概述
瀝青灑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,瀝青灑布機用來噴灑各種液態瀝青材料(包括熱態瀝青、乳化瀝青)。大容量的瀝青灑布車在工程中也要作為瀝青和乳化瀝青等的運載工具,瀝青灑布機在公路、城市道路、機場、港口碼頭、水庫工程等工程中被廣泛套用。
瀝青灑布機在國外已成系列產品,大型灑布機的瀝青箱容量在10000L以上,灑布寬度在7.5m以上,可噴灑200℃高溫的改性瀝青。灑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。灑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。先進的灑布機採用計算機自動控制,在瀝青灑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。在噴灑瀝青或乳化瀝青粘接層等不同材料時,駕駛人員根據灑布規範,將灑布材料的密度、灑布量作為常量,灑布速度、灑布寬度、瀝青泵轉速等作為變數,通過鍵盤輸入計算機,灑布機就會自動進行噴灑作業。噴灑作業完成後,計算機自動列印出作業的噴灑量、噴灑路面的長度、平均寬度、平均灑布率、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,瀝青灑布機也有了很快的發展和提高,我國的瀝青灑布機早期使用的是手壓式灑布機,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灑布機,1964年開始在國產解放牌汽車底盤上研製瀝青灑布機.至今已發展成不同型號、多種規格的瀝青灑布機,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,高性能的瀝青泵及灑布系統、計算機控制操縱系統等均有待開發和提高。
分類
(1)根據瀝青箱的容量,可將瀝青灑布機分為小型(容量<1500L)、中型(容量1500~3000L)和大型(容量>3000L)三種。
(2)根據瀝青灑布機的移動形式可分為手推式、拖運式和自行式。
手推式瀝青灑布機是將瀝青灑布箱(其容積約為200~400L左右)和灑布設備一同裝在手推車上,利用人工手搖瀝青泵或手壓活塞泵輸送高溫液態瀝青,通過灑布軟管和噴油器進行瀝青的灑布作業。灑布能力一般在30L/min以下,用於道路養護作業。
拖式瀝青灑布機是將所有的有關部件和設備裝置在一輛拖車上(一般為單軸二輪拖車),由牽引車牽引進行作業,其瀝青箱的容量大多為400—600L,可以直接由噴燃器加熱瀝青並進行保溫。動力裝置一般是小型柴油機,並驅動瀝青泵進行噴灑作業。由於用動力取代人力,提高了生產效率,灑布能力一般在30L/min以上。這種瀝青灑布機多用於路面養護和小面積的灑布作業。
自行式瀝青灑布機是現在常用的一種灑布機,有車載型和專用型兩種。其特點是將瀝青箱和灑布系統裝在同一輛汽車底盤上,具有加熱、保溫、灑布、回收及循環多種功能。瀝青灑布的方式可以是泵壓噴灑或氣壓噴灑,兩種噴灑方式雖各有其優缺點,但均能保證噴灑效果。其瀝青儲箱的容量一般大於l500L。由於自行式瀝青灑布機的灑布量可以調節控制、灑布質量好、工作效率高、機動性好,所以在黑色路面施工中被廣泛使用。
(3)根據噴灑方式,可將瀝青灑布機分為泵壓噴灑和氣壓噴灑兩種。
泵壓式瀝青噴灑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灑布管並噴灑到地面上。同時,它還可以在瀝青庫中完成自行灌裝、其他容器換裝以及自行加熱的工作。
氣壓式瀝青灑布機是利用空氣壓力使瀝青經灑布管進行噴灑作業。其最大優點是在作業結束時,可將管路中的殘留瀝青吹洗乾淨;在噴灑乳化瀝青時,不會產生破乳現象。
(4)根據瀝青泵的驅動方式,可將瀝青灑布機分為基礎車發動機直接驅動式和獨立發動機驅動式兩種。
主要結構
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
灑布機經長途行駛後,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,多用於小型瀝青灑布機;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
自行式瀝青灑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。順擋使灑布機有不同的灑布量進行灑布、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。
灑布系統
循環一灑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,循環一灑布系統還完成向箱內抽進熱態瀝青、抽空箱內液料和灑布管內的余料、轉輸液料及熱態瀝青的灑布工作。循環一灑布系統主要由瀝青泵、主三通閥、左右管道三通閥、管道、灑布管和噴嘴等組成。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灑布量。
循環灑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、灑布管等所組成。灑布管中間被隔開,以控制左右側灑布瀝青、固定灑布管的長度一般為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。為了擴大灑布機的使用範圍,在灑布管的兩側可以臨時安裝活動灑布管。
三通閥是控制液態瀝青在管道內流動的方向,如LS-3500型灑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,就可以完成瀝青灑布機的吸油、轉輸、循環、全灑布、左右灑布、抽空和少量灑布等多種作業形式,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
瀝青灑布機操縱機構是由站在灑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灑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,後者則在灑布過程中要根據施工的需要經常操縱和調整。
操作規程
(1)瀝青灑布機在作業中,質量是第一因素,所以在工作時,行走速度要穩定,汽車駕駛者與噴灑操作者要協調一致。
(2)瀝青的加熱溫度一般為140~160℃。溫度過低(低於100℃)則會導致噴灑困難,溫度過高則會使瀝青老化變質甚至起火燃燒。因此,在工作前,應首先檢查瀝青溫度。
(3)作業中,要使灑布機有穩定噴灑壓力。噴霧角是由壓力來維持的,若壓力不穩,會使噴灑的扇形霧化狀況有變化,致使噴灑不均。
(4)要調整好噴嘴的噴射角(長縫噴嘴為扇形角,錐形噴嘴為錐形角)及噴嘴離地的高度,既保證有一定的噴灑寬度又使重疊量合適。對於長縫噴嘴,相鄰噴霧的重疊程度還同噴嘴與管軸線的夾角有關,一般事先調整在25°~30°,錐孔噴嘴的安裝位置的高低也影響其噴油寬度和毗鄰噴嘴的重疊量,使用時灑布管距地面的距離一般為250mm左右。
(5)相鄰噴灑帶之間有一定的重疊量,一般橫縫重疊量為10~15cm,縱縫重疊量為20~30cm。
(6)在工作完成以後或者罐內瀝青已噴灑完畢,應立即關閉三通閥,並升起灑布管,使其噴嘴向上,並倒轉瀝青泵,將管內瀝青抽回箱內,並用噴燈溶化噴嘴或部分管道內的瀝青,使其全部回收到罐內。當天工作完畢,應將瀝青箱、瀝青泵和管道用煤油或柴油沖洗乾淨。
(7)手提噴燈點燃時,不允許接近易燃品,若噴燈的火焰過大或擴散漫延時,應立即關閉噴燈,使其餘燃物燒盡後再點燃。
(8)噴燃器的壓縮空氣壓力一般在0.3~0.4MPa以下,當噴燃器熄滅以後,應關閉燃油箱的進氣開關,並卸除箱內的剩餘壓力。
(9)瀝青灑布機在工作時,嚴禁使用噴燃系統、滿載行駛時,要避免緊急制動,遇有彎道斜坡,應提前減速,儘量避免制動。
(10)噴灑時,灑布車應在距噴灑起點約5~10m處起步,到達噴灑起點時,迅速打開左右管道上的三通閥,灑布作業停止後,瀝青灑布車應繼續前進4~8m方可停車。