关于同步封层车碎石撒布的研究

碎石撒布原理

市场上的同步封层车功能结构差别不大，只是机械结构会有一定的差异，总体功能均为同步完成沥青洒布和碎石撒布。

同步封层车通过沥青泵从沥青罐内吸取沥青，经过一系列的阀门、管路后由沥青洒布杆喷洒出去；与此同时，碎石撒布系统也同步工作。装载机预先将骨料装至封层车的骨料仓，工作时液压马达驱动输料带（两条）将碎石送至撒布料斗，气动系统控制气缸开启料门，撒布辊子在液压马达的驱动下，将涌出的骨料打散，抛向导料槽，碎石通过导料槽均匀撒布在沥青路面上，从而完成沥青碎石同步封层工作。

液压泵驱动液压马达旋转，带动皮带输送机运转，将碎石输送至石料撒布系统，经气动系统开启料门，在碎石自重以及撒布辊子的旋转作用下完成碎石撒布。撒布系统中有两个料位传感器，电控系统通过这两个传感器监测副料斗内料位的高低，控制两个电磁阀得电与否，从而控制输料马达是否运转，实现骨料输送的实时控制。调试时，通过控制两个节流阀开口的大小来调节输料马达的转速，一般设定马达的初始转速为260r·min-1左右，具体可依据实际工况调节马达的转速以满足施工需求。

其原理与碎石撒布液压系统原理一致，通过调节节流阀控制撒布辊子马达的转速，通过控制电磁阀得电与否实现撒布辊子的启停。

影响碎石撒布能力及精度的因素

通过分析碎石撒布系统的结构可知，影响碎石撒布能力的主要因素有：料门开启高度、撒布辊子的转速、行走速度等。料门开启高度直接决定碎石的**大撒布能力，改变撒布辊子的转速可以在一定范围调节撒布量。当车速一定时，碎石撒布施工中撒布量的调节方式可分为3类：固定拨料辊转速，调节料门开度；固定料门开度，调节拨料辊转速；料门开度与拨料辊转速同时配合调节。该数据是在发动机转速为1400r·min-1、车速为3.6km·h-1、撒布辊子转速在100~180r·min-1时测得的碎石撒布量，碎石平均粒径为5mm，碎石密度测定约为1700kg·m-3。

在100~180r·min-1之间时，撒布辊子的转速与碎石撒布量有很好的线性关系。撒布辊子的主要作用是为防止碎石从料门自由滑落，通过调节撒布辊子转速可以控制碎石撒布量。依实际试验结果可知，撒布辊子转速超过350r·min-1后，碎石撒布量主要和料门开启高度有关，即撒布辊子不再影响碎石撒布量，碎石经料门自由滑落。该数据是摘自部分试验数据，为显示撒布辊子在低速时与碎石撒布量的关系。实际施工中，控制工作速度为1~3·s-1、撒布辊子转速在200r·min-1左右、料门开启高度为40mm左右便能满足绝大多数道路施工要求。依据实际工况，优先调节料门的开启高度来满足道路的施工要求。

以数据为例，撒布在４ｍ宽道路上时，撒布量与撒布厚度、行驶速度有如下关系Q=4tv

分析理论撒布率、实际撒布率可知，影响碎石撒布精度的主要因素为碎石料位不均匀、行走车速不稳定以及机械零部件加工精度过低。

撒布量由料门开启高度和撒布辊子的转速来控制，由机械限位保证料门开启高度一致，撒布辊子转速的稳定由液压控制系统的稳定性来实现。撒布辊子的液压控制系统是采用调速阀保证撒布辊子转速的恒定，避免了由碎石不均匀导致的撒布辊子负载波动，从而消除了撒布辊子转速的变化。在汽车底盘上安装PTO（等速巡航）系统，避免了机手手动操作时因油门不稳定对行驶速度产生的影响。实际施工中，当道路弯道外侧高于内侧时，设备集合角度发生改变，需要随时补撒石料。

提升碎石撒布能力及精度的策略

控制系统的改进

在汽车底盘上加装PTO控制系统，保证车速的稳定，可有效避免人为操作汽车油门而影响车速。由于路面的不平整和车速的变化会影响到碎石的撒布精度，可以考虑在车速与撒布辊子转速之间建立一定的比例控制关系，通过车速的实时监测来调节撒布辊子的转速，但该方案会提高控制系统的成本。目前，沥青碎石同步封层车的国家标准中要求碎石的撒布精度不大于3%。陕西建设机械股份有限公司的产品撒布精度实测值为1.4%~2.2%不等，在国标要求的范围之内；鉴于实际使用情况、成本等因素，暂未考虑上述高精度方案。实际施工中，设定料门开启高度为固定值（一般为40mm），通过调节撒布辊子的转速来调节碎石撒布厚度。

通过改进撒布辊子液压控制系统，使用调速阀，可以明显提高撒布辊子工作时转速的稳定性，从而提高碎石撒布精度。

机械零件的设计和加工精度

导料槽尺寸的合理设计对撒布精度的影响较大。汽车的宽度一般为2.5m左右，将碎石撒布到4m的宽度需要导料槽的伸缩或折叠。目前市场上的封层车通过料槽的伸缩（施工时两个料槽伸开）或折叠（工作时料槽展开）达到4m的撒布宽度。陕西建设机械股份有限公司使用的是导料槽的折叠方案，该方案要求每个料槽的宽度不一，这既需要理论计算确定设计值，也需要参考实际施工效果调整料槽宽度。

由于料门限位块为焊接件，加工精度不易保证，从而造成每个料门开启高度不一致，需要在工艺方面努力设计出合理工装，保证重要尺寸的精确度，提高对料门开启高度精度的控制。同理，撒布辊子圆度、圆柱度的加工精度对碎石撒布精度影响也较大，生产时需要特别注意尺寸的精度。