基于节能环保理念的沥青混凝土运输车保温技术研究

赵金国， 杨 云， 刘昱彤， 王正军

（1.天津市雍阳公路工程集团有限公司，天津 301700；2.内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，内蒙古 呼和浩特 010018）

沥青混凝土路面施工过程中，温度控制指标是施工质量的必要条件，在沥青混合料出厂温度合格的前提下，有效减小混合料运输过程中的温度损失成为沥青混凝土施工的新课题。为有效减少沥青混合料在运输中的温度损失，解决冬季土方施工时由于温度过低造成冻土与车厢及底板冻结成一体，出现不好卸车问题，本文提出利用车辆发动机尾气的热能对运输车辆厢体进行保温改装。

1 研究背景

1）某些在建工程由于地理位置、环境条件、人口密度等条件限制不满足就近建站的要求，导致沥青混合料运输距离较远；加之目前公路养护任务加大，养护项目比较零散、施工速度较慢，沥青混合料在运输车上等待时间过长；而沥青混合料在拌和、运输、摊铺和碾压各个环节中都有严格的温度控制要求。

2）汽车尾气，尤其是大型运输车的尾气排放容易造成空气污染。

基于上述两点，提出一种对大型运输车辆车厢进行改装，利用沥青混合料运输车发动机尾气排放的热能，达到车辆环保节能、满足保温效果的理想技术。

2 改装前遇到的问题

1）运输过程中，尤其是满载情况下，汽车尾气污染明显加大。

2）运输过程中，为保证摊铺、碾压作业时混合料满足温度要求，司机抢时间出现超速，安全事故出现的频率大大增加。

3）车厢内沥青混合料温度容易下降，箱体内部不容易清理，甚至会留有少量余料，出现硬结的情况。

4）沥青和骨料的导热性能都比较低，因此当热量散发时，从堆料的中心向四周传导的速度相当缓慢，造成卡车周边和中心巨大的温度差；特别是在环境气温较低的情况下，拌和温度越高，温差就越明显，整车混合料的温差越大［1］。

5）从沥青拌和站角度考虑，为保证沥青摊铺、碾压温度，往往在拌制过程中就考虑了运输时的温度损耗，刻意提高拌和温度，虽然是控制在拌和温度的上限，但也很容易因为沥青混合料过高温加热，造成混合料老化甚至焦料；沥青老化容易造成沥青与集料的黏结力降低，出现废料或摊铺后混合料出现明显离析现象［2～3］。

6）冬季土运输车辆在向后倾倒时，由于温度过低冻土与车厢及底板冻结成一体，常常遇到不好卸车的问题，车辆周转时间过长，直接影响工程进度或道路安全；同时由于车厢向后倾倒时，混合料没有自动随车厢后翻而下滑，导致车厢后部重量加大，容易造成整体车辆后倾，发生安全事故。

3 改装方案

首先对车辆厢体结构进行了改造，对车厢底板进行双底板改造，把厢底夹层中间方管支撑横梁及厢体四周方管立柱和上边横梁接通，使整体车厢形成均匀气流通道[4]。在发动机排气管与消声器中间部位加设排气导向转换传导装置并与车厢厢底进行接触式(底板接口)连接，利用尾气温度对整体车厢进行均匀加热后，由前箱板上顶部及厢底尾部排气通道排出，确保箱体底板及四周均能够达到通气加热效果。为方便司机操作，带有液压的排气导向调节阀门控制器设置在操作室内，当车辆箱体需要加热循环时，司机只需轻轻提拉排气导向调节阀门控制器，利用车辆自带的空压机和储气瓶中的气压传输给转换阀门气缸，即可将转换传导器的竖向转换阀门打开，同时水平位置的阀门关闭，相反不需要加热时将排气导向调节阀门控制器按下即可。

另外在厢体四周外侧凹进方格部位增加5 mm保温棉，用3 mm铁板密闭焊接固定，对厢体进行物理保温。加装车厢用铁板厚度不低于3 mm，焊接要求接缝严密无空隙。见图1-图5。

图1 转换传导器

图2 改装后的车厢尾气进口和前出口

图3 改装后的车厢底板热循环后尾部排气出口

图4 改装后的车厢整体

图5 转换器控制开关控制链接

4 效果分析

改造了大型运输车22台，其中包头北奔重型汽车有限公司生产的北奔重卡10台，上汽依维柯红岩商用车有限公司生产的新红岩金刚12台；均为25 t载重标准，发动机转动传输功率为25 kW,国Ⅲ排放标准，后轮驱动。经过3～4 a的运行，取得到了良好的效果，尤其在天气较低时运输沥青混合料或冬季运输冻土或冻雪过程中效果明显。

1）载满密度较大的沥青混合料的大型运输车辆排放汽车尾气导致大气污染明显得到控制。

2）位置改装后的运输车装运沥青混合料后车辆箱体内部容易清理，不留余料，避免了余料硬结。

3）沥青混合料温度得到保证，为油面碾压初压阶段温度、压实度和平整度提供了有力保障。

4）车辆长距离运输的限制性得到解决，运输司机在行驶过程中不用再像以前那样抢时间，明显提高了车辆行驶安全性。

5）大大减少了由于过高温拌和出现的混合料老化甚至焦料、废弃料现象，工程现场摊铺、碾压后离析情况明显减少，工程质量得到保证。

6）解决了冬季施工由于温度过低冻土与车厢及底板冻结成一体不好卸车的问题，大大减少车辆周转时间，从以前卸一车需要1～2 h缩短到1～2 min，加快了工程进度、避免安全事故的发生，经济效益明显。