常温状态下呈流动状态

LYL50沥青路面养护车乳化沥青系统设计
概述
由于乳化沥青是一种含水的沥青材料，常温状态下呈流动状态，在与矿料接触后，经过与矿料的粘附、破乳、析水过程，然后乳液才恢复其沥青性能，经过压实后可以基本形成稳定的路面，在经过行车的反复碾压，最后形成坚实的路面。因此乳化沥青系统是沥青路面养护车中重要组成部分。故对LYL50沥青路面养护车乳化沥青系统设计研究意义十分必要。
一、 工作原理
LYL50沥青路面养护车乳化沥青系统由乳化沥青的加热、喷洒、清洗、循环等组成，乳化沥青系统工作原理见图1
图１ 乳化沥青系统工作原理图
在图１中，为防止在工作或清洗时沥青油与清洗柴油混合，在该管路中设置了两个单向阀。沥青单向阀设置的压力为１０Ｂａｒ，而喷嘴的出口压力为Ｏ Ｂａｒ，在工作状态下避免了乳化沥青的内部循环，同时在清洗沥青油系统时有效防止了柴油进入沥青油箱。喷射杆阀关闭后沥青泵内的压力上升，当其压力大于１０Ｂａｒ时沥青单向阀被打开，沥青油开始内部循环。清洗单向阀的作用使乳化沥青无法进入柴油箱，因此乳化沥青系统的三个功能各自得以实现。
二、 乳化沥青系统各部介绍
1、乳化沥青加热
沥青乳状液是由沥青、水、乳化剂三个基本成分组成。如果温度过底，沥青粘度大，流动困难，功率消耗大，影响乳化质量；如果温度过高，不仅消耗能源，增加成本，还会使水汽化，导致乳化液油水比例发生变化，质量下降。由于乳化沥青黏度为500cst，黏度大，流动性差。若采用火焰或红外线加热，热量会集中在某一范围内，造成局部加热使沥青烧焦碳化。因此在借鉴国外同类养护车的基础上采用目前国际上最先进的导热油加热方式，具有热功率高，加热均匀等优点。沥青油箱中油的温度通过加热后的导热油在构造于油箱内部的加热管中流动来控制的。导热油允许通过加热管的量，由一个位于机器后部标有“热”和“冷”的阀柄控制。如果想要较高的温度，阀柄仅要开启到“热”位即可，这将允许更多的导热油通过。
乳化沥青的特性决定了其对温度的敏感性，在加热过程中对温度的控制非常重要。本车采用两个单向阀开关控制，温度仪表进行监测。具体操作如下：将单向阀开关置于“加热”位置，观看机器后部温度仪表盘；当仪表盘显示49℃时，将单向阀置于“冷却”位置。
２、乳化沥青喷洒
因ＬＹＬ５０沥青路面养护车主要用于快速修补破损路面，施工规模小，固采用手持式喷洒装置。为了保证喷洒均匀和达到规定的乳液喷洒量，应严格控制沥青泵的流量，以及控制好相应的喷杆移动速度。沥青喷嘴的几何形状和喷射压力决定了喷出的乳液所形成的扇形面的角度大小，而喷嘴离地面的高度决定了单位面积喷洒量。一般应将喷嘴调整到离地面２５ｃｍ左右。对于长缝喷嘴，一般应事先调整好喷嘴与洒布管轴线交角（１５°～２５°）。
洒布沥青油时，一次洒布宽度不宜超过１ｍ，过大的洒布宽度会形成洒布量的不均匀。乳液洒布量的控制方法，可根据设计要求及有关测定数据计算：
γ＝Ｑ／ｂｑ
式中：γ—喷杆移动速度（ｍ／ｍｉｎ）；
Ｑ—喷油管的喷油量（Ｋｇ／ｍｉｎ）；
ｂ—洒布宽度（ｍ）；
ｑ—乳液洒布率（ｋｇ／ｍ）
喷洒乳化沥青时将三通阀开关置于“喷洒”位置，把喷射杆对准修补区，压下手动阀开关向修补区喷洒沥青油至理想的厚度，当喷洒完成后，松开手动阀开关，将三通阀开关置于“装载、清洁”位置，让多余的沥青油从喷射杆返回沥青油箱。
３、乳化沥青装置的清洗
乳化液的颗粒一般为１～２０μｍ，黏度大、附着力强，在常温状态下沥青硬化粘附在喷洒装置的管道内壁，堵塞管路。本系统所用的沥青泵为美国Ｖｉｋｉｎｇ沥青齿轮泵，当沥青硬化粘接在齿面后增大齿面上的摩擦磨损，缩短沥青泵的使用寿命。不同类型的乳化液具有不同的酸碱性，极易腐蚀零部件，工作时造成乳化液泄露，降低乳化沥青系统的工作压力与流量。因此每天工作后乳化沥青系统必须进行清洗，如果不对乳化沥青系统进行清洗，将对整个系统造成严重的损坏。
清洗乳化沥青系统时将机器后部的三通阀手柄置于“清洗”位置：移开放置在（驾驶室）乘员侧挡泥板顶部废油箱的３”（７６．２ｍｍ）加油帽，将沥青油喷射杆放入废油箱后部的３”（７６．２ｍｍ）加注管，压下喷射杆上的开关阀手柄并保持到清洁的柴油进入，关闭动力系统，将三通阀手柄置于中位；
４、乳化沥青循环
因乳化沥青长时间静止不动将会变稠并“固化”开始凝结在沥青箱内壁，减少沥青箱的容积，影响乳化沥青系统的工作；受沥青箱内部空间与沥青油粘度的限制，乳化液对流效果差，乳化沥青的加热装置不能使其均匀加热。因此在油箱设计时充分考虑了乳化沥青的循环特性。当机器获得液压力且三通阀的开关在“喷洒”位置，喷射杆阀处于关闭状态时，沥青泵将使油箱内部的油搅动并流动，乳化沥青开始内部循环，一旦喷射杆阀开启，将使沥青油进入喷射杆从喷嘴喷出。太多乳化油的循环（或混合）会使油出现凝结的趋势。这是由于油中带电粒子的电性减弱导致的。因此在油箱中有乳化油时不要让沥青泵持续长时间工作。

原作者： 徐工研究院 乔彬 张忠海 张启君
来 源： 徐州工程机械杂志

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