国内沥青摊铺机演变与革新下

北京
2019-01-25
国内沥青摊铺机演变与革新下 中国沥青网,sinoasphalt.com

2000—2010年,是中国高等级公路建设的跨越式发展的黄金10年。高速公路爆发式的增长,给摊铺机等路面设备带来了巨大的市场空间。国产摊铺机传统厂商经过多年的技术沉淀,产品品系逐渐完善,同时涌现出一些颇具实力的新厂商中国沥青网sinoasphalt.com。一些国外路面机械领域的著名企业看好中国的市场前景,纷纷在中国建立组装厂,其中包括戴纳派克在武清建厂、维特根在廊坊建厂。此时国内外主要摊铺机品牌包括福格勒、沃尔沃(原ABG))、戴纳派克、住友、卡特(原比泰利)、徐工、三一、中联重科、柳工、陕建、西筑、鼎盛天工、华通动力、成都新筑、陕西中大、山推、天顺长城等。其中的典型代表产品主要有福格勒2100-2、沃尔沃ABG8820、戴纳派克F181/182系列、陕建ABG8620、徐工RP系列、三一LTU系列、中联SUPER130、陕西中大DT系列等。

 

2004年,徐工和三一分别牵头启动了“工程机械机群智能化”国家863计划项目,对国产摊铺机的技术起到了推动和提升作用。2008年以后,以徐工、三一、西筑和华通动力等为代表的摊铺机主力制造商,纷纷加大资金开展科研项目,进一步提升了国产摊铺机整体技术水平。国产摊铺机整体技术水平逐渐得到了施工企业的认可,越来越多公路工程基层与面层施工中出现了国产摊铺机的身影。

 

沃尔沃ABG8820型摊铺机最大摊铺宽度达到13m,最大摊铺厚度达到30cm,最高作业速度20m/min,发动机功率高达182kW。发动机散热器与液压系统散热器左右并列放置,结构独特,散热效果好,使摊铺机发动机和液压油散热系统得到改善。左右独立的履带行走液压驱动系统在ABG423的基础上又增加了过热保护,提高了整机液压系统工作的稳定性。沃尔沃ABG8820采用第二代电子摊铺管理系统,智能化、人性化水平进一步提升。

 

福格勒2100-2型摊铺机最大摊铺宽度达到13m,理论生产率达到1100t/h,最大摊铺厚度达到30cm,最高作业速度25m/min,发动机功率达到182kW。该机熨平板和螺旋分料器都采用比例控制,正反向都可转动。螺旋分料器高度采用液压缸调整,厚层摊铺与薄层摊铺时切换更加便捷,无需人工再拆装紧固螺栓。该产品控制面板采用ErgoPlus人性化设计理念,操作直观,简单易学。其具有ECO超静音工作模式,该模式下发动机转速仅为1700r/min,更加环保节能。由手动液压泵控制硬顶棚的折叠,转场运输时更加便捷。

 

至2010年左右,国内主流摊铺机摊铺能力都已达800t/h以上,可靠性和抗离析性能明显提升,机电液一体化技术得到了普遍应用。国产高档摊铺机主要液压件、电控件、传动箱体等均选用进口件,摊铺使用性能、平整度、压实度、摊铺路面几何尺寸以及使用工况等方面,与国外同类摊铺机技术水平基本接近。摊铺机找平系统逐渐由接触式找评议、平衡梁升级到非接触平衡梁,接触式料位传感器逐渐被非接触式取代。控制操作台采用更先进的数字显示,触摸液晶控制。同时更多人性化设计融入到产品设计中,螺旋布料器高度、熨平板拱度调整逐渐由人工机械调整过渡到电控液压缸调整。熨平板不仅设有负载调整功能,还设有防爬与防沉降功能,同时在熨平板抗热变形方面也取得了技术突破。

 

在摊铺机整体性能提升的大背景下,一些满足特殊施工工艺需求的产品应需而生。2007年,徐工集团与北京路桥中咨科技有限公司共同研发出RP600S型同步撒布摊铺机。2008年,西筑推出了带乳化沥青喷洒功能的摊铺机ZT600。在baumaChina2010展会上,维特根推出了带乳化沥青喷洒功能的一体机福格勒1800-2JET型摊铺机。上述几种摊铺机虽然名称不是很统一,但在功能上都是在摊铺机沥青混合料的同时能洒布乳化沥青。

 

