稀浆封层设备技术现状与发展趋势

杨虎军

（中国路桥工程有限责任公司，北京 100011）

0 引言

随着我国公路建设的快速发展，大量道路的建设和使用使道路维护任务越来越重要，特别是高等级公路的维护。稀浆封层是一种重要的路面预防性养护方法，由乳化沥青、矿料、填料、水和添加剂组成，经专用设备（稀浆封层车）拌和均匀，制成稀浆状混合物，均匀地摊铺到原有的沥青路面上，形成一层与原路面接合牢固的养护层。

稀浆封层有微表处和下封层两种施工工艺。微表处方法主要应用于提高路面的防水性、防滑和耐磨性；维护路面乏油和松散，延长路面寿命；进行轻微裂纹修复，并具有开放交通时间短的特点。下封层的目的一是封闭某一层起保水防水作用；二是起基层与沥青表面层之间的过渡与粘结作用。

1 稀浆封层设备技术分析

1.1 稀浆封层车分类和上装结构分析

目前，稀浆封层车按骨料仓容量一般分成两大类：基本型稀浆封层车和大型稀浆封层车。基本型稀浆封层车配置6×4 汽车底盘，骨料仓容量9～10 m3；大型稀浆封层车配置8×4 底盘，骨料仓容量一般≥12 m3。

稀浆封层车上装结构有两种形式：一种是传统整体式，即水箱、沥青箱、骨料仓为一个整体。水箱和沥青箱布置在机架前部，发动机等布置在料仓两侧板的侧下方。采用这种结构的机型有：西筑MS9B、美国VSS、高远圣工、河北斯嘉特、德国百灵等。另一种是新型模块式，即水箱、沥青箱、粉料仓、发动机等分别为独立的模块。发动机布置在驾驶室和骨料仓之间，水箱、沥青箱分别安装在料仓两侧板的侧下方，粉料仓安装在骨料仓的后上方。采用这种结构的机型有：美国博坎、西筑MS12、西安达刚等。

采用新型模块式上装结构，整体结构刚性好，发动机安置在车架前端，布置和维修空间大，可选发动机型号多，避免在料场加料时侧置发动机骨料抛撒对发动机进气系统污染的问题；但因水箱和沥青箱放置在骨料仓侧下方，受空间狭小影响，箱体容量参数普遍偏小。为增大水箱和沥青箱容量，往往会加长骨料仓，使得输料皮带机比传统结构的皮带机长度长，皮带打滑可能性增加。综合分析，对于大型稀浆封层车采用传统整体式结构较好，皮带输送机整体长度适中，各箱体容量参数能设置的较为合理。

1.2 发动机、沥青泵等重要零部件比较分析

稀浆封层车通常采用独立的上装发动机为工作装置提供动力。额定功率70～100 kW/h，由于稀浆封层车属于间歇工作方式，发动机连续工作的时间不会超过半小时，其工作载荷相对平稳，可选用发动机较多，如：西筑、高远圣工等稀浆封层车选用国产康明斯柴油机、进口的VSS 稀浆封层车配置约翰迪尔柴油机（82 kW/2200（r/min））、博坎稀浆封层车配置美国康明斯柴油机（75 kW/2200（r/min））。

国内某厂家推出无上装发动机稀浆封层车，上装动力取自底盘取力器。在配置成本和环保、降低排放方面有一定优势。但从实际使用看，采用底盘取力器方案也有一些明显不足：①功率不足。稀浆封层车施工时底盘速度低，底盘发动机转速通常在800～1000 r/min，取力器很难取出的足够稳定的动力；②试车、标定时无需底盘动作却要启动底盘发动机，操作不便、浪费燃油。因此采用上装发动机的较多。

稀浆封层车沥青泵用来输送乳化沥青，稀浆封层车在施工过程中，由于摊铺宽度和厚度的不同，稀浆混合料生产量也需不同，通常需要根据实际情况调节乳化沥青流量。目前稀浆封层车沥青泵绝大多采用定量沥青泵，通过调整转速而变量的方式，这种方式沥青泵的选择范围较大。沥青泵的泵壳保温通过接入发动机热水预热来完成，减少启动阻力。西筑MS9B 稀浆封层车沥青泵为手动变量沥青泵，沥青泵转速不可调，但通过调整沥青泵上变量机构，沥青流量调节精度高，但这种沥青泵结构复杂，价格昂贵，同类产品较少。

1.3 传动模式及电液系统比较分析

国内稀浆封层车通常采用多泵多马达系统，系统共6～7 个液压回路，各系统独立运转，通过电磁换向阀和电液比例阀控制以实现马达的启停、反转、调速等功能。系统通过PLC 或专用控制器集中控制，方便实现自动控制。系统液压回路简单，故障维修简单方便，缺点是液压系统易发热，能耗较高。

