國(guó)產(chǎn)穩(wěn)定土拌和機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)探討
我國(guó)穩(wěn)定土拌和機(jī)產(chǎn)銷量近幾年呈下降趨勢(shì),市場(chǎng)嚴(yán)重萎縮,已由前幾年的年需求500~600臺(tái)減少到不足百臺(tái),究竟是什么原因?qū)е率袌?chǎng)持續(xù)低迷?穩(wěn)定土拌和機(jī)的出路何在?突破點(diǎn)在哪里?這些問題值得業(yè)界深刻反思。
1、穩(wěn)定土拌和機(jī)概念誤區(qū)
在道路機(jī)械行業(yè),從概念上來(lái)講,穩(wěn)定土拌和機(jī)主要用于新道路路面基層的修筑,屬于筑路機(jī)械一類,和道路冷再生機(jī)在機(jī)器結(jié)構(gòu)、功能上極其相似,他們是一種設(shè)備的兩種配置或用法。單一用途的穩(wěn)定土拌和機(jī)目前國(guó)際市場(chǎng)很小。在國(guó)外,這類機(jī)械一般采用聯(lián)合命名,被稱為道路穩(wěn)定土拌和機(jī)/道路再生機(jī)。但是在我國(guó)由于沒有配備必要的輔料添加裝置就形成這種單一用途的穩(wěn)定土拌和機(jī),因此大大限制了穩(wěn)定土拌和機(jī)的使用空間和市場(chǎng)。
穩(wěn)定土拌和機(jī)和道路銑刨機(jī)是兩種不同的機(jī)型,一般穩(wěn)定土拌和機(jī)主要用于路面基層作業(yè),有時(shí)也包含面層,其對(duì)材料切削的目的主要是將鋪層材料用來(lái)與穩(wěn)定劑拌和在一起,切削拌和深度為300~400mm;而銑刨機(jī)的主要工作對(duì)象是道路面層,主要目的在于將道路面層材料去除,銑刨深度為100mm以下,然后將材料運(yùn)走回收,銑刨機(jī)一般都設(shè)有回收裝置。所不同的是穩(wěn)定土拌和機(jī)一般用于新路的修筑,而銑刨機(jī)則一般是對(duì)道路進(jìn)行大修作業(yè)。銑刨機(jī)的切削精度要求較高,因此這兩種機(jī)械在整體結(jié)構(gòu)上不同。雖然我國(guó)部分廠家宣傳自己生產(chǎn)的拌和機(jī)安裝銑刨轉(zhuǎn)子可以用于道路銑削作業(yè),但是由于拌和機(jī)的結(jié)構(gòu)限制,銑刨切削的精度太低,沒有哪個(gè)施工單位會(huì)將其用于等級(jí)公路的維修作業(yè)中。
綜上所述,應(yīng)當(dāng)將穩(wěn)定土拌和機(jī)和道路冷再生機(jī)歸為一類產(chǎn)品,道路冷再生機(jī)是配置了填加劑供給裝置的穩(wěn)定土拌和機(jī),可以將填加劑供給裝置作為穩(wěn)定土拌和機(jī)的一種選擇裝備,當(dāng)然穩(wěn)定土拌和機(jī)可以配備各種刀具的拌和轉(zhuǎn)子,如鋤頭形刀具( 又稱船漿型刀具)、子彈形刀具等,可以用于拌和不同硬度材料,甚至可以拌和舊路面用作道路再生作業(yè)等。
2、我國(guó)穩(wěn)定土拌和機(jī)的發(fā)展歷程
我國(guó)穩(wěn)定土拌和機(jī)從80年代末開始起步,當(dāng)時(shí)國(guó)際上存在著兩種類型的穩(wěn)定土拌和機(jī),一種是以日本新瀉等公司為代表的中馬力穩(wěn)定土拌和機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)功率在149kW左右,拌和刀具采用片狀結(jié)構(gòu),拌和轉(zhuǎn)子用機(jī)械傳動(dòng),通過兩側(cè)鏈條帶動(dòng)轉(zhuǎn)子拌和;一種是以德國(guó)寶馬為代表的大功率全液壓穩(wěn)定土拌和機(jī),這種拌和機(jī)采用高檔液壓元件,性能先進(jìn),代表國(guó)際上穩(wěn)定土拌和機(jī)發(fā)展趨勢(shì)。