我國高速公路發(fā)展歷程與現(xiàn)狀

　　我國高速公路發(fā)展已經(jīng)有十五年的歷史，高速公路養(yǎng)護管理體制是從普通公路養(yǎng)護道班演變而來的，由于高速公路的里程增加的速度遠遠超過了人們的預(yù)料，養(yǎng)護作業(yè)的機械化已經(jīng)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(yǎng)護機械研發(fā)對策，有必要回顧一下國內(nèi)養(yǎng)路機械化的現(xiàn)狀。

　　我國路面養(yǎng)護工業(yè)發(fā)展起源

　　養(yǎng)路機械化，在不同的時期有不同的含義。20年前，道班工人肩挑人抬，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輸車；10多年前，瀝青路面早期損壞多， 養(yǎng)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(yǎng)護車應(yīng)運而生；近年，高速公路瀝青路面的養(yǎng)護要求提高質(zhì)量，局部的挖補已經(jīng)無濟于事 ，破損的主車道的路面的局部鏟除和重鋪成為快速恢復(fù)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(yǎng)護公司配備的主要機型。

　　我國現(xiàn)行瀝青路面養(yǎng)護作業(yè)方式

　　高速公路的機械化養(yǎng)護對養(yǎng)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(shù)；高質(zhì)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(shù)的小型開溝機等等，都需要有相應(yīng)的養(yǎng)護機械設(shè)備。顯然，需求中的養(yǎng)路機械已經(jīng)脫離了人們心目中簡陋、粗笨的傳統(tǒng)形象。路面養(yǎng)護機械的開發(fā)不僅需要機電液的一體化，更要滿足種類繁多的作業(yè)要求，因而，技術(shù)創(chuàng)新將貫穿于路面養(yǎng)護機械產(chǎn)品開發(fā)（概念－設(shè)計－樣機－投入使用－改進－定型）的全過程。

　　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(fù)雜，但都可歸結(jié)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?？佣吹男扪a是公路養(yǎng)護中最頻繁、質(zhì)量最難控制的作業(yè)。

　　坑洞的修補有冷補和熱補兩種方法，要進行的作業(yè)是坑洞的開挖、清理和填補后的壓實。

　　目前在我國使用的瀝青路面綜合養(yǎng)護車分兩種：瀝青混合料預(yù)拌或就地攪拌。

　　我國目前最常用的一種綜合養(yǎng)護車（可在現(xiàn)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(zhǔn)自落式攪拌罐里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混合料的加熱、重融設(shè)備。它所攪拌出來的瀝青混凝土（新的或再生的）的質(zhì)量都很低劣，用這種設(shè)備來進行瀝青路面修補，當(dāng)然很難得到滿意的效果。

　　現(xiàn)行瀝青路面綜合養(yǎng)護車作業(yè)缺點

　　預(yù)先攪拌好瀝青混合料放入養(yǎng)護車的保溫罐內(nèi)，側(cè)壁和罐底有加熱體，罐外壁有保溫層。若要使用冷態(tài)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(yǎng)護車的用途是有限的。

　　因此，綜合養(yǎng)護車的技術(shù)創(chuàng)新并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(xiàn)場瀝青再生攪拌設(shè)備。其中至少應(yīng)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(shè)計和精心制作，將是一種價格適中、小巧實用、質(zhì)量優(yōu)良的現(xiàn)場小型瀝青路面再生養(yǎng)護設(shè)備。

　　至于坑洞開挖和清理也有冷、熱兩種方法。

　　熱清理法：是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(wěn)過渡，似乎可克服坑洞四周冷接逢的弱點，但正由于該處溫度的變化，碾壓時，所修補處的壓實度將會出現(xiàn)“過渡段”。

　　冷清理法:是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，底部和測壁清理干凈并噴灑瀝青粘層，然后鋪好熱瀝青混合料，調(diào)整好虛鋪高度、碾壓。由于熱瀝青混合料的碾壓是在坑洞四壁的約束下（處于三面受壓狀態(tài)）進行的，因此一定可以令壓實度得到保證。

