朱 涛 包西平 陶恩茂 施念宇

（徐州工业职业技术学院，江苏 徐州221140）

0 引言

沥青混合料的温度离析是指在储存、运输及摊铺过程中，沥青混合料受天气、施工机械和施工工艺等影响产生热量损失而出现温度差异的状况。[1]沥青混合料的温度离析，会导致路面压实度不均匀，路面的平整度降低。研究表明，由于温度离析的影响，沥青面层的使用寿命大大缩短，严重离析的路面使用寿命可能会减少50%以上。因此，需要采取有效的措施减少温度离析现象的发生。

传统的摊铺机熨平板加热，采用在摊铺作业前一次性加热的方法使熨平板各部分加热到一定温度后，随即停止加热，主要目的是防止熨平板过凉使摊铺路面出现拉丝现象；在摊铺作业的过程中，由沥青混合料长期暴露在空气中，难免产生热量损失而出现温度差异的状况。即使把熨平板温度加热装置打开，由于是开环控制，也无法保证摊铺前的沥青混合料温度恒定。

1 轮胎式摊铺机行驶控制系统设计方案

为了克服现有技术的缺点，设计了一种新型的摊铺机熨平板电加热控制系统，可使摊铺机熨平板的加热更加均匀，在作业时尽可能保持沥青混合料恒定的温度，有效地降低了沥青混合料的温度离析，提高路面摊铺的质量。

改进的摊铺机熨平板电加热控制系统电路图如图1所示，系统包括控制器C1，与控制器C1连接多个用于采集熨平板温度的温度传感器，与控制器C1连接用于设置熨平板加热温度的温度电位器Q1，与控制器C1连接的多个用于改变加热功率的三相交流移相调压模块，每个三相交流移相调压模块的输入端和摊铺机的三相交流发电机连接，输出端连接有电加热管；电加热管分段放置在熨平板的内部；温度传感器的数量与三相交流移相调压模块数量一致。

图1 改进的摊铺机熨平板电加热控制系统电路图

以三个温度传感器为例，即图1中的温度传感器B1、温度传感器B2和温度传感器B3，对应的设置在熨平板前端的左、中、右三个位置。为了方便操作，温度电位器Q1安装在摊铺机的操作台上。电加热管由三个加热丝组成，三个加热丝采用星形连接或者三角形连接。三相交流移相调压模块TY1的输出端对应连接电加热管R1，三相交流移相调压模块TY2的输出端对应连接电加热管R2，三相交流移相调压模块TY3的输出端对应连接电加热管R3。三相交流发电机通过断路器QF1与三个三相交流移相调压模块的输出端相连。三相交流移相调压模块可以在电压或电流信号的驱动下，产生三相可改变导通角的强触发脉冲信号再去分别控制其内部的可控硅，实现三相负载电压从0V到发电机输出电压的无级可调。

2 系统的工作原理

系统的工作原理如图2所示，这里把熨平板分为左、中、右三个部分进行加热，电加热管R1、电加热管R2、电加热管R3分别放置在熨平板的左、中、右内部，通过摊铺机上发动机带动发电机产生交流电源接于加热系统中，在断路器QF1打开时，熨平板电加热控制系统开始工作。对电加热管R1来讲，电加热丝R11、R12、R13之间采用星形连接方式，由温度传感器B1实时对熨平板左部分摊铺前的沥青混合料温度t1进行监测，控制器C1根据温度电位器Q1的设定值t与所测熨平板左部分摊铺前的沥青混合料温度t1的偏差e1对熨平板左部分摊铺前的沥青混合料温度t1进行闭环控制，其控制算法上采用PID控制，执行器选择三相交流移相调压模块TY1，其内部集三相移相触发电路、单向可控硅、RC阻容吸收回路等于一体，由控制器C1输出4~20mA电流信号驱动三相交流移相调压模块TY1工作，产生三相可改变导通角的强触发脉冲信号再去分别控制其内部的可控硅，实现三相负载电压从0V到发电机输出电压的无级可调。对熨平板中部分摊铺前的沥青混合料温度t2和熨平板右部分摊铺前的沥青混合料温度t3的控制同理。

在实际应用中，摊铺沥青混合料工作开始之前要对熨平板进行预热30分钟左右，以便熨平板各部分能够有一个合适的初始温度，可以根据熨平板的长度把其分为更多段进行控制，这样，在其中一段熨平板摊铺前的沥青混合料温度不符合要求时，控制器C1只需要对该段进行调节，而避免了熨平板不分段控制时，整体要根据局部状况去调节，这样，使控制效果大大提高，摊铺机熨平板的加热更加均匀，在作业时尽可能保持沥青混合料恒定的温度，有效地降低了沥青混合料的温度离析，提高了路面摊铺的质量。

3 结语

本系统有一控制器，分别与控制器连接的温度采集模块、温度电位器以及三相交流移相调压模块，每个三相交流移相调压模块的输出端连接有电加热管，电加热管放置在熨平板的内部。由温度采集模块实时对熨平板摊铺前的沥青混合料温度进行监测，控制器根据温度电位器的设定值与所测熨平板摊铺前的沥青混合料温度的偏差对沥青混合料的温度进行闭环控制，执行器选择三相交流移相调压模块，其控制算法采用PID控制。可使摊铺机熨平板的加热更加均匀，在作业时尽可能保持沥青混合料恒定的温度，有效地降低了沥青混合料的温度离析，提高了路面摊铺的质量。

［1］张东兴,颜舜.沥青路面施工温度变异与工程质量控制[J].湖南交通科技,2011(04).