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                我國瀝青路面養護機械現狀▓和開發政策

                2010-9-21

                我國高速公路發展已經有十五年的歷史,高速公路養護管理體制是從普通公路養護道班演變而來的,由於高速公路的裏程增加的速度遠遠超過了人們的預料,養護作業的機械化已經從口號過渡到實在的需求。
                  為了提出適合我▼國國情的瀝青路面養護機械研發對策,有必要回顧一下國內養路機械化的現狀。
                  養路機械化,在不同的時期有不同的含義。20年前,道班工人肩挑人擡,希望有交通工具上班和運料,那時幾乎全國各省的公路機械廠都在制造簡易的四輪運来谈军国大事輸車;10多年前,瀝青路面早期損壞多, 養路機械化急需要解決的是坑洞的修補,各種多功能的綜合養護車應運而生;近年,高速公路瀝青路面的養護要求成吉思汗风雨海提高質量,局部的挖補已經無濟於事 ,破損的主車道的路面的局部鏟除和重鋪成為快速恢復路面的承載力和平整度的主要方式。寬幅的路面銑刨機、機動靈活的小型輪式瀝青攤鋪機和60~80t/h的瀝青攪拌樓則成為機械養護公司配備的主要機型。
                  高速公路的機械化養護對養路機械提出的要求越來越高,需要的品種越來越全:改性乳化瀝青稀漿封層;改性瀝青SMA磨耗層;各種瀝青路的面再生和重鋪技術;高質量的快速修補和冷補工藝;有效的防水材料和裂縫修補工藝;改善路面排水技術的小型開溝機等等,都需要有相應淡淡的養護機械設備。顯然,需求中的養路機械已經ぷ脫離了人們心目中簡陋、粗笨的傳統形象。路面養護機械的那是敌人制造開發不僅需要機電液的一體化,更要滿足種類繁多的作業要求,因而,技術創新將貫穿於路面養護機械產品開發(概念-設計-樣機-投入使用-改進-定型)的全過程。
                  1 瀝青路面坑洞的修補
                  瀝青路面的坑洞是一種最常見的主要的病害,形成的因素雖然復雜,但都可歸結為因路面局部承載力不足而造成的早期破損。汽車輪載超重、滲入路面下層的水分則大大地加速了這種破壞。坑洞的修補是公路養護中最頻繁、質※量最難控制的作業。
                  坑洞的修補有冷補和熱補兩種方法,要進行的作業是坑洞的開挖、清理和填補後的壓實。
                  目前在我國使用的瀝青路面綜合養護車@ 分兩種:瀝青混合料預拌或就地攪拌。
                  我國目前最常用的一種綜合養護車(可在現場加熱攪拌新、舊瀝青混合料),雖可處理舊瀝青混合料,但配備得過分簡單。燃燒嘴直接對準自落式攪拌罐裏的瀝青混合料來加熱,瀝青的燒損和老化在所難免;舊料、新骨料和瀝青又沒有計量,實際上僅僅是一種舊瀝青可现在混合料的加熱、重融設備。它所攪拌出來的瀝青混凝土(新的或再生的)的質量都很低劣,用這種設備來進行瀝青路面修補,當然很難得到滿∑ 意的效果。
                  另一種的綜合養護車,是預先攪拌好瀝青混合料放入養護車的保溫罐內,側壁和罐还会帮洗洗衣服底有加熱體,罐外壁有保溫層。若要使用冷態瀝青混合料,加熱時間長達5~7個鐘頭,更不能處理補路時銑刨下來的舊瀝青混合料。這種綜合★養護車的用途是有限的。
                  因此,綜合養護車的技術創新並不一定要給它增加多少新的功能,而是要使它變成真正可以攪拌再生瀝青混合料的小型現場瀝青再生攪拌設備。其中至少應含有:隔離式舊瀝青混合料加熱攪拌機、新骨料(有兩種級配以上)和新瀝青的計量裝置。如果能合理的設計和精心制作,將是一種價格適中、小巧實用、質量優良的現場小型瀝青路面再生養護設備。
                  至於坑洞開挖和清理也有冷、熱兩種方法。用氣體紅外加熱器對損壞的瀝青層先行加熱再接著開挖、填補熱瀝青混合料進行修補,可令路面本體與填補處的溫度平穩過渡,似乎可克服坑洞四周冷接逢的弱點,但正由於該處溫度的變化,碾壓時,所修補處的壓實度將會出現“過渡段”。反而傳統的冷挖法,用小型銑刨機和各種液壓鎬、液壓錘可方便快捷地將坑洞四周邊緣開挖得整齊、垂直,底部和測壁清理幹凈並噴灑瀝青粘層,然後鋪好熱瀝青混合料,調整好虛鋪高度、碾壓。由於熱瀝青混合料的碾壓是在坑洞四壁的約束下(處於三面受壓狀態)進行的,因此一定可以令壓實度得到保證。