　　高速公路的養(yǎng)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(zhì)的服務(wù)水準(zhǔn)：快捷、安全、舒適，需要及時和高效、全面和完美、可靠和優(yōu)質(zhì)的養(yǎng)護工作，這些都離不開現(xiàn)代性能良好、品種齊全的養(yǎng)路機械。公路養(yǎng)護機械主要有路容保潔、路面養(yǎng)護維修、橋-隧養(yǎng)護維修、機電（包括交通工程）設(shè)施維護等四大類。其中，瀝青路面養(yǎng)護設(shè)備的品種最多，技術(shù)最復(fù)雜。

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　　瀝青路面冷補發(fā)展方向與要素

　　瀝青路面冷補、稀漿封層與改性乳化瀝青的技術(shù)創(chuàng)新

　　瀝青路面的冷補，是一種快速、應(yīng)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。由于雨后路面潮濕，通常使用乳化瀝青拌制瀝青混合料來修補坑洞。惟其工藝過于簡單，養(yǎng)路者就根本沒把它當(dāng)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(quán)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(shè)備上都還需要有很多創(chuàng)新進步才能在瀝青路面養(yǎng)護行業(yè)推廣應(yīng)用。

　　乳化瀝青在路面養(yǎng)護中應(yīng)用

　　乳化瀝青如經(jīng)過用乳化的高分子聚合物來改性，因其粘結(jié)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。這里的技術(shù)創(chuàng)新內(nèi)容有：

　　（1）改性乳化瀝青機。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(shù)是一點也不能馬虎的。這里創(chuàng)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(tǒng)。

　　（2）乳化瀝青混合料攪拌設(shè)備。用于修補的乳化瀝青混合料的量很少，攪拌設(shè)備當(dāng)然也是小型的，但技術(shù)要求卻絲毫不能降低。設(shè)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(tǒng)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(shè)備中設(shè)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(zhì)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(shù)關(guān)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）的計量也是不盡人意的。瀝青稀漿封層機是一種連續(xù)計量和連續(xù)攪拌的裝置。細骨料與液態(tài)乳化瀝青都要連續(xù)地按比例供給 。但封層車上又非常窄小，很難實現(xiàn)重量法連續(xù)計量，給料機的調(diào)速的控制（給料量調(diào)節(jié)）也大多用手動，當(dāng)然不能保證乳化瀝青稀漿的質(zhì)量，加上原來只用普通乳化瀝青，粘結(jié)力差，施工之后不久，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(yǎng)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(fā)的技術(shù)難點在于：以精細的設(shè)計解決物料連續(xù)給料、計量和調(diào)節(jié)的問題。

　　（4）預(yù)拌式冷補瀝青混合料。是一種用化學(xué)方法處理的瀝青與骨料預(yù)拌成混合料，冷態(tài)存放。補坑施工時，攤鋪后立即碾壓成型，獲得密實的承載構(gòu)造。這種預(yù)拌的冷補瀝青混合料的特點（優(yōu)點）是：不壓不成型，越壓越結(jié)實，預(yù)拌后可長期存放，使用非常方便。自96年介紹到我國來之后，十分受歡迎。國內(nèi)學(xué)者已經(jīng)研制出冷補瀝青的化學(xué)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(fā)一種用于瀝青路面養(yǎng)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(zhǔn)確、攪拌質(zhì)量良好的先進設(shè)備。再加上后面介紹的“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于養(yǎng)護的瀝青攪拌設(shè)備。

　　瀝青路面的大面積翻修和瀝青路面再生技術(shù)

　　瀝青路面的壽命期內(nèi)需要有一次功能調(diào)整性的維修作業(yè)，對那些承載力不足、表面出現(xiàn)龜裂的路段，那些經(jīng)多次挖補，平整度嚴(yán)重下降的路段，還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沉的路段填補調(diào)平之后，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樣。重鋪后能較好地恢復(fù)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后的“罩面”維修工藝。當(dāng)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。

