李维维 孙立军：超长超宽无烟无尘碎石封层

创新提出一种超长超宽无烟无尘碎石封层工艺与设备。该发明能够实现无料头，无接缝，无烟无尘，具备间歇式和连续式施工两种功能，超距离、超宽度一次铺装成型，并实时对路面进行微创预处理。

同步碎石封层摊铺机设计方案如图1所示。主要由推铲、履带行走式底盘、物料存储转输配给撒布、预处理、除尘装置五大模块组成。

其工艺流程：首先自卸卡车直接将矿料倒入接料斗，同时通过管道将罐车中的沥青和水泵入沥青与水缓存箱中，然后矿料通过料斗式提升机计量输入撒布装置中，除尘装置将喷洒沥青时产生的油烟和撒布碎石时产生的扬尘吸掉，通过撒布形成一封层或车辙填充物。同时实时对路面进行“干式”与“湿式”微创预处理工艺，经过微创冲铣和微创铣刨扫刷从而达到显著增强铺面粘合力。具备连续或间歇式两种施工功能。

整机外形尺寸（长×宽×高mm）： 

10075×26002×36500

本发明能够同时进行：边受料、边存储、边计量转输原材料、边“微创”预处理（高压水微创冲铣、微创铣刨扫刷等）、边喷洒沥青、边撒布纤维、边计量撒布碎石、边除尘等工艺工序集成于一身，一次性完成铺装或车辙填充作业。如图2、3所示，由：
   
1- 机架；2-内燃机；3-分动箱；4-液压系统；5-气路系统；

6-电路系统；7-操控平台及控制系统；8-推辊；
9-铲推装置；
91-推铲支架；92-铲板；93-推铲升降机构；
94-推铲加长支架；95-推铲支撑杆；96-推铲支撑杆坐；
10-行走装置；11-接料斗；
12-矿料转输系统； 
121-矿料输送装置Ⅰ；
1211-矿料输送装置Ⅰ进料口；1212-矿料输送装置Ⅰ出料口；
122-矿料提升装置；  
1221-矿料提升装置进料口；1222-矿料提升装置出料口；
13-沥青转输系统；
131-供料沥青泵Ⅰ；132-沥青喷洒泵；133-供料沥青泵Ⅱ；
14-沥青加热保温装置；15-冲铣装置；16-铣刷装置；17-沥青喷洒装置；
18-碎石撒布装置；
181-碎石撒布装置进料口；
19-除尘装置；
191-除尘罩；192-抽风机；193-滤尘装置；
20-矿料分料器；21-发电机组。

本发明操作容易简单，有效解决了纵向接缝与横向接缝以及接头问题，消除了铺面外观颜色差异，不同摊铺质量现象，能够无尘无烟施工作业，“微创”预处理工艺设计显著增强了层间粘合力，减小了路面病害过早发生。传输配比各原材料精度准确且灵敏，喷洒沥青和撒布碎石及纤维均匀、高效且产量大；摊铺宽度可调节范围广且灵活便捷，一次性最大摊铺宽度可达12米且具有更大宽度扩展潜能；施工作业时行进速度平稳且快慢无级变速，铺装速度恒定且有力；由低速到高速之间能够无级灵活控制调节且顺畅、平稳，动力储备充足；施工质量性能优越突出。设备结构布局科学合理、性能可靠，使用与保养成本较低，性价比高。适合在多种作业面与环境下施工。

（一）底盘
履带行走式底盘主要包括：机架、内燃机、分动箱、橡胶板履带行走系统、推辊、接料斗等。所述机架底部左右两侧对称平行设置有行走装置。行走装置上方机架后部内固定有内燃机与分动箱，分动箱动力输入口与内燃机曲轴动力输出口传动连接，由分动箱来分配动力，其各动力输出口传动连接有与各功能相匹配的液压泵以驱动各功能液压马达和液压油缸等部件。在机架前端安装有推辊，用来顶推矿料输送车辆轮胎与之同步前行。

行走装置通过采用闭式液压系统，采用液压式刹车。摊铺施工期间虽然自重随时间呈正弦曲线变化，但不受物料存储转输配给撒布等突发性载荷变化的影响；通过操作平台对其控制，对其实现灵敏、精准控制，实现低速且均匀、连续而缓慢地铺装作业，转场便捷。