兩種類型拌和機(jī)我國(guó)都有少量進(jìn)口,但是由于我國(guó)對(duì)穩(wěn)定土拌和機(jī)的認(rèn)識(shí)所限,只重視瞄準(zhǔn)國(guó)際上最新的發(fā)展技術(shù)趨勢(shì),沒有根據(jù)我國(guó)國(guó)情適當(dāng)?shù)匕l(fā)展中小功率的穩(wěn)定土拌和機(jī),使得穩(wěn)定土拌和機(jī)的發(fā)展存在片面性。當(dāng)時(shí)我國(guó)部分廠家如洛建,陜西華山等廠家借鑒寶馬大功率全液壓穩(wěn)定土拌和機(jī)技術(shù),通過測(cè)繪研制了我國(guó)224kW左右的拌和裝置后置式全液壓穩(wěn)定土拌和機(jī)。以后隨著公路施工要求的提高,又相繼開發(fā)了269kW甚至298kW以上的穩(wěn)定土拌和機(jī),2000年以后又試制了中置式拌和機(jī),近年來(lái)研制開發(fā)了道路冷再生機(jī)等。后來(lái)國(guó)內(nèi)一些其他工程機(jī)械廠家紛紛跟進(jìn),最高峰時(shí)全國(guó)有10多個(gè)廠家生產(chǎn)20余種型號(hào)的穩(wěn)定土拌和機(jī)。
3、我國(guó)穩(wěn)定土拌和機(jī)市場(chǎng)萎縮的原因
首先,目前我國(guó)市場(chǎng)上的穩(wěn)定土拌和機(jī),功率一般在224kW以上,大部分采用全液壓傳動(dòng),即液壓行走傳動(dòng),液壓工作傳動(dòng),工作裝置后置式,沒有加裝填加劑供給裝置。這種穩(wěn)定土拌和機(jī)的性能無(wú)法適應(yīng)高等級(jí)公路建設(shè)的需求。用穩(wěn)定土拌和機(jī)拌和,其拌和材料的配比、顆粒級(jí)配以及含水量無(wú)法得到精確控制,比不上穩(wěn)定土廠拌設(shè)備,而路拌機(jī)拌和成型后鋪層的均勻度、平整度和密實(shí)度比不上穩(wěn)定土攤鋪機(jī),再加上國(guó)產(chǎn)穩(wěn)定土拌和機(jī)由于采用全液壓驅(qū)動(dòng),產(chǎn)品故障頻發(fā),產(chǎn)品質(zhì)量可靠性太低,穩(wěn)定土拌和機(jī)功能單一,使用時(shí)間短,機(jī)器利用率低,受到穩(wěn)定土拌和機(jī)使用量最大的筑路部門的普遍抵制,取而代之使用穩(wěn)定土廠拌設(shè)備,加上采用穩(wěn)定土攤鋪機(jī)的公路路面基層施工工藝,使得穩(wěn)定土拌和機(jī)喪失了一個(gè)巨大的市場(chǎng)和用戶。
其次,對(duì)于縣鄉(xiāng)道路等低端用戶來(lái)說,目前我國(guó)的大功率全液壓穩(wěn)定土拌和機(jī)價(jià)位偏高,使用成本太高。由于我國(guó)穩(wěn)定土拌和機(jī)均采用液壓行走傳動(dòng),液壓工作轉(zhuǎn)子傳動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)采用大功率的國(guó)際品牌柴油機(jī),主要部件均從國(guó)外直接進(jìn)口,使機(jī)器的制造生產(chǎn)成本太高,一臺(tái)拌和機(jī)整機(jī)價(jià)格動(dòng)輒達(dá)到70萬(wàn)~80萬(wàn)元,有的甚至高達(dá)百萬(wàn),使這種產(chǎn)品價(jià)值與其使用對(duì)象發(fā)生嚴(yán)重背離。一方面廣大的縣鄉(xiāng)公路急需這種設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)道路施工的機(jī)械化,另一方面這種產(chǎn)品由于其高昂的價(jià)格使用戶“望機(jī)興嘆”。此外,由于穩(wěn)定土拌和機(jī)現(xiàn)場(chǎng)拌和造成的塵土石灰飛揚(yáng),施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣也是造成用戶不接受這種設(shè)備的重要原因。
目前穩(wěn)定土拌和機(jī)僅在公路和市政建設(shè)部門的一些低等級(jí)公路或輔助公路上有少量使用。
4、我國(guó)穩(wěn)定土拌和機(jī)的出路和發(fā)展對(duì)策