　　用于就地冷再生的養(yǎng)路機械開發(fā)中的技術(shù)創(chuàng)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(shè)備。常用于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(qū)動，控制的關(guān)鍵是自動功率分配技術(shù)，還有四個驅(qū)動輪處的懸掛點通過液壓缸調(diào)整高程，以保證銑刨和攪拌的深度。

　　（2）水泥撒布車：現(xiàn)場冷法再生銑刨的舊瀝青混合料，舊瀝青不起粘結(jié)劑的作用，還需添加無機粘結(jié)料（水泥、石灰、粉煤灰）或有機粘結(jié)料 （乳化瀝青）經(jīng)過攪拌、碾壓才具備承載力。水泥撒布車能將水泥按規(guī)定的量均勻地撒布到路面上。開發(fā)水泥撒布車的技術(shù)難點是：水泥的撒布量必須準(zhǔn)確。而撒布量又與車速、水泥計量轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速有關(guān)。 這實際上仍然是一個水泥的連續(xù)給料、連續(xù)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(zhuǎn)速有關(guān)。也是一個液體（瀝青）材料的連續(xù)給料、連續(xù)計量的自動控制問題。

　　就地?zé)岱r青路面再生法

　　這是一種龐大的多機組聯(lián)合的路面翻修設(shè)備，實際上可分解成幾個獨立的機械來設(shè)計。

　　（1）瀝青路面紅外線加熱裝置。在聯(lián)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(diào)整燃燒發(fā)熱量和加熱板到地面的輻射距離；加熱深度可以少量調(diào)節(jié)。

　　（2）瀝青路面銑刨機。裝在紅外線加熱板的后面，銑刨轉(zhuǎn)子的寬度與待修路面相同。用圓形子彈式銑刨刀頭，將已經(jīng)烤熱軟化的瀝青層銑刨下來。銑刨轉(zhuǎn)子可調(diào)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。

　?。?）瀝青混合料攪拌機。通常選用雙臥軸連續(xù)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(tǒng)。為了提高重鋪瀝青路面的質(zhì)量，需根據(jù)原瀝青層的老化程度，適量加入新的骨料和瀝青，以調(diào)節(jié)瀝青混凝土的級配和油石比。這又是一種連續(xù)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，檢測瀝青流量并自動控制瀝青泵的轉(zhuǎn)速。還有至少兩種骨料的連續(xù)給料和計量裝置；但是，如何對舊瀝青混合料進行準(zhǔn)確的計量，則是瀝青路面聯(lián)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(diào)節(jié)切削瀝青層的厚度、控制和調(diào)節(jié)整個機組的工作速度。瀝青路面聯(lián)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(jīng)連續(xù)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(jīng)攤鋪、搗實和震動熨平，當(dāng)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(tǒng)。這是聯(lián)合機組最困難也是最需要控制的關(guān)鍵技術(shù)。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(diào)節(jié)加熱板的數(shù)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。至于新骨料，由于是冷態(tài)加入的，新料的增添數(shù)量受到混合料攪拌溫度的限制，不可過多。

　　工廠熱法再生的瀝青混凝土攪拌設(shè)備

　　工廠熱法再生，是一種實用、靈活、簡便而又能保證質(zhì)量的瀝青路面再生技術(shù)。舊瀝青層用銑刨機切削回收，運回再生攪拌廠，根據(jù)路面的不同層次的質(zhì)量要求，確定配合比中可添加的舊瀝青混合料的比例，通過瀝青混凝再生攪拌設(shè)備，重新攪拌成質(zhì)量合格的瀝青混凝土，再運至現(xiàn)場攤鋪碾壓。關(guān)鍵是要有處理舊瀝青混合料功能的瀝青混凝土再生攪拌設(shè)備，對它的要求是十分苛刻的。

　　舊瀝青混合料預(yù)加熱重融、按規(guī)定添加量喂料和計量，是瀝青再生攪拌設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)之一。這是衡量不同的瀝青再生攪拌設(shè)備優(yōu)劣的最重要條件?；疽笫牵?/FONT>