沥青路面养护工程的机械使用优化及材料选择.docx

1、沥青路面养护工程的机械使用优化及材料选择班 级 083250B学 号 083258001姓 名 程广谟摘 要 ： 高 等 级 公 路 的 日 常 养 护 是 保 持 和 提 高 其 服 务 质 量 的 重要 保 证 。 使 用 符 合 规 范 的 工 程 材 料 并 以 适 用 的 机 械 和 合 理 的工 艺 完 成 养 护 工 程 ， 是 推 进 道 路 养 护 工 程 技 术 进 步 的 重 要 方面 。 关 键 词 ： 公 路 ； 机 械 ； 材 料 ： 养 护 高 等 级 道 路 ， 尤 其 是 高 速 公 路 已 逐 步 成 为 中 国 道 路运 输 事 业 的 主 要 承 载 体

2、 。 高 等 级 道 路 路 面 形 式 主 要 由 水 泥 混凝 土 和 沥 青 混 凝 土 组 成 ， 基 于 沥 青 混 凝 土 路 面 具 有 施 工 容 易 、快 速 开 放 交 通 、 行 车 舒 适 、 平 整 度 好 及 修 建 成 本 较 低 、 养护 工 程 易 于 施 工 等 特 点 ， 中 国 目 前 的 高 等 级 路 面 绝 大 多 数 以沥 青 路 面 为 主 。 沥 青 路 面 在 长 期 的 使 用 过 程 中 ， 由 于 车 辆 的反 复 作 用 及 光 候 的 长 年 影 响 ， 必 然 会 出 现 多 种 多 样 的 损 坏 。同 时 ， 由 于 某 些

3、 地 区 (如 山 西 、 内 蒙 等 煤 炭 外 运 地 区 )难以 避 免 的 车 辆 超 载 运 行 (笔 者 曾 在 山 西 太 旧 高 速 公 路 做 详细 的 蹲 点 调 查 ， 统 计 结 果 表 明 ， 所 有 载 原 煤 和 焦 炭 的 车 辆 均有 不 同 程 度 的 超 载 现 象 ， 其 中 超 载 1 2 以 上 车 辆 占 到30 以 上 )及 某 些 公 路 修 建 质 量 的 不 尽 人 意 。 难 以 达 到 设计 要 求 等 原 因 ， 更 加 快 了 道 路 病 害 的 产 生 过 程 。 另 外 ， 对 于半 刚 性 的 沥 青 路 面 来 说 ， 由

4、于 行 车 碾 压 密 实 度 和 半 刚 性 基 层材 料 强 度 随 路 龄 增 长 而 变 化 ， 其 强 度 和 刚 度 在 使 用 初 期(1 2 年 )呈 增 长 趋 势 ， 表 现 在 整 体 回 弹 弯 沉 的 降 低 ； 此 后由 于 路 面 材 料 的 逐 渐 疲 劳 ， 其 强 度 和 刚 度 逐 年 降 低 。 因 此 ，高 等 级 沥 青 路 面 的 各 种 病 害 ， 如 坑 槽 、 拥 包 及 松 散 为 代 表 的损 坏 会 不 断 出 现 。 若 不 及 时 修 补 ， 从 而 恢 复 其 设 计 功 能 ， 高等 级 公 路 路 面 的 服 务 质 量 会

5、大 大 下 降 。 同 时 ， 小 的 局 部 损 坏会 因 时 间 的 延 长 而 扩 大 ， 甚 至 影 响 到 路 面 基 层 ， 从 而 大 大 提高 了 路 面 修 补 工 程 的 难 度 和 成 本 。 众 所 周 知 ， 道 路 的 修 建 和 长 期 服 务 ， “三 分 在 建 ， 七分 在 养 ”。 这 个 说 法 比 较 形 象 地 表 述 了 养 护 作 业 在 道 路 交 通事 业 中 的 重 要 作 用 。 近 年 来 ， 许 多 新 型 路 面 、 施 工 工 艺 和 材料 的 出 现 和 推 广 应 用 ， 成 为 道 路 交 通 事 业 发 展 的 重 要 标