國(guó)產(chǎn)穩(wěn)定土拌和機(jī)要發(fā)展必須兩條腿走路,一是走大功率高性能穩(wěn)定土拌和/再生機(jī)的道路,一是面向中小用戶,面向縣鄉(xiāng)道路開發(fā)出符合我國(guó)國(guó)情的機(jī)械傳動(dòng)穩(wěn)定土拌和/再生機(jī)。
應(yīng)該說,大功率高性能穩(wěn)定土拌和/再生機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在仍然有一定的市場(chǎng),只是用戶對(duì)這種機(jī)型的性能質(zhì)量要求越來(lái)越高,這就需要有關(guān)廠家需要下大力氣進(jìn)行研制和質(zhì)量攻關(guān)。筆者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)研制中置式穩(wěn)定土拌和/再生機(jī),中置式具有拌和時(shí)穩(wěn)定性好,穩(wěn)定土平整度高的特點(diǎn)。在機(jī)器上裝備添加劑噴灑裝置,包括水和乳化瀝青,研究拌和/再生工藝,使之達(dá)到最佳拌和質(zhì)量。同時(shí)著重解決穩(wěn)定土拌和機(jī)的可靠性問題。雖然這種產(chǎn)品銷量不是很大,但廠家不能因其利小而不為,穩(wěn)定土拌和/再生機(jī)的一些特點(diǎn)是其他產(chǎn)品無(wú)法比擬的,這種機(jī)型的就地拌和、材料就地再生利用,相比其他作業(yè)方式,可以節(jié)省大量運(yùn)輸費(fèi)用,降低施工費(fèi)用,雖然銷量少,但高性能產(chǎn)品的利潤(rùn)率可以很高。這就需要有實(shí)力的企業(yè)進(jìn)入,解決產(chǎn)品的可靠性問題,通過產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)研究,掌握關(guān)鍵技術(shù)提高機(jī)器的工作性能和作業(yè)質(zhì)量,應(yīng)該可以有所作為。
當(dāng)前我國(guó)穩(wěn)定土拌和機(jī)的最大市場(chǎng)是農(nóng)村縣鄉(xiāng)公路的建設(shè)。近年來(lái)國(guó)家加大了對(duì)縣鄉(xiāng)村級(jí)農(nóng)村公路的投資力度,根據(jù)交通部《農(nóng)村公路建設(shè)規(guī)劃》,“十一五”期間全國(guó)將投資4187億元,使2010年我國(guó)縣鄉(xiāng)村公路總里程達(dá)到310萬(wàn)km,2020年達(dá)到370萬(wàn)km?!笔晃濉逼陂g將新建縣鄉(xiāng)公路30萬(wàn)km,改建公路120萬(wàn)km,使我國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)及建制村全部通上瀝青或水泥路面。巨大的市場(chǎng)必將需要大量適合鄉(xiāng)村道路施工的機(jī)械設(shè)備。
筆者認(rèn)為適合我國(guó)農(nóng)村公路施工機(jī)械的配置原則是: (1)必須滿足道路施工及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。(2)不鼓勵(lì)采用代用機(jī)械。(3)適當(dāng)降低機(jī)械設(shè)備規(guī)格。有關(guān)專業(yè)人士提出了我國(guó)農(nóng)村公路施工機(jī)械的基本配置,其中特別提出了發(fā)展74.6~134kW中型功率的穩(wěn)定土拌和機(jī)。但是我國(guó)目前尚無(wú)此類規(guī)格的穩(wěn)定土拌和機(jī),發(fā)展適合縣鄉(xiāng)公路用的包括拌和/ 再生機(jī)在內(nèi)的筑養(yǎng)路機(jī)械是路面機(jī)械行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急,因此存在巨大商機(jī)。
5、農(nóng)用拌和/ 再生機(jī)的市場(chǎng)需求