                  高速公路的養護有著與普通公路完全不同的特點和要求,維持高速公路的高品質的服務水準:快捷、安全、舒適,需要及時和高效、全面和终于还是颓然完美、可靠和優質的養護工作,這些都離不開現代性能良好、品種齊全的養路機械。公路養護機械主要有路容保潔、路面養護維修、橋-隧養☆護維修、機電(包括交通工程)設施維護等四大類。其中,瀝青路面養護設備的品種最多,技術最復雜。
                  2 瀝青路面冷補、稀漿封層與改性乳化瀝青的技術創新
                  瀝青路面的冷補,是一種快速、應急的瀝青路面修補方法。尤其在雨季,破損的路面如不能及時搶修,坑洞的擴大和路面的損毀的速度是十分驚人的。由於雨後路面潮濕,通常使用天阳与辉光乳化瀝青拌制瀝青混合料來修補坑洞。惟其工藝過於簡單,養路者就根本沒把它當成一回事,胡亂用乳化瀝青攪拌成混合料,草草地補完了坑洞,重車碾過,松散▆的混合料到處飛散。即使在普通公路,此法也只作為權宜之計,更談不上高速公路了。
                  但是,雨天搶修瀝青路面的坑洞,冷補工藝又是必要的。因此,在冷補的材料、工藝和設杨家俊備上都有很多創新的天地。
                  乳化瀝青如經過用乳化的高分子聚合物來改性,因其粘結力大,改性乳化瀝青混合料的性能(承載力、抗裂、抗車轍性能)亦大大提高。這裏的技術創新內容有:
                  (1)改性乳化瀝青更不能动用九劫剑機。乳化改性瀝青的高分子聚合物可在瀝青乳化時的流程中加入,也可以兩者先乳化再混合。雖然還是使用膠體磨,但乳化劑的選配和各種組份的計量裝置以及加工過程的工藝參數是一點也不能馬虎的。這裏創新的重點是改性乳化瀝計量裝置和工藝流程的自動控制系統。
                  (2)乳化瀝青混合料攪拌設備。用於修補的乳化瀝青混合料的量很少,攪拌設備當然也是小型的,但技術要求卻絲毫不能降低。設計這種改性乳化瀝青混合料攪拌機,一定要加上各種物料的計量裝置和采用高效的強制攪拌機。其中乳化瀝青的計量系統是難點之一,因為乳化瀝青容重變化較大,最好采用重量法計量,而在一個小型攪拌設備中設計重量法的乳液計量裝置,從性能價格比來評判,的確不是一件容易的事。
                  (3)有了性能良好的改性乳化瀝青,瀝青稀漿封層的質量就可以大大提高。瀝青稀漿封層機雖然不是新東西,但我國一直沒有吃透它的技術關鍵。即使是某些進口稀漿封層機,稀漿的有效攪拌、物料(細骨料、乳化瀝青)的計对量也是不盡人意的。瀝青稀漿封層機是一種連續計量和連續攪拌的裝置。細骨料與液態乳化瀝青都要連續地按比例供給 。但封層車上又非』常窄小,很難實現重量法連續計量,給料機的調速的控制(給料量調節)也大多用手動,當然不能保證乳化瀝青稀漿的質量,加上原來只用普通乳化瀝青,粘結力差,施寻找到了五截剑身工之後不久,封層就破壞,這是稀漿封層這種好工藝長期一直不能在我國公路養護中占一席之地的根本原因。
                  因此,乳化瀝青稀漿封層機開發的技術難點在於:以精細的設計解決物料︽連續給料、計量和調節的問題。
                  (4)預拌式冷補瀝青混合料。是一種用化學方法處理的瀝青與骨料預拌成混合料,冷態存放。補坑施工時,攤鋪後立即碾壓成型,獲得密實的承載構造。這種預拌的冷補瀝青混合料的特點(優點)是:不壓不成型,越壓越結實,預拌後可長期存放,使用非常方便。自96年介紹到我國來之後,十分受歡迎。國內學者已經研肌肉像是小山一般制出冷補瀝青的化學配方。需要對瀝青攪拌樓進行小改裝,便可拌制這種冷補混合料。為此可以提出開發一種用於瀝青路面養護的多功能小型瀝青攪拌樓,既可攪拌普通熱瀝青混凝土,又可攪拌乳化瀝青混凝土,還能拌制冷補瀝青混合料。而且必須是計量準確、攪拌質量所在良好的先進設備。再加上後面介紹的“工廠熱法”瀝青路面再生的攪拌功能,使之作為有我國特色的用於養護的瀝青攪自己虽然不知道影子兄弟是什么阶位拌設備。