西筑MS9B 稀浆封层车最明显特点是采用同轴配料传动模式，供料系统通过离合器轴驱动骨料输送机、乳化沥青泵、添加剂泵和粉料螺旋。所有原料供给用这种方式联系在一起，在发动机转速波动的情况下，也可保证混合物配比恒定，材料配比精度高。

博坎稀浆封层车采用单泵多马达系统，系统采用的液压泵为大排量柱塞泵，为各马达提供压力油，通过阀控马达为工作装置提供动力，实现装置启停、反转、调速等功能。系统尽可能采用手动换向阀、手动调速阀，采用机械链条联动机构，系统原理简单，管路较复杂，但可靠性高。

1.4 摊铺箱技术现状

摊铺箱是稀浆封层施工中的关键配套设备，在稀浆封层施工中，相关材料经设备的精确配比拌和后，最后的路面摊铺工作由专门的摊铺箱完成。摊铺箱一般为机械加宽式摊铺箱，设计有双排螺旋，便于稀浆混合料的快速搅拌和摊铺；摊铺箱两侧和中心高度均采用方向盘式调整，调整高度精确；摊铺箱采用双轴螺旋搅拌器，搅拌角度大，无死角，没有集料破乳现象；混合料最终经橡胶刮板刮平。在施工中，博坎摊铺箱结构刚性好，摊铺效果最好。

车辙摊铺箱是主要针对路面车辙病害进行车辙摊铺而设计制造的专用设备。根据摊铺宽度的不同有1.2 m、1.5 m、1.8 m三种规格，拱度都是可调的。

2 稀浆封层设备技术发展趋势

随着公路养护市场规模的不断扩大，电液控制技术、新材料和新工艺的不断发展应用，及用户对预防性养护认识的提高，稀浆封层施工设备的需求量也呈现快速增长态势，但客户对工程机械产品的要求早已过了能干活就行的阶段，要求提供的设备不仅能干活，而且还要操作舒适、方便，使用更省油、更环保等。这就要求设备增强用户体验感，在智能化、信息化、人性化方面再上台阶。

稀浆封层车将在以下方面进一步提升，引领养护稀浆封层技术发展潮流。

2.1 提高材料配比精度、不断优化拌和摊铺性能

对骨料、乳化沥青、水泥等材料的输送、拌和、摊铺是稀浆封层车的基本功能。材料级配是稀浆封层车最重要的技术指标，直接决定着施工质量。随着技术进步，根据路面的使用状况，更加精准的养护工艺和手段成了未来路面养护的新方向，这就需要稀浆封层车的级配精度控制不断提高、拌和和摊铺性能不断优化，施工质量越来越好。

2.2 智能化控制和人性化操作

随着电液控制技术的不断进步，稀浆封层车的电气控制技术越来越智能化，更多人性化理念融入其中。各种运动参数由控制器操作完成，实现与上装发动机、底盘发动机的CAN 总线通信，实现远程监测、控制、GPS 定位等功能，在服务上更加便捷、完善，使操作保养方便快捷。

2.3 环保节能和设备轻量化趋势

环保节能是工程机械未来发展的方向，利用智能控制实现功率合理匹配，动力按需使用，以期达到降低燃油消耗和噪声的目的。通过新材料的应用，如合金材料、非金属材料等，采用新结构，不断发展应用新型配套件等，既能改进设备性能，又能减轻设备质量。

2.4 配置和功能的多样化

配置和功能的多样化是路面养护设备最显著的特点。同步纤维磨耗层技术结合了同步薄层罩面技术和微表处技术的优点，延长路面的使用寿命，提高路面的服务效能。其施工设备就是在稀浆封层车上改造而成，增加喷洒系统和纤维添加系统，实现了粘结层的喷洒和添加纤维。通过加挂各种规格的车辙摊铺箱，实现了车辙摊铺。通过对设备的简单改造，实现冷拌和冷铺施工或者彩色沥青等新型路面材料施工，实现一机多用。

目前，国内各个生产厂家都在不断探索，努力研发新一代智能型稀浆封层车，实现国内稀浆封层装备率先升级。国内某公司2019 年推出MS12e 稀浆封层车，是国内最新款智能型稀浆封层车，以全新外观设计、全新功能配置、全新操作体验，开启稀封智能化控制新高度。

3 结语

随着市场需求的多样化，需要提供给客户灵活多样的产品和服务，满足用户定制化需求，是今后一段时间稀浆封层技术工作的重点。也要研究稀浆封层施工的工艺技术变化，瞄准施工标准的提升方向，及时改进完善产品，向用户提供一流的产品和服务。研究路面养护工艺的新变化和发展趋势，研究路面养护新材料，作路面养护方案、材料、设备以及服务的综合提供商。