6、志 ： 以 沥 青 玛 蹄 脂 (SMA)、 碾 压 混 凝 土 (RCC)和 复 合 路 面 为代 表 的 高 承 载 能 力 路 面 的 铺 筑 ； 以 SBS、 SBR、 PE 及 橡 胶 粉 等 材 料 为 改 性 剂 的 改 性 沥 青为 代 表 的 道 路 新 材 料 的 应 用 ； 以 路 面 铣 刨 、 稀 浆 及 碎 石 封 层 、 就 地 冷 热 再 生 技 术 为 代表 的 道 路 养 护 新 工 艺 。 上 述 新 工 艺 、 新 技 术 推 广 和 应 用 的 直 接 结 果 ， 不 仅大 大 促 进 了 公 路 事 业 的 技 术 进 步 ， 提 高 了 道 路 的

7、 利 用 效率 ， 而 且 也 使 中 国 长 期 沿 用 的 道 路 养 护 工 艺 及 其 机 械 设备 难 以 适 应 新 的 需 要 ， 不 少 高 等 级 路 面 因 各 种 原 因 短 时间 内 重 复 修 补 印 证 了 这 一 问 题 存 在 的 普 遍 性 和 严 重 性 。提 高 和 保 证 道 路 养 护 的 工 程 质 量 ， 就 必 须 做 好 养 护 工 艺 、工 程 材 料 和 作 业 设 备 三 方 面 的 工 作 。 1 养 护 工 艺 及 施 工 工 序 1.1 养 护 工 艺 及 施 工 工 序 的 优 化 高 等 级 沥 青 路 面 病 害 的 传 统

8、养 护 工 艺 及 作 业 工 序 见 图 1。 病害挖切 清理底边侧 新混合料填铺压 实图 1 作 业 工 序上 述 工 艺 忽 略 了 2 个 重 要 的 工 序 ， 即 病 害 挖 切 后 底 边侧 的 清 扫 和 新 混 合 料 填 铺 前 的 底 油 洒 布 。 显 然 ， 没 有 清 扫 工序 ， 病 害 挖 切 清 理 后 的 创 面 会 残 留 很 多 松 散 物 质 ， 这 些 物质 将 会 在 新 旧 材 料 间 形 成 移 动 夹 层 ； 没 有 底 油 洒 布 工 序 ， 会使 新 旧 材 料 没 有 良 好 的 结 合 过 渡 。 因 此 ， 这 两 项 工 序 是

9、保 证新 混 合 料 填 铺 与 原 有 路 面 材 料 良 好 结 合 的 必 要 条 件 ， 这 在沥 青 路 面 老 化 较 为 严 重 的 路 段 显 得 更 为 突 出 。 所 以 ， 沥 青 路面 病 害 的 养 护 工 艺 及 作 业 工 序 应 优 化 见 图 2。图 2 作 业 工 序 的 优 化养 护 工 艺 的 优 化 将 有 效 地 提 高 路 面 养 护 的 工 程 质 量 ， 笔者 曾 在 太 旧 高 速 公 路 寿 阳 路 段 作 过 专 门 观 察 和 统 计 。 结 果 显示 ， 喷 底 油 修 补 后 的 路 面 修 补 寿 命 较 不 喷 底 油 的 路

10、面 寿 命 提高 了 3 5 倍 。 而 且 由 于 边 侧 新 旧 材 料 结 合 强 度 较 高 ， 其 路面 平 整 度 得 到 了 很 好 的 保 持 ， 其 结 果 使 路 面 平 整 度 和 行 车 稳定 性 显 著 改 善 。 1.2 在 道 路 养 护 中 路 面 加 热 修 补 工 艺 的 利 与 弊 路 面 加 热 修 补 可 以 使 原 有 路 面 材 料 再 生 利 用 ， 特 别 是 能够 将 原 有 的 已 出 现 问 题 的 路 面 材 料 现 场 再 生 利 用 并 用 于 道 路养 护 工 程 ， 因 此 具 有 最 而 易 见 的 优 点 。 但 目 前 养

