜合分析，對于大型稀漿封層車采用傳統整體式結構較好，皮帶輸送機整體長度適中，各箱體容量參數能設置的較為合理。

1.2 發動機、瀝青泵等重要零部件比較分析

稀漿封層車通常采用獨立的上裝發動機為工作裝置提供動力。額定功率70～100 kW/h，由于稀漿封層車屬于間歇工作方式，發動機連續工作的時間不會超過半小時，其工作載荷相對平穩，可選用發動機較多，如：西筑、高遠圣工等稀漿封層車選用國產康明斯柴油機、進口的VSS 稀漿封層車配置約翰迪爾柴油機（82 kW/2200（r/min））、博坎稀漿封層車配置美國康明斯柴油機（75 kW/2200（r/min））。

國內某廠家推出無上裝發動機稀漿封層車，上裝動力取自底盤取力器。在配置成本和環保、降低排放方面有一定優勢。但從實際使用看，采用底盤取力器方案也有一些明顯不足：①功率不足。稀漿封層車施工時底盤速度低，底盤發動機轉速通常在800～1000 r/min，取力器很難取出的足夠穩定的動力；②試車、標定時無需底盤動作卻要啟動底盤發動機，操作不便、浪費燃油。因此采用上裝發動機的較多。

稀漿封層車瀝青泵用來輸送乳化瀝青，稀漿封層車在施工過程中，由于攤鋪寬度和厚度的不同，稀漿混合料生產量也需不同，通常需要根據實際情況調節乳化瀝青流量。目前稀漿封層車瀝青泵絕大多采用定量瀝青泵，通過調整轉速而變量的方式，這種方式瀝青泵的選擇范圍較大。瀝青泵的泵殼保溫通過接入發動機熱水預熱來完成，減少啟動阻力。西筑MS9B 稀漿封層車瀝青泵為手動變量瀝青泵，瀝青泵轉速不可調，但通過調整瀝青泵上變量機構，瀝青流量調節精度高，但這種瀝青泵結構復雜，價格昂貴，同類產品較少。

1.3 傳動模式及電液系統比較分析

國內稀漿封層車通常采用多泵多馬達系統，系統共6～7 個液壓回路，各系統獨立運轉，通過電磁換向閥和電液比例閥控制以實現馬達的啟停、反轉、調速等功能。系統通過PLC 或專用控制器集中控制，方便實現自動控制。系統液壓回路簡單，故障維修簡單方便，缺點是液壓系統易發熱，能耗較高。

西筑MS9B 稀漿封層車最明顯特點是采用同軸配料傳動模式，供料系統通過離合器軸驅動骨料輸送機、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系在一起，在發動機轉速波動的情況下，也可保證混合物配比恒定，材料配比精度高。

博坎稀漿封層車采用單泵多馬達系統，系統采用的液壓泵為大排量柱塞泵，為各馬達提供壓力油，通過閥控馬達為工作裝置提供動力，實現裝置啟停、反轉、調速等功能。系統盡可能采用手動換向閥、手動調速閥，采用機械鏈條聯動機構，系統原理簡單，管路較復雜，但可靠性高。

1.4 攤鋪箱技術現狀

攤鋪箱是稀漿封層施工中的關鍵配套設備，在稀漿封層施工中，相關材料經設備的精確配比拌和后，最后的路面攤鋪工作由專門的攤鋪箱完成。攤鋪箱一般為機械加寬式攤鋪箱，設計有雙排螺旋，便于稀漿混合料的快速攪拌和攤鋪；攤鋪箱兩側和中心高度均采用方向盤式調整，調整高度精確；攤鋪箱采用雙軸螺旋攪拌器，攪拌角度大，無死角，沒有集料破乳現象；混合料最終經橡膠刮板刮平。在施工中，博坎攤鋪箱結構剛性好，攤鋪效果最好。

車轍攤鋪箱是主要針對路面車轍病害進行車轍攤鋪而設計制造的專用設備。根據攤鋪寬度的不同有1.2 m、1.5 m、1.8 m三種規格，拱度都是可調的。

2 稀漿封層設備技術發展趨勢

隨著公路養護市場規模的不斷擴大，電液控制技術、新材料和新工藝的不斷發展應用，及用戶對預防性養護認識的提高，稀漿封層施工設備的需求量也呈現快速增長態勢，但客戶對工程機械產品的要求早已過了能干活就行的階段，要求提供的設備不僅能干活，而且還要操作舒適、方便，使用更省油、更環保等。這就要求設備增強用戶體驗感，在智能化、信息化、人性化方面再上臺階。

稀漿封層車將在以下方面進一步提升，引領養護稀漿封層技術發展潮流。

2.1 提高材料配比精度、不斷優化拌和攤鋪性能

對骨料、乳化瀝青、水泥等材料的輸送、拌和、攤鋪是稀漿封層車的基本功能。材料級配是稀漿封層車最重要的技術指標，直接決定著施工質量。隨著技術進步，根據路面的使用狀況，更加精準的養護工藝和手段成了未來路面養護的新方向，這就需要稀漿封層車的級配精度控制不斷提高、拌和和攤鋪性能不斷優化，施工質量越來越好。

2.2 智能化控制和人性化操作

隨著電液控制技術的不斷進步，稀漿封層車的電氣控制技術越來越智能化，更多人性化理念融入其中。各種運動參數由控制器操作完成，實現與上裝發動機、底盤發動機的CAN 總線通信，實現遠程監測、控制、GPS 定位等功能，在服務上更加便捷、完善，使操作保養方便快捷。

2.3 環保節能和設備輕量化趨勢

環保節能是工程機械未來發展的方向，利用智能控制實現功率合理匹配，動力按需使用，以期達到降低燃油消耗和噪聲的目的。通過新材料的應用，如合金材料、非金屬材料等，采用新結構，不斷發展應用新型配套件等，既能改進設備性能，又能減輕設備質量。

2.4 配置和功能的多樣化

配置和功能的多樣化是路面養護設備最顯著的特點。同步纖維磨耗層技術結合了同步薄層罩面技術和微表處技術的優點，延長路面的使用壽命，提高路面的服務效能。其施工設備就是在稀漿封層車上改造而成，增加噴灑系統和纖維添加系統，實現了粘結層的噴灑和添加纖維。通過加掛各種規格的車轍攤鋪箱，實現了車轍攤鋪。通過對設備的簡單改造，實現冷拌和冷鋪施工或者彩色瀝青等新型路面材料施工，實現一機多用。

目前，國內各個生產廠家都在不斷探索，努力研發新一代智能型稀漿封層車，實現國內稀漿封層裝備率先升級。國內某公司2019 年推出MS12e 稀漿封層車，是國內最新款智能型稀漿封層車，以全新外觀設計、全新功能配置、全新操作體驗，開啟稀封智能化控制新高度。

3 結語

隨著市場需求的多樣化，需要提供給客戶靈活多樣的產品和服務，滿足用戶定制化需求，是今后一段時間稀漿封層技術工作的重點。也要研究稀漿封層施工的工藝技術變化，瞄準施工標準的提升方向，及時改進完善產品，向用戶提供一流的產品和服務。研究路面養護工藝的新變化和發展趨勢，研究路面養護新材料，作路面養護方案、材料、設備以及服務的綜合提供商。