                  3 瀝青路面的大面積翻修和瀝青路面再生技術
                  瀝青路面的壽命期內需要有一次功能調整性的維修作業,對那些承載力不足、表面出現龜裂的路段,那些經多次挖補,平整度嚴重下降的路段,還恍然大悟有裂縫多而且穿透路面層造成路基和基層積水的路段,會對一個車道(通常是主車道)進行局部翻修。用銑刨機切削表面瀝青層 (約4~6cm),對基層承載力弱的局部進行撲強或者對局部下沈的路段填補調平之後,再用新拌的瀝青混凝土重鋪,重鋪工藝與新瀝青路面施工一也有同事对持以担心樣。重鋪後能較好地恢復路面的承載力、平整度,使公路美觀、舒適。近年來在高速公路維修中逐漸取代落後的“罩面”維修工藝。當然,瀝青路面大修,更是要按車道將整層瀝青混凝土鏟除重鋪。
                  瀝青路面再生工藝的分類:就地再生和工廠再生;冷法再生和熱法再生。
                  3.1用於就地冷再生的養路機械開發中的技術創新
                  (1)大功率的中置式再生路拌機:這是帶有銑刨和攪拌兩項功能的冷法就地瀝青路面再生的重型設備。常用於※大量的二級公路瀝青路面的翻修。大功率路拌機為全液壓驅動,控制的關鍵是自動功率分配技術,還有四個︾驅動輪處的懸掛點通過液壓缸調整高程,以保證銑刨和攪拌的深度。
                  (2)水泥撒布車:現場冷法再一点一点细细生銑刨的舊瀝青混合料,舊瀝青不起粘結劑的作用,還需添加無機粘結料(水泥、石灰、粉煤灰)或有機粘結料(乳化瀝青)經過攪拌、碾壓才具備承載力。水泥撒布車能將水泥按規定的卐量均勻地撒布到路面上。開發水泥撒布車的技術難點是:水泥的撒布量必須準確。而撒布量又與車速、水泥計量轉子的轉速有關。 這實際上仍然是一個水泥的連續給料、連續計量的自動控制問題。
                  (3)瀝青灑布車:瀝青灑布車既可以灑布熱瀝青,又可以灑布乳化瀝青。瀝青的計量還是與車速和瀝青泵的轉速有關。也是一個液體(瀝青)材料的連續給料、連續計量的自動控制問題。
                  3.2就地熱法瀝青路面再生
                  這是一種龐大的多機組聯合的路面翻修設備,實際上可分解成幾個獨立的機械來設計。
                  (1)瀝青路面紅外線加熱裝置。在聯合機組的最前面,有一組寬度與待修路面同寬的紅外線加熱板,利用紅外線輻射加熱待修的瀝青路面。燃燒石油液化氣的紅外線烤板可調整燃燒發熱量和加熱板到地面的輻射距離;加熱深度可以少量調節。
                  (2)瀝青路面銑刨機。裝在紅外線加熱板的後面,銑刨轉子的寬度與待修路面相同。用圓形子彈式銑刨刀尊敬頭,將已經烤熱軟化的瀝青層銑刨下來。銑刨轉子可調高度以便控制銑刨深度;有一個收集切削下來的混合料的輸送機將它們傳到下一道混合料攪拌工序。
                  (3)瀝青混合料攪拌機。通常選用雙臥軸連續式攪拌機。將銑刨下來的舊瀝青混合料與新加入的骨料和新瀝青進行混合攪拌。
                  (4)配料系統。為了提高重鋪瀝变成喜悦和兴奋青路面的質量,需根據原瀝青層的老化程度,適量加入新的骨料和瀝青,以調節瀝青混凝土的級配和油石比。這又是一種連續式的給料和計量裝置,有熱瀝青保溫罐、瀝青泵和瀝青計量器,檢測瀝青流量並自動控制瀝青泵的轉速。還有至少兩種骨料的連續給料和計量裝置;但是,如何對舊瀝青混合料進行準確的計量,則是瀝青路面聯合再生機組自動控制中需要解決的難點。其控制原理是:控制和調節切削瀝青層的厚度、控制和調節整個機組的工作速度。瀝青路面聯合再生機組對各種新、舊物料的計量都是容積法計量方式。
                  (5)瀝青攤鋪裝置。經連續攪拌的瀝青混合料排到路面上,緊接著進入瀝青攤鋪工序。這是一臺帶有螺旋分料器的瀝青熨平板,經攤鋪、搗實这时候熊那粗厚和震動熨平,當然還需另外用普通的壓路機碾壓,就得到一條漂亮的新路。
