瀝青路面養(yǎng)護(hù)工程的機(jī)械使用優(yōu)化及材料選擇

1、<p>　　瀝青路面養(yǎng)護(hù)工程的機(jī)械使用優(yōu)化及材料選擇</p><p>　　摘要：高等級公路的日常養(yǎng)護(hù)是保持和提高其服務(wù)質(zhì)量的重要保證。使用符合規(guī)范的工程材料并以適用的機(jī)械和合理的工藝完成養(yǎng)護(hù)工程，是推進(jìn)道路養(yǎng)護(hù)工程技術(shù)進(jìn)步的重要方面。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：公路；機(jī)械；材料：養(yǎng)護(hù) </p><p>　　高等級道路，尤其是高速公路已逐步成為中國道路運(yùn)

2、輸事業(yè)的主要承載體。高等級道路路面形式主要由水泥混凝土和瀝青混凝土組成，基于瀝青混凝土路面具有施工容易、快速開放交通、行車舒適、平整度好及修建成本較低、養(yǎng)護(hù)工程易于施工等特點(diǎn)，中國目前的高等級路面絕大多數(shù)以瀝青路面為主。瀝青路面在長期的使用過程中，由于車輛的反復(fù)作用及光候的長年影響，必然會(huì)出現(xiàn)多種多樣的損壞。同時(shí)，由于某些地區(qū)(如山西、內(nèi)蒙等煤炭外運(yùn)地區(qū))難以避免的車輛超載運(yùn)行(筆者曾在山西太舊高速公路做詳細(xì)的蹲點(diǎn)調(diào)查，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，所

3、有載原煤和焦炭的車輛均有不同程度的超載現(xiàn)象，其中超載1／2以上車輛占到30％以上)及某些公路修建質(zhì)量的不盡人意。難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求等原因，更加快了道路病害的產(chǎn)生過程。另外，對于半剛性的瀝青路面來說，由于行車碾壓密實(shí)度和半剛性基層材料強(qiáng)度隨路齡增長而變化，其強(qiáng)度和剛度在使用初期(1～2年)呈增長趨勢，表現(xiàn)在整體回彈彎沉的降低；此后由于路面材料的逐漸疲勞，其強(qiáng)度和剛度逐年降低。因此，高等級瀝青路面的各種病害，如坑槽、擁包及松散為代表的損壞會(huì)不

4、斷出現(xiàn)。若不及時(shí)修補(bǔ)，從而恢復(fù)其設(shè)計(jì)功能，高等級公路路面的服務(wù)質(zhì)量會(huì)大大下</p><p>　　眾所周知，道路的修建和長期服務(wù)，“三分在建，七分在養(yǎng)”。這個(gè)說法比較形象地表述了養(yǎng)護(hù)作業(yè)在道路交通事業(yè)中的重要作用。近年來，許多新型路面、施工工藝和材料的出現(xiàn)和推廣應(yīng)用，成為道路交通事業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志：①以瀝青瑪蹄脂(SMA)、碾壓混凝土(RCC)和復(fù)合路面為代表的高承載能力路面的鋪筑；②以SBS、SBR、PE及橡膠粉

5、等材料為改性劑的改性瀝青為代表的道路新材料的應(yīng)用；③以路面銑刨、稀漿及碎石封層、就地冷熱再生技術(shù)為代表的道路養(yǎng)護(hù)新工藝。 </p><p>　　上述新工藝、新技術(shù)推廣和應(yīng)用的直接結(jié)果，不僅大大促進(jìn)了公路事業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，提高了道路的利用效率，而且也使中國長期沿用的道路養(yǎng)護(hù)工藝及其機(jī)械設(shè)備難以適應(yīng)新的需要，不少高等級路面因各種原因短時(shí)間內(nèi)重復(fù)修補(bǔ)印證了這一問題存在的普遍性和嚴(yán)重性。提高和保證道路養(yǎng)護(hù)的工程質(zhì)量，就必須