带乳化沥青喷洒功能的一体机是在传统摊铺机的基础上增加沥青存储、加热、保温、输送、喷洒系统,通过雾化和喷射在摊铺路面形成均匀一致的乳化沥青层或热沥青层。这种施工工艺适用于结构强度未被破坏路面的快速养护,洒布的沥青能够填封路面裂缝,防止水进一步侵入下层。

 

2006年,戴纳派克在国内销售了第一台F300CS型双层摊铺机,引起业内强烈反响。双层摊铺机是在传统摊铺机的基础上,增加1套供料系统和1组熨平板,即料斗、刮板、螺旋布料器、熨平板各有两套。配置一台给料机,给料机用于交替地将不同品种的混合料送到2个混合料料斗中。2007年,F300CS型双层摊铺机参与了承平二级公路和张石高速公路面层施工。之后几年内,该设备又参与了石黄、洛商、浏遭等几条高速公路的施工。

 

两层热沥青混合料同时摊铺,可以适度地减薄上面层的厚度,因此可以节省沥青用量,降低公路建设投资成本。相比传统的摊铺工艺,新工艺由于提高了两层间的粘接力,可有效防止面层沥青的龟裂、凸包等病害发生。此外,还可以减缓沥青温度的降低,给路面压实赢得更充足的时间。双层摊铺的优势很明显,但不足也很明显。具体表现为3点:一是购置双层摊铺成套设备的费用很高,单套双层摊铺机最少可以购置4台高档进口摊铺机;二是双层摊铺施工管理难度大,对设备的同步性要求高;三是操作员操作难度大,对配套设备需求多。基于以上原因,导致国内很多施工企业对此设备和工艺望而却步,为此自2006年至今国内仅销售了一台双层摊铺机。

 

2012年以前,外资品牌摊铺机在国内的市场份额基本上是三足鼎力,其中维特根旗下的福格勒、沃尔沃(原ABG)各领风骚数年,而戴纳派克则始终处于第三。近两三年,这种格局发生了很大变化。

 

维特根利用集团综合优势强化本土制造,努力提升产品品质,并大力推广代理制,促使摊铺机市场占有率稳步上升,逐渐确立了进口摊铺机行业龙头老大的地位。宝马格凭借其压路机原有品牌的良好口碑以及成熟的渠道营销,在摊铺机市场也取得了骄人的业绩。相比维特根和宝马格这两个品牌,沃尔沃、戴纳派克品牌摊铺机的市场份额有所下滑。2017年1月20日,法亚集团宣布收购阿特拉斯·科普柯集团旗下的戴纳派克全系列产品。至此,维特根、法亚、沃尔沃三大路面机械形成了新的鼎足而立局面。外资品牌住友、卡特摊铺机虽也有一定销售,但规模始终不大,年销售量仅在20台左右。

 

同时国产品牌摊铺机集中度进一步增强,市场销量仍然是徐工一家独大,三一、陕建、天顺长城则依次排列,其他品牌如中联重科、西筑、华通、鼎盛、柳工、新筑、山推等品牌总体销量不大。

 

宽幅摊铺机在经历了10多年的市场低迷后,近几年表现出强劲的反弹势头,国内外知名摊铺机机厂如维特根、沃尔沃、中联重科、三一、天顺长城、陕西中大等厂商经过技术革新,相继推出了宽度达12~16m、摊铺厚度达到500m的宽幅摊铺机,越来越多的工程也开始采用宽幅摊铺机进行施工。

 

20世纪90年代生产的宽幅摊铺机的主要弊病是混合料离析严重。新型宽幅摊铺机与以前的产品有很大不同,不仅摊铺宽度达到16m级(甚至达到19.5m),摊铺机厚道达到500mm以上,而且为了有效防止混合料离析现象,各厂商都对整机进行了改进和优化。总体方案如下:采用全比例输、分料控制,合理匹配泵—马达模糊控制,以提升供料平稳性及系统可靠性;采用多级大螺旋大螺距输送系统及多项优化技术,防止混合料离析;采用混合料满埋螺旋,通过二次搅拌有效解决摊铺过程中的横向、竖向、纵向等离析难题;提高熨平板的拼接刚度稳定性,加强连接拉杆的支撑拉力,减少因熨平板过宽下挠影响横坡精准度;加大料斗储料容积,确保摊铺机用料不中断;主机机身具备升降功能,需要摊铺大厚层时,可将机身后部升高,以减小输分料阻力,实现料槽输料通畅。