                  (6)溫度控制系統。這是聯合機組最困難也是最需要控制的關鍵技〖術。但目前只能對所加熱的路面進行溫度控制,其方法也只能是:調節加熱板的數量以控制紅外線輻射能量、改變機組工作速度來控制被加熱的舊瀝青混合料層的溫度。至於新骨料,由於是冷態加入的,新料的增添數量受到混合料攪拌溫度的限制,不可過多。
                  3.3工廠熱法再生的瀝青混凝土攪拌設備
                  工廠熱法再生,是一種實用、靈活、簡便而又能保證質量的瀝青路面再≡生技術。舊瀝青層用銑刨機切削回收,運回再生攪拌廠,根據路面的不同層次的質量要求,確定配合比中可添加的舊身影瀝青混合料的比例,通過瀝青混凝再生攪拌設備,重新攪拌成質量合格的瀝青混凝土,再運至現場攤鋪碾壓。關鍵是要有處理舊瀝青混合声音了料功能的瀝青混凝土再生攪拌設備,對它的要求是十分苛刻的。
                  (1)舊瀝青混合料預加熱重融、按規定添加量餵料和計量,是瀝青再生攪拌設備的關鍵技術之一。這是衡量不同的瀝青再生攪拌設備優劣的最重要條件。基本要求是:
                  舊瀝青料的加熱不能用明火①,間接加熱方式有:a.利用過熱的新骨料,在混合時傳熱給舊料;b.利用烘幹筒壁間接加熱舊料;c.用一個專門舊瀝青混合料的加熱裝置來加熱舊料。
                  需要註意的是:
                  舊瀝青混合料的加熱需要較長的時間,一定要使舊瀝青融化徹底,有利於與新料的混合;
                  舊瀝青混合料的篩分和計量最好在加熱前進行,否則會對篩網和計量裝置汙染♂;
                  要處理好加熱舊瀝青產生的廢氣,不能造成對環境的二次汙染;
                  舊瀝青混合料的預處理(破碎、篩選、成分檢測)、給料和計量,是保證再生瀝青混凝土的質量的重要環節。
                  由於回收的舊瀝青混合料的來源不同,瀝青说话的老化程度差別很大,混合料的級配、油石比夜大不相同,再加上混合料是否混有泥塊雜物,若不預先進行破碎、篩選和成分檢測,就不能保證再生瀝青混凝土最終的油石比和級配合乎要求。
                  舊瀝青混合料在加入攪拌機之前必須根據試驗室確定的配合比要求的像是要硬碰硬撞下似地比例準確計量。早期的瀝青再生攪拌設備是由間歇式攪拌樓改裝而成的,舊瀝青料不經過烘幹筒加熱,直接從熱料提升機】送上篩分機,與熱骨料同時篩分、儲存和計量,舊瀝青料吸取熱骨料的熱量,利用現有的熱骨料秤來計量,由於部分加熱了的舊瀝青軟化,計量時因粘著骨料而不流暢,很難達到預期的精度。
                  4 發展我々國養路機械的對策
                  前面介紹了現代高速公路養護中的新技術和對相應的養路機械的基本要求,十分明顯,我國養路機械目前的現狀的差距是相當巨大的。我國養路機械制造工廠,確實有相當多的廠的開發能力較弱,但從上世紀90年代以來這却掩饰不住他眼神中種狀況已有很大的改觀。養路機械的市場日漸規範化,引來大批國外廠家的競爭。因此可以預期,只要在養路機械開發中真正加大技術的投入,尤其是要加強開發前期的深入論■證,而不是急功近利,不加思索地抄襲。
                  創新肯定不是一句空話。高新技術註入傳統的機械產品就是一種最直接的創新。比如前文列舉的養路機械中數次提及的質量問題都涉及到物料的連續計量,因為很多養路機械都是連續作業的,肯定不可以用築機行業熟悉的間歇計量法,下決心掌握連續計量和控制技術運用到這些養路機械中,使它  們檔次提高,滿足了高水平的養路作業工藝的需要,難道不是在技術上有所創新嗎。
                  因此,創新不是抄襲,也不是不切實際的裝點門无论从哪一个方向看上去面,而是運用高新技術①解決我們養路機械開發中的實際問題。
                  養路機械的技術進步要依靠技術創新,沒有先轩雪队长進的養路機械,采用先進的工藝方法和新技術用於養路工程就是一句空話。本文特別提出在高速公路養護中瀝青再生技術和瀝青再生設備等問題,和對如何加快養路機械開發提出一些看法。文中所涉之處大多是筆者工作中所遇到的或需要解決的問題,有些是有感而發,有的則已→經在做。願與養路工作者和養路機械開發廠家合作,促進我國公路的技術進步。