（二） 原材料接收存储传输与计量和撒布
接料斗由左右对称两个料斗部件组成一个接料斗，设计有张开与合拢功能，确保矿料受料与漏料顺畅。铰接在所述机架前部上方。

接料斗和内燃机下侧底部设置有固定在机架上的矿料输送装置并与接料斗下侧底部相通，输送装置出料口与矿料提升装置进料口相通。在内燃机与沥青加热保温装置后侧设置有矿料提升装置并固定在机架上。矿料转输系统出料口设置在所述碎石撒布装置进料口上方并与其相通。沥青喷洒装置设置在机架后部下方与行走装置后方与碎石撒布装置出料口前方之间的空间位置，由沥青喷洒泵为其输送沥青。操控平台及控制系统（控制柜）设置在机架后方与碎石撒布装置的后侧。矿料分料器设置在矿料转输系统出料口上，将矿料分别输送到矿料缓存仓中。矿料缓存仓中装有筛网和震动破拱装置防止超径骨料和骨料悬空。

沥青加热保温装置包括沥青罐，液位传感器、燃烧器，燃烧室，烟筒、沥青管道、阀门、导热油，导热油管、温度传感器、温控器、温度计、压力表、压力传感器、压力控制器等。沥青加热保温装置用于存储足够量的沥青并对其进行保温与加热；沥青加热保温装置固定在所述机架上，位于内燃机和所述分动箱上方。

沥青转输系统包括供料沥青泵Ⅰ、沥青喷洒泵、沥青输送管道、沥青流量计、沥青管道阀门、沥青多路分流阀、温度计、压力表、温度传感器、温控器、压力传感器、压力控制器。沥青转输系统大部分零部件设置在矿料提升装置两侧与沥青加热保温装置后侧。供料沥青泵Ⅰ和沥青喷洒泵设置在矿料提升装置下部两侧并固定在机架上，在机架中心下部两侧分别固定有供料沥青泵Ⅰ和沥青喷洒泵进口。供料沥青泵Ⅰ进口和出口分别与沥青运送车的沥青出口和沥青加热保温装置进口管道连接，用于将运送沥青车上的沥青输送到沥青加热保温装置内。沥青喷洒泵选用变量沥青泵，由变量液压泵、变量液压马达驱动；通过变量液压马达或变量液压泵的排量变化或转速调控，以及通过调节沥青管道阀门开合度，共同配合协调控制沥青输送系统的输送流量与压力。沥青转输系统还包括供料沥青泵Ⅱ，设置在所述碎石撒布装置后侧。用于将运送沥青车上的沥青输送到沥青加热保温装置内。

精准，灵敏，可靠，连续计量，撒布均匀是同步碎石封层摊铺施工的先决条件。沥青泵、水泵、骨料输送机经液压马达驱动并由CAN总线的EPEC微电脑控制器及GRAF图文显示器对其实时控制。

根据所需选配加装与之相匹配的纤维撒布系统。实时对待施工路面进行纤维撒布工艺。

除尘装置用来收集喷洒热沥青产生的油烟，撒布碎石过程中所产生的灰尘，微创铣刷装置工作时所产生的粉尘。除尘装置主要包括除尘罩、抽风机、滤尘装置、除尘罩升降装置。除尘罩将碎石撒布装置出料口、铣刷装置、沥青喷洒杆围裹住，可以上下调节。根据撒布宽度选用多组小型抽风机拼接工作。

微创预处理工艺设计，能够实时对路表面“实时”进行“干式”和“湿式”微创预处理。

（一）干式微创预处理
铣刷装置设置在机架上的行走装置后方与沥青喷洒装置前方之间的空间位置。通过做高速旋转运动“实时”对路面表层进行微创精“铣”刷（优先推荐铣刷深度为0.2-0.4mm）、微创拉毛、扫刷等“干式”预处理工艺。实现清除路面上的颗粒物料，消除原路面的沉积灰层、沥青氧化层、不稳固材料等，对路面微创拉毛，同时将铣刷掉的废料快速排到两边集中收集。 