11、 护 工 程 采 用的 路 面 加 热 方 法 在 野 外 环 境 下 的 加 热 温 度 不 易 掌 握 ， 而 加 热面 的 温 度 往 往 大 大 高 于 沥 青 材 料 的 老 化 温 度 (以 煤 沥 青 修筑 的 较 低 等 级 的 道 路 更 是 如 此 )。 因 此 作 业 过 程 中 容 易 造成 沥 青 的 老 化 。 路 面 材 料 现 场 再 生 使 用 的 原 路 面 材 料 本 已 出现 部 分 老 化 问 题 ， 经 加 热 修 补 后 的 原 路 面 材 料 的 物 理 化 学 性病害挖切 清理底边侧 清 扫 新混合料填铺底油撒布 压实质 的 变 化 使 得 修

12、 补 部 分 更 易 于 再 次 损 坏 。 因 此 ， 笔 者 认 为 在路 面 加 热 技 术 尚 未 完 善 之 前 ， 在 沥 青 路 面 养 护 工 程 中 采 用 路面 加 热 技 术 并 非 合 适 的 选 择 。2 养 护 作 业 工 程 材 料 质 量 的 保 证 2.1 采 用 以 SBS 为 改 性 剂 的 改 性 沥 青 材 料 用 于 高 等 公 路 的养 护 作 业 以 往 ， 采 用 普 通 石 油 沥 青 或 煤 沥 青 (煤 焦 油 )拌 制 的混 和 料 用 于 坑 槽 及 其 他 沥 青 路 面 病 害 铲 除 后 的 充 填 ， 这 在路 面 等 级 较

13、 低 时 无 可 非 议 。 但 自 20 世 纪 80 年 代 以 来 ，中 国 的 高 等 级 道 路 路 面 大 多 采 用 的 是 改 性 沥 青(SBR、 SBs、 PE 等 )。 所 以 ， 若 仍 以 普 通 石 油 沥 青 或 煤 沥 青(煤 焦 油 )拌 制 的 混 和 料 来 作 业 ， 势 必 使 新 补 路 面 的 强 度 明显 弱 于 周 围 路 面 。 其 结 果 往 往 使 修 补 路 面 很 快 又 出 现 损 坏 。所 以 ， 采 用 改 性 沥 青 及 其 拌 制 的 沥 青 混 凝 土 材 料 用 于 养 护 工程 ， 将 是 保 持 公 路 工 程 的

14、施 工 质 量 和 使 用 寿 命 的 必 要 条 件 ，这 应 引 起 公 路 工 程 部 门 的 高 度 重 视 。 2.2 以 乳 化 沥 青 作 为 新 混 合 料 填 铺 前 底 油 洒 布 材 料 的 首 选 作 为 一 种 筑 养 路 工 程 新 型 材 料 ， 乳 化 沥 青 是 普 通 石 油 沥青 、 乳 化 剂 和 水 在 一 定 掺 配 工 艺 过 程 后 的 筑 路 材 料 。 由 于乳 化 剂 和 水 的 作 用 ， 使 乳 化 沥 青 具 有 常 温 流 动 性 的 突 出 特 点 。由 于 作 业 简 便 。 特 别 是 无 须 使 用 时 的 加 热 工 序

15、， 故 以 乳 化 沥青 作 为 新 混 合 料 填 铺 前 底 油 洒 布 能 够 有 效 降 低 作 业 施 工 的成 本 。 目 前 ， 乳 化 沥 青 在 筑 养 路 工 程 中 已 得 到 广 泛 的 应 用 ，取 得 了 良 好 的 效 果 。 乳 化 沥 青 和 改 性 乳 化 沥 青 的 制 作 工 艺 和 生 产 技 术 在 中 国已 经 基 本 成 熟 ， 2005 年 山 西 省 交 通 科 学 研 究 院 研 发 的 液体 $BS 改 性 沥 青 具 有 国 际 先 进 水 平 且 已 大 规 模 推 广 ， 该 项 成果 为 改 性 乳 化 沥 青 制 作 技 术 的