農(nóng)村公路是國(guó)家公路網(wǎng)的重要組成部分,是發(fā)展農(nóng)村地方經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施。但目前我國(guó)農(nóng)村公路的發(fā)展現(xiàn)狀仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于國(guó)家交通的總體發(fā)展水平,普遍存在著路基線形差、路面等級(jí)低、養(yǎng)護(hù)作業(yè)難以做到經(jīng)?;鸵?guī)范化等一系列問題,致使相當(dāng)數(shù)量的農(nóng)村公路在處于“帶病”狀態(tài)下超負(fù)荷使用。我國(guó)大部分礦山和旅游的支線道路在農(nóng)村縣鄉(xiāng)范圍,礦產(chǎn)品出運(yùn)和旅游線路的進(jìn)出口都要使用農(nóng)村公路,而大型重載礦山和大型旅游車輛的荷載往往大大超過了公路的設(shè)計(jì)承載能力,致使不少路段出現(xiàn)經(jīng)常性損壞。一些公路通車一年內(nèi)便出現(xiàn)了大量的沉陷、網(wǎng)裂等病害,由于養(yǎng)護(hù)治理不及時(shí),整條路段不到2~3年就已基本損壞,無(wú)法正常使用,這種現(xiàn)象在我國(guó)很多地區(qū)普遍存在。
我國(guó)縣鄉(xiāng)道路特別是鄉(xiāng)村道路早期失效的最大原因是路基不經(jīng)過穩(wěn)定處理。一些瀝青路面僅在路基上做簡(jiǎn)單的壓實(shí)后鋪上碎石層作為滲水層,上面再鋪上瀝青后即可。很多剛性水泥混凝土路面只是把路基成型后直接鋪上水泥混凝土。這樣由于路面基層不穩(wěn)造成道路沉降、水浸、龜裂比比皆是,沒有合適的設(shè)備則是造成這種現(xiàn)象的一個(gè)重要原因。目前縣鄉(xiāng)道路路面基層處理有幾種方法: (1)路基不做穩(wěn)定處理,只在基礎(chǔ)完成后進(jìn)行一般壓實(shí)處理即可。這種現(xiàn)象在鄉(xiāng)村道路普遍存在,顯然這種辦法道路路基穩(wěn)定性差。(2)用人工篩分辦法將石灰和土壤拌和后再平鋪壓實(shí),這種辦法以前用的較多,隨著勞動(dòng)力成本越來(lái)越高和施工對(duì)環(huán)境要求的提高,現(xiàn)在使用較少。(3)用替代產(chǎn)品如農(nóng)用旋耕機(jī)、多鏵犁、缺口圓盤耙甚至裝載機(jī)等就地拌和,但是其拌和施工效率、平整度和拌和均勻度不如專業(yè)穩(wěn)定土拌和機(jī)。(4)采用穩(wěn)定土廠拌設(shè)備,用于材料運(yùn)輸費(fèi)用,拌和費(fèi)用較高,并且需要穩(wěn)定土攤鋪設(shè)備,一般縣鄉(xiāng)道路負(fù)擔(dān)不起。(5)使用專業(yè)路拌穩(wěn)定土拌和機(jī),由于目前這種機(jī)械的價(jià)格和可靠性問題,大多數(shù)縣鄉(xiāng)道路的建設(shè)受財(cái)力限制,沒能力使用。所以盡早開發(fā)適合農(nóng)村道路使用的使用費(fèi)用低、性能可靠的自行式穩(wěn)定土拌和機(jī)十分必要。
假設(shè)我國(guó)每年新修和改建縣鄉(xiāng)以下公路,包括村鎮(zhèn)公路,農(nóng)村自然村公路,農(nóng)村專用公路20萬(wàn)km,每10km配備1臺(tái)拌和機(jī),設(shè)備裝備率為30%,設(shè)備使用周期為8年,則中型拌和機(jī)的年需求量為800臺(tái)以上,產(chǎn)品市場(chǎng)前景非常可觀。
6、中馬力穩(wěn)定土拌和/再生機(jī)的可行性實(shí)施方案
農(nóng)用工程機(jī)械開發(fā)原則:(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易操作、易維修。(2)性能可靠,故障少,使用壽命長(zhǎng)。(3)機(jī)動(dòng)性能好。(4)價(jià)格便宜。擬開發(fā)的農(nóng)用拌和/再生機(jī)應(yīng)在滿足拌和/再生功能的情況下盡量降低制造成本,增加通用性和適用性。建議拌和機(jī)整機(jī)功率在132kW(180hp)以內(nèi),拌和寬度在1600~2000mm范圍內(nèi)。