铣刷装置包括清铣刷、铣刷轴、铣刷轴支架、铣刷液压马达、铣刷升降机构、铣刷伸缩装置。清铣刷安装在铣刷轴上，铣刷轴支架用于支撑铣刷轴旋转，铣刷轴与铣刷液压马达传动链接。清铣刷可以快速拆卸方式安装在铣刷轴上，清铣刷为螺旋式刷辊，或扫地车刷等，根据具体工况选用。清铣刷由金属丝、尼龙、聚丙烯、聚酯、天然纤维等材料制作而成。车辙路面优先选用扫地车刷或锥形刷，铣刨路面优先选用金属丝螺旋刷辊。铣刷升降机构包括提升臂、油缸Ⅰ、油缸Ⅱ，在所述机架两侧各设置一组。提升臂后部与所述铣刷轴支架螺栓固定连接。通过两组油缸Ⅰ、油缸Ⅱ、提升臂实现铣刷装置的升降和前后、左右角度倾斜；清铣刷的工作面与路面接触或离开，以及与路面重合度大小。铣刷伸缩装置具备伸缩功能，用来变化所述铣刷装置工作宽度。铣刷伸缩装置可分为叁种形式：一种为由两个螺旋式刷辊或圆筒状刷滚平行构成，通过铣刷轴支架上的滑轨或导向伸缩套实现铣刷装置的展开与收缩变化其工作宽度，来变化所述铣刷装置的整体工作宽度。另一种铣刷轴支架为摆臂式结构，如扫地车刷。在一种为机械拼接式。

（二） 湿式微创预处理
冲铣装置设置在机架上的行走装置后方与沥青喷洒装置前方之间的空间位置。通过喷射高压水流方式，多组水喷头有规则排列最终与路面形成线或者面的冲铣效果，“实时”对路面进行微创冲铣、冲刷、洗刷、洒水、润湿、降温等“湿式”预处理工艺。实现有效清除因路面上的颗粒物料，有效消除原路面的沉积灰层、沥青氧化层、不稳固材料等，对路面润湿和降温，同时将冲铣掉的废料同水流快速排到待施工路面两边集中收集。

冲铣装置包括高压水泵与常规水泵、喷水杆、水喷头、节流阀、分流阀、增压阀、减压阀、恒压阀、换向阀、开关阀等，共同配合协调水流量控制装置、水压力控制装置、冲铣升降机构、喷水转向机构、冲铣伸缩装置，来实现调节控制水喷头出水流量、出水速度与出水压力，达到最佳喷水状态。冲铣升降机构用来实现调节所述水喷头与路面之间的距离远近变化，保障最佳喷水离地高度。通过喷水转向机构的转动带动喷水杆和水喷头一同转动来实现变化所述水喷头喷水与路面间夹角。在喷水杆上采用旋转轴套设计来变化喷水头的喷水姿态进一步调节水喷头喷水与路面之间的夹角。冲铣伸缩装置由两个以上喷水杆平行构成，通过喷水杆支架上的滑轨或导向伸缩套实现冲铣装置的展开与收缩变化其有效工作宽度。

推铲装置安装在机架前部下方即推辊下侧与行走装置前侧空间位置。实现将施工过程中洒落掉的矿料和其它无用物体快速推移至两边集中收集。其在施工作业中的有效工作宽度即所需加长距离与摊铺宽度相匹配，灵活拼接。

本发明特色：卡车“直接”喂料后存储，经转输配料、搅拌、摊铺、并能够实时干湿预处理路面。优越性能表现：能够同步进行边受料、边“微创”预处理、边纤维撒布、边喷洒沥青、边撒布碎石、边除尘等工艺工序集成于一身，一次性完成超长、超宽、无烟、无尘碎石封层施工作业。具备无需其它专用配套设备就可连续施工作业或间歇式施工作业之功能。“湿式”微创冲铣“干式”微创铣刨扫刷工艺，完美实现显著增强铺面层粘合力之效果，减小路面病害。受料容易且方便，操控简单、智能化，单位时间产量高，降低传统生产成本。多车道同时一次性铺装并且宽度变化简单、灵活。有效解决纵向横向接缝与接头问题，同一施工段出现铺面颜色差异现象，不同铺装质量现象，施工质量优越且稳定。施工效率高、单位时间产量大，施工精度高，设备有效利用率达100%，节能环保，推广性强。适合多种作业面与环境下施工。对同步碎石封层技术更进一步发展与完善起到积极推动作用，符合碳达峰，碳中和。