 

宽幅、大厚度摊铺时,混合料输送与摊铺装置需要的功率有所增大,行驶系统需要的牵引力也较大,为此发动机功率也应相应增加。如最大摊铺宽度16m的ABG9820型摊铺机,摊铺能力1500t/h,发动机功率273kW;最大摊铺宽度18m的中大PowerDT1800型摊铺机,摊铺能力1500t/h,发动机功率高达306kW;最大摊铺宽度为16.5m、最大摊铺厚度550mm的天顺长城SP160-2型摊铺机,摊铺能力1500t/h,功率高达285kW。

 

与传统并机摊铺相比,采用新型宽幅大厚度摊铺机进行单机摊铺具有3点优势:一是可以一定程度提高路面平整度。并机联铺时存在基准不一、不同步现象,无法保证横坡一致性,由此造成路面平整度差,而单机全幅摊铺完全避免了此问题。二是可减少传统摊铺机本身因设计缺陷而产生的离析,避免并机联铺接缝处的离析。采用2台摊铺机一前一后双机梯队作业时,双机结合处大料集中,容易引起纵向接缝离析。新型宽幅度大厚度摊铺机采用专门设计方案,有效减少了物料离析的产生。三是可以降低工程造价。传统的基层施工需要分层进行,同样的工序需要重复进行2次,人力、物力的投入较大,由此导致工程造价较高。采用新型宽幅大厚度摊铺机,一次即可完成双层摊铺的作业量,设备租赁费及人工费明显降低。

 

宽幅大厚度摊铺机的诸多优势,得到了施工企业的逐步认可。目前来看,宽幅、大厚度摊铺机主要在东北、西北、西南、内蒙等地区作业,其中既有从事沥青混合料摊铺的,也有从事水稳材料摊铺机的。据中国工程机械工业协会路面与压实机械分会近3年的统计数据(部分厂商未在统计内)显示,2014年国内12m(不含)以上摊铺机销售70台,2015年销售94台,2016年前5个月销售已达57台,宽幅摊铺机市场升温明显。

 

水稳摊铺机诞生于20世纪90年代,在近20年的发展过程中,国内厂商先后推出了很多型号产品,但外资品牌厂商却一直没有涉足该领域。进入到20世纪后,国产摊铺机性能上的提升加上价格的优势,使其销量不断上升,并逐渐开始挤占进口摊铺机的市场。2011年以后,随着中国经济政策的调整,公路建设行业渐入低迷状态,摊铺机主要生产企业销量明显下滑,国外知名摊铺机生产企业为了保持其在国内的竞争力,被迫将剩余产能转向了价格和利润较低的水稳摊铺机。

 

在baumaChina2012展会上,维特根展出了福格勒Super1800-HD型水稳摊铺机,标志着进口品牌摊铺机正式进入水稳摊铺机市场。在BICES2013展会期间,阿特拉斯·科普柯向客户重点推介了戴纳派克F3030C型水稳摊铺机。2014年2月,沃尔沃建筑设备在上海召开新品发布会,推出了沃尔沃P8720BABG系列首款水稳摊铺机。在短短的2年左右时间,3家国外品牌摊铺机巨头先后推出水稳摊铺机,说明国外企业已重新审视中国的市场,产品已经开始向专业性更强、根据价格竞争力的方向发展。水稳摊铺机生产率更高、摊铺厚度更大,要求的发动机功率和料斗容积更大,且对摊铺机行驶系统、刮板输料系统、螺旋分料系统、振捣系统的驱动力要求更高。同时要求与混合料接触的输送通道部件如刮板、螺旋分料器等耐磨程度更高。

 

时至今日,在水稳摊铺机市场,已形成国产摊铺机与进口品牌摊铺机同场竞技的态势。经过10多年的发展,国产水稳摊铺机已经取得了长足进步,但与进口品牌水稳摊铺机相比尚有一定差距。有关专家指出,目前的国产水稳摊铺机的定制参数、整机结构尺寸、性能参数与国际先进水平保持同步,发动机功率及液压系统匹配合理。但由于整机在液压、机械、电子系统的融合、协调控制等方面存在缺陷,使得设备的作业品质稍欠,故障率稍高。

 