6、做好養(yǎng)護(hù)工藝、工程材料和作業(yè)設(shè)備三方面的工作。 </p><p>　　1　養(yǎng)護(hù)工藝及施工工序 </p><p>　　1.1養(yǎng)護(hù)工藝及施工工序的優(yōu)化 </p><p>　　高等級瀝青路面病害的傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)工藝及作業(yè)工序見圖1。 </p><p>　　上述工藝忽略了2個(gè)重要的工序，即病害挖切后底邊側(cè)的清掃和新混合料填鋪前的底油灑布。顯然，沒有清掃工序

7、，病害挖切清理后的創(chuàng)面會(huì)殘留很多松散物質(zhì)，這些物質(zhì)將會(huì)在新舊材料間形成移動(dòng)夾層；沒有底油灑布工序，會(huì)使新舊材料沒有良好的結(jié)合過渡。因此，這兩項(xiàng)工序是保證新混合料填鋪與原有路面材料良好結(jié)合的必要條件，這在瀝青路面老化較為嚴(yán)重的路段顯得更為突出。所以，瀝青路面病害的養(yǎng)護(hù)工藝及作業(yè)工序應(yīng)優(yōu)化見圖2。 </p><p>　　養(yǎng)護(hù)工藝的優(yōu)化將有效地提高路面養(yǎng)護(hù)的工程質(zhì)量，筆者曾在太舊高速公路壽陽路段作過專門觀察和統(tǒng)計(jì)。結(jié)果

8、顯示，噴底油修補(bǔ)后的路面修補(bǔ)壽命較不噴底油的路面壽命提高了3～5倍。而且由于邊側(cè)新舊材料結(jié)合強(qiáng)度較高，其路面平整度得到了很好的保持，其結(jié)果使路面平整度和行車穩(wěn)定性顯著改善。 </p><p>　　1.2在道路養(yǎng)護(hù)中路面加熱修補(bǔ)工藝的利與弊 </p><p>　　路面加熱修補(bǔ)可以使原有路面材料再生利用，特別是能夠?qū)⒃械囊殉霈F(xiàn)問題的路面材料現(xiàn)場再生利用并用于道路養(yǎng)護(hù)工程，因此具有最而易見的優(yōu)

9、點(diǎn)。但目前養(yǎng)護(hù)工程采用的路面加熱方法在野外環(huán)境下的加熱溫度不易掌握，而加熱面的溫度往往大大高于瀝青材料的老化溫度(以煤瀝青修筑的較低等級的道路更是如此)。因此作業(yè)過程中容易造成瀝青的老化。路面材料現(xiàn)場再生使用的原路面材料本已出現(xiàn)部分老化問題，經(jīng)加熱修補(bǔ)后的原路面材料的物理化學(xué)性質(zhì)的變化使得修補(bǔ)部分更易于再次損壞。因此，筆者認(rèn)為在路面加熱技術(shù)尚未完善之前，在瀝青路面養(yǎng)護(hù)工程中采用路面加熱技術(shù)并非合適的選擇。 </p><

10、;p>　　2　養(yǎng)護(hù)作業(yè)工程材料質(zhì)量的保證 </p><p>　　2.1采用以SBS為改性劑的改性瀝青材料用于高等公路的養(yǎng)護(hù)作業(yè) </p><p>　　以往，采用普通石油瀝青或煤瀝青(煤焦油)拌制的混和料用于坑槽及其他瀝青路面病害鏟除后的充填，這在路面等級較低時(shí)無可非議。但自20世紀(jì)80年代以來，中國的高等級道路路面大多采用的是改性瀝青(SBR、SBs、PE等)。所以，若仍以普通石油瀝

11、青或煤瀝青(煤焦油)拌制的混和料來作業(yè)，勢必使新補(bǔ)路面的強(qiáng)度明顯弱于周圍路面。其結(jié)果往往使修補(bǔ)路面很快又出現(xiàn)損壞。所以，采用改性瀝青及其拌制的瀝青混凝土材料用于養(yǎng)護(hù)工程，將是保持公路工程的施工質(zhì)量和使用壽命的必要條件，這應(yīng)引起公路工程部門的高度重視。 </p><p>　　2.2以乳化瀝青作為新混合料填鋪前底油灑布材料的首選 </p><p>　　作為一種筑養(yǎng)路工程新型材料，乳化瀝青是普通