16、 进 一 步 完 善 提 高 奠 定 了 基 础 。作 为 一 种 新 型 筑 养 路 工 程 新 材 料 ， 改 性 乳 化 沥 青 的 使 用 将 有效 提 高 中 国 筑 养 路 工 程 的 技 术 进 步 。 3 作 业 设 备 的 使 用 和 技 术 进 步 高 等 级 公 路 沥 青 路 面 养 护 工 程 的 路 上 作 业 机 械 一 般 包 括多 功 能 养 护 车 (以 下 简 称 养 护 车 )及 其 附 属 设 备 (主 要 是 材料 保 障 和 运 输 设 备 )。 通 常 意 义 上 的 养 护 车 应 完 成 损 坏 路面 的 破 碎 、 沥 青 混 和 料 制

17、作 或 储 运 、 路 面 压 实 和 沥 青(基 质 沥 青 或 乳 化 沥 青 )存 储 、 加 热 及 喷 洒 等 基 本 功 能 。 有些 养 护 车 还 具 有 路 面 加 热 、 旧 料 回 收 再 用 及 小 型 铣 刨 功 能 ，这 些 设 备 的 选 择 和 使 用 应 特 别 注 意 以 下 几 点 。 3.1 改 跌 落 式 拌 和 为 强 制 拌 和 传 统 的 路 面 养 护 车 采 用 的 跌 落 式 烘 干 拌 和 显 然 无 法 拌制 高 质 量 的 沥 青 混 凝 土 材 料 。 鉴 于 此 ， 养 护 车 必 须 配 置强 制 间 歇 式 拌 和 设 备 与

18、 滚 筒 式 烘 干 装 置 协 同 作 业 ， 以 保 证 生产 的 沥 青 混 合 料 (沥 青 混 凝 土 材 料 )符 合 高 等 级 公 路 的 常 规指 标 。 必 须 采 用 导 热 油 加 热 系 统 在 沥 青 熔 化 、 加 热 过 程 中 ，经 试 验 统 计 得 知 ， 采 用 导 热 油 加 热 比 蒸 气 加 热 可 节 省 燃料 50 ， 且 温 度 宜 于 准 确 控 制 ， 有 效 避 免 了 沥 青 加 热 过 程中 的 老 化 现 象 且 易 于 操 作 ， 基 本 无 污 染 。 因 此 ， 在 养 护 车 中采 用 导 热 油 加 热 是 合 适 的

19、。 3.2 路 面 养 护 用 压 实 机 具 路 面 养 护 用 压 实 机 具 往 往 随 车 配 置 。 为 随 车 上 下 和 使 用 、移 动 方 便 ， 不 可 能 过 重 和 过 大 。 应 采 用 振 动 压 路 滚 (因 板式 振 动 器 与 路 面 为 面 积 接 触 ， 单 位 压 实 力 较 小 而 不 宜 采 用 )，其 压 实 激 振 力 应 大 于 12kN， 从 而 保 证 修 补 对 象 的 压 实 密 实度 。 4 结 束 语 中 国 高 等 级 公 路 养 护 作 业 情 况 的 现 实 需 要 对 道 路 养 护 工艺 、 工 程 材 料 和 作 业 设 备 等 方 面 进 行 不 断 研 究 和 探 讨 。 随 着中 国 高 等 级 公 路 的 快 速 发 展 及 公 路 修 建 养 护 工 程 的 快 速 发展 ， 将 会 为 高 等 级 公 路 的 养 护 技 术 、 施 工 工 艺 及 专 用 设 备 性能 赋 予 新 的 内 容 ， 从 而 有 效 地 促 进 中 国 道 路 建 设 和 日 常养 护 工 程 的 技 术 进 步 。参考文献：现代沥青路面养护机械应用技术 正版十品 ISBN：978-7-114-08556-7