摊铺机在匝道、服务区出入口、收费站等宽度变大场所作业时,多采用备用摊铺机摊铺加宽段,或采用一台摊铺机二次摊铺、人工摊铺加宽段等方法。在穿越隧道摊铺时,由于宽度变窄有时需将摊铺机熨平板拆下重新组装。为了适应这种工况,陕西中大研发出具有发明专利的可折叠布料装置。应用该装置明显节约了拆装时间,有效提高了施工效率、施工质量。

 

在摊铺机与料车进行对接卸料过程中,由于料车与摊铺机不匹配或操作不当,常会产生料车撞击摊铺机现象。普通摊铺机在料斗合拢时,不可避免地会发生余料抛撒现象。陕西中大研制的具有发明专利的液压伸缩辅助料斗,有效解决了这一问题。该料斗具有缓冲保护能力,降低了料车对摊铺机的碰撞推移,避免了余料抛撒现象。

 

此外,陕西中大还研发出一种超厚水稳边坡振捣装置,这种装置一般在摊铺超厚层水稳材料时使用。边坡振捣装置有效解决了超厚水稳摊铺边坡压实难题,免去了支钢模板工序,减少了工人劳动强度,降低了施工成本。

 

近几年,各主流摊铺机制造商都推出了具有多项创新技术的新型摊铺机。这些摊铺机不仅满足国三排放标准,而且在智能化、节能环保等方面也有重大突破。其中代表产品包括福格勒1880-3L、沃尔沃P6820C、宝马格BF800C、戴纳派克F300CS、戴纳派克SD2500CS、徐工RP系列、三一SAP2400C-6、中联ZPS3880RE、陕建SUM820BYE、天顺长城SP160-2、陕西中大PowerDT1800等。

 

福格勒1880-3L型摊铺机配装创新的福格勒“EcoPlus”低排放套包,能够大大降低油耗和噪声等级。它通过动力优化的夯锤驱动、变速风扇、可控的液压油冷却循环,以及采用能够断开液压泵驱动的分动箱等措施,可以降低油耗25%左右。其中在摊铺机等料等非作业时间,断开液压泵驱动的分动箱对节油起到了至关重要的作用。

 

宝马格BF800C型摊铺机采用ECO节能系统,发动机转速和液压系统输出能根据负荷的大小自动调整,降低油耗20%左右。它配装专利的铝板电加热熨平板系统,导热性高,温度分布均匀,20min左右就能完成整个熨平板加热。特有的熨平板延长件快速拼装接头,大幅降低了工人拼装或拆卸熨平板的时间。采用专利的优视系统,可左右横向滑动的工作台,可使驾驶员全方位无死角观察到机器的工作部位,获得最佳的工作视野。

 

徐工RP1356摊铺机是徐工自主研发的一款智能型沥青混凝土摊铺机,它具有智能一体化控制、机群智能化联合作业、远程监控和高精度高效能摊铺控制等多项国际先进技术,是集成机、电、液、信息和通讯技术于一体的高新技术产品。自主创新的智能一体化控制系统和CANBUS总线技术,可精确地控制行走、输料、分料、振捣、找平等系统的工作状态。先进的GSM/GPRS和GPS通讯与定位技术,可实现摊铺作业的远程监控、故障诊断和智能服务。

 

随着自动控制、网络技术、计算机技术等在摊铺机领域的不断渗透,根据定向导航、位置定位原理,依靠有线、无线通信技术与自身监控反馈系统,使摊铺机实现无人驾驶成为可能。戴纳派克F300CS型双层摊铺机就采用了自动导向技术。摊铺机采用自动导向技术,驾驶员无需操作转向电位器、转向杆,摊铺机可以按照特定的轨迹行驶,这不仅可以降低了操作员的劳动强度,还能在一些特定环境、工况作业时保证操作者的人身安全。

 

智能化技术的进步不仅体现在摊铺机主机上,同时也体现在摊铺机作业辅助系统上,其中较为引人关注的便是沥青摊铺温度管理系统。在摊铺机作业过程中,若混合料温度差异过大,会造成混合料产生危害离析,严重影响路面密实度、平整度。针对温度对混合料摊铺过程中对离析产生的巨大影响,摩巴公司开发出一种Pave-IRScan沥青摊铺机温度管理系统。该系统可以监测整个工程中沥青混合料的温度情况,精确定位潜在离析的位置,同时记录摊铺距离、速度、时间、坐标等详细信息,实现实时数据的收集。采用沥青摊铺机温度管理系统,有助于施工企业了解路面整体的离析状况和原因,从而为改进施工工艺、提高施工质量奠定基础。


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