整體機(jī)構(gòu)應(yīng)采用拌和裝置中置式結(jié)構(gòu),類似平地機(jī)結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)在于拌和轉(zhuǎn)子容易驅(qū)動(dòng)和控制,整機(jī)穩(wěn)定性好,拌和后鋪層平整度高,可以不用平地機(jī)進(jìn)行平整作業(yè)。如果采用后置式拌和轉(zhuǎn)子,則此種拌和機(jī)和旋耕機(jī)類似,拌和質(zhì)量難以保證。前驅(qū)動(dòng)輪可以為4輪或2輪,4輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)類似于平地機(jī)結(jié)構(gòu),使機(jī)器的穩(wěn)定性和平整效果更加明顯。轉(zhuǎn)向應(yīng)采取鉸接轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu),可以減少轉(zhuǎn)彎半徑。
行走傳動(dòng)應(yīng)采用機(jī)械傳動(dòng)或采用液力變矩器動(dòng)力換擋變速箱傳動(dòng),以降低整體價(jià)位。行走至少應(yīng)設(shè)置3個(gè)擋位,低速擋應(yīng)在3km/h以內(nèi),以滿足材料拌和施工的需要。轉(zhuǎn)子傳動(dòng)可以采取機(jī)械傳動(dòng),轉(zhuǎn)子傳動(dòng)從中間輸入,也可從兩側(cè)輸入。
從兩側(cè)輸入用鏈條或齒輪實(shí)現(xiàn)傳動(dòng),特點(diǎn)是拌和轉(zhuǎn)子中間無(wú)間隔,拌和平整性好。轉(zhuǎn)子傳動(dòng)最好設(shè)置2個(gè)變速擋位,在傳動(dòng)系中設(shè)置剪切銷,當(dāng)拌和轉(zhuǎn)子遇到障礙物時(shí)可以保護(hù)傳動(dòng)系統(tǒng)免于損壞。轉(zhuǎn)子機(jī)械傳動(dòng)方案并不落后,目前國(guó)際上仍有部分廠家在使用。如:CMI公司的RS425和CAT公司的SS250就直接采用轉(zhuǎn)子機(jī)械驅(qū)動(dòng)。機(jī)械驅(qū)動(dòng)的最大優(yōu)勢(shì)在于傳動(dòng)效率高,效率與一般液壓傳動(dòng)相比提高25%左右,轉(zhuǎn)子傳動(dòng)也可以采用液壓傳動(dòng)高速馬達(dá)加上鏈條傳動(dòng)方案。如能選用到產(chǎn)品質(zhì)量可靠的國(guó)產(chǎn)液壓元件,也可采取低速馬達(dá)的方案。
拌和機(jī)應(yīng)當(dāng)加裝灑水箱和噴水系統(tǒng),用于向拌和材料噴水,以調(diào)節(jié)拌和材料的含水量。增加這一功能使拌和機(jī)進(jìn)一步升格為再生機(jī),有助于提高產(chǎn)品的性能。該機(jī)器可以增加推土鏟和松土器作為選擇件,一機(jī)多用。推土鏟可以用作對(duì)物料做簡(jiǎn)單的推移、平整和攤鋪,而松土器可以對(duì)地基的堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)進(jìn)行翻松等處理,以利于材料的拌和,更大限度地發(fā)揮機(jī)器的作用。
拌和刀具不宜采用原拌和機(jī)的鋤頭式結(jié)構(gòu),因?yàn)檫@種刀具刀頭寬度較大,拌和阻力很大,可以借鑒旋耕機(jī)和銑刨機(jī)的刀具結(jié)構(gòu),以盡可能減少拌和切削阻力,以提高材料破碎和拌和質(zhì)量目的為原則。拌和刀具是磨損件,在結(jié)構(gòu)上應(yīng)考慮便于更換刀具。
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