12、石油瀝青、乳化劑和水在一定摻配工藝過程后的筑路材料。由于乳化劑和水的作用，使乳化瀝青具有常溫流動(dòng)性的突出特點(diǎn)。由于作業(yè)簡便。特別是無須使用時(shí)的加熱工序，故以乳化瀝青作為新混合料填鋪前底油灑布能夠有效降低作業(yè)施工的成本。目前，乳化瀝青在筑養(yǎng)路工程中已得到廣泛的應(yīng)用，取得了良好的效果。 </p><p>　　乳化瀝青和改性乳化瀝青的制作工藝和生產(chǎn)技術(shù)在中國已經(jīng)基本成熟，2005年山西省交通科學(xué)研究院研發(fā)的液體$BS改

13、性瀝青具有國際先進(jìn)水平且已大規(guī)模推廣，該項(xiàng)成果為改性乳化瀝青制作技術(shù)的進(jìn)一步完善提高奠定了基礎(chǔ)。作為一種新型筑養(yǎng)路工程新材料，改性乳化瀝青的使用將有效提高中國筑養(yǎng)路工程的技術(shù)進(jìn)步。 </p><p>　　3　作業(yè)設(shè)備的使用和技術(shù)進(jìn)步 </p><p>　　高等級公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)工程的路上作業(yè)機(jī)械一般包括多功能養(yǎng)護(hù)車(以下簡稱養(yǎng)護(hù)車)及其附屬設(shè)備(主要是材料保障和運(yùn)輸設(shè)備)。通常意義上的養(yǎng)護(hù)

14、車應(yīng)完成損壞路面的破碎、瀝青混和料制作或儲(chǔ)運(yùn)、路面壓實(shí)和瀝青(基質(zhì)瀝青或乳化瀝青)存儲(chǔ)、加熱及噴灑等基本功能。有些養(yǎng)護(hù)車還具有路面加熱、舊料回收再用及小型銑刨功能，這些設(shè)備的選擇和使用應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)。 </p><p>　　3.1改跌落式拌和為強(qiáng)制拌和 </p><p>　　傳統(tǒng)的路面養(yǎng)護(hù)車采用的跌落式烘干拌和顯然無法拌制高質(zhì)量的瀝青混凝土材料。鑒于此，養(yǎng)護(hù)車必須配置強(qiáng)制間歇式拌和設(shè)備

15、與滾筒式烘干裝置協(xié)同作業(yè)，以保證生產(chǎn)的瀝青混合料(瀝青混凝土材料)符合高等級公路的常規(guī)指標(biāo)。必須采用導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)在瀝青熔化、加熱過程中，經(jīng)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)得知，采用導(dǎo)熱油加熱比蒸氣加熱可節(jié)省燃料50％，且溫度宜于準(zhǔn)確控制，有效避免了瀝青加熱過程中的老化現(xiàn)象且易于操作，基本無污染。因此，在養(yǎng)護(hù)車中采用導(dǎo)熱油加熱是合適的。 </p><p>　　3.2路面養(yǎng)護(hù)用壓實(shí)機(jī)具 </p><p>　　路面養(yǎng)

16、護(hù)用壓實(shí)機(jī)具往往隨車配置。為隨車上下和使用、移動(dòng)方便，不可能過重和過大。應(yīng)采用振動(dòng)壓路滾(因板式振動(dòng)器與路面為面積接觸，單位壓實(shí)力較小而不宜采用)，其壓實(shí)激振力應(yīng)大于12kN，從而保證修補(bǔ)對象的壓實(shí)密實(shí)度。 </p><p><b>　　4　結(jié)束語 </b></p><p>　　中國高等級公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)情況的現(xiàn)實(shí)需要對道路養(yǎng)護(hù)工藝、工程材料和作業(yè)設(shè)備等方面進(jìn)行不斷研究和