我国沥青路面养护机械现状及设备研发政策

我国高速公路发展已经有十五年的历史，高速公路养护管理体制是从普通公路养护道班演变而来的，由于高速公路的里程增加的速度远远超过了人们的预料，养护作业的机械化已经从口号过渡到实在的需求。

为了提出适合我国国情的沥青路面养护机械研发对策，有必要回顾一下国内养路机械化的现状。

养路机械化，在不同的时期有不同的含义。20年前，道班工人肩挑人抬，希望有交通工具上班和运料，那时几乎全国各省的公路机械厂都在制造简易的四轮运输车；10多年前，沥青路面早期损坏多， 养路机械化急需要解决的是坑洞的修补，各种多功能的综合养护车应运而生；近年，高速公路沥青路面的养护要求提高质量，局部的挖补已经无济于事 ，破损的主车道的路面的局部铲除和重铺成为快速恢复路面的承载力和平整度的主要方式。宽幅的路面铣刨机、机动灵活的小型轮式沥青摊铺机和60～80t/h的沥青搅拌楼则成为机械养护公司配备的主要机型。

高速公路的机械化养护对养路机械提出的要求越来越高，需要的品种越来越全：改性乳化沥青稀浆封层；改性沥青SMA磨耗层；各种沥青路的面再生和重铺技术；高质量的快速修补和冷补工艺；有效的防水材料和裂缝修补工艺；改善路面排水技术的小型开沟机等等，都需要有相应的养护机械设备。显然，需求中的养路机械已经脱离了人们心目中简陋、粗笨的传统形象。路面养护机械的开发不仅需要机电液的一体化，更要满足种类繁多的作业要求，因而，技术创新将贯穿于路面养护机械产品开发（概念－设计－样机－投入使用－改进－定型）的全过程。

1 沥青路面坑洞的修补

沥青路面的坑洞是一种最常见的主要的病害，形成的因素虽然复杂，但都可归结为因路面局部承载力不足而造成的早期破损。汽车轮载超重、渗入路面下层的水分则大大地加速了这种破坏。坑洞的修补是公路养护中最频繁、质量最难控制的作业。

坑洞的修补有冷补和热补两种方法，要进行的作业是坑洞的开挖、清理和填补后的压实。

目前在我国使用的沥青路面综合养护车分两种：沥青混合料预拌或就地搅拌。

我国目前最常用的一种综合养护车（可在现场加热搅拌新、旧沥青混合料），虽可处理旧沥青混合料，但配备得过分简单。燃烧嘴直接对准自落式搅拌罐里的沥青混合料来加热，沥青的烧损和老化在所难免；旧料、新骨料和沥青又没有计量，实际上仅仅是一种旧沥青混合料的加热、重融设备。它所搅拌出来的沥青混凝土（新的或再生的）的质量都很低劣，用这种设备来进行沥青路面修补，当然很难得到满意的效果。

另一种的综合养护车，是预先搅拌好沥青混合料放入养护车的保温罐内，侧壁和罐底有加热体，罐外壁有保温层。若要使用冷态沥青混合料，加热时间长达5～7个钟头，更不能处理补路时铣刨下来的旧沥青混合料。这种综合养护车的用途是有限的。

因此，综合养护车的技术创新并不一定要给它增加多少新的功能，而是要使它变成真正可以搅拌再生沥青混合料的小型现场沥青再生搅拌设备。其中至少应含有：隔离式旧沥青混合料加热搅拌机、新骨料（有两种级配以上）和新沥青的计量装置。如果能合理的设计和精心制作，将是一种价格适中、小巧实用、质量优良的现场小型沥青路面再生养护设备。

至于坑洞开挖和清理也有冷、热两种方法。用气体红外加热器对损坏的沥青层先行加热再接着开挖、填补热沥青混合料进行修补，可令路面本体与填补处的温度平稳过渡，似乎可克服坑洞四周冷接逢的弱点，但正由于该处温度的变化，碾压时，所修补处的压实度将会出现“过渡段”。反而传统的冷挖法，用小型铣刨机和各种液压镐、液压锤可方便快捷地将坑洞四周边缘开挖得整齐、垂直，底部和测壁清理干净并喷洒沥青粘层，然后铺好热沥青混合料，调整好虚铺高度、碾压。由于热沥青混合料的碾压是在坑洞四壁的约束下（处于三面受压状态）进行的，因此一定可以令压实度得到保证。

高速公路的养护有着与普通公路完全不同的特点和要求，维持高速公路的高品质的服务水准：快捷、安全、舒适，需要及时和高效、全面和完美、可靠和优质的养护工作，这些都离不开现代性能良好、品种齐全的养路机械。公路养护机械主要有路容保洁、路面养护维修、桥-隧养护维修、机电（包括交通工程）设施维护等四大类。其中，沥青路面养护设备的品种最多，技术最复杂。

2 沥青路面冷补、稀浆封层与改性乳化沥青的技术创新

沥青路面的冷补，是一种快速、应急的沥青路面修补方法。尤其在雨季，破损的路面如不能及时抢修，坑洞的扩大和路面的损毁的速度是十分惊人的。由于雨后路面潮湿，通常使用乳化沥青拌制沥青混合料来修补坑洞。惟其工艺过于简单，养路者就根本没把它当成一回事，胡乱用乳化沥青搅拌成混合料，草草地补完了坑洞，重车碾过，松散的混合料到处飞散。即使在普通公路，此法也只作为权宜之计，更谈不上高速公路了。

但是，雨天抢修沥青路面的坑洞，冷补工艺又是必要的。因此，在冷补的材料、工艺和设备上都有很多创新的天地。

乳化沥青如经过用乳化的高分子聚合物来改性，因其粘结力大，改性乳化沥青混合料的性能（承载力、抗裂、抗车辙性能）亦大大提高。这里的技术创新内容有：

（1）改性乳化沥青机。乳化改性沥青的高分子聚合物可在沥青乳化时的流程中加入，也可以两者先乳化再混合。虽然还是使用胶体磨，但乳化剂的选配和各种组份的计量装置以及加工过程的工艺参数是一点也不能马虎的。这里创新的重点是改性乳化沥计量装置和工艺流程的自动控制系统。

（2）乳化沥青混合料搅拌设备。用于修补的乳化沥青混合料的量很少，搅拌设备当然也是小型的，但技术要求却丝毫不能降低。设计这种改性乳化沥青混合料搅拌机，一定要加上各种物料的计量装置和采用高效的强制搅拌机。其中乳化沥青的计量系统是难点之一，因为乳化沥青容重变化较大，最好采用重量法计量，而在一个小型搅拌设备中设计重量法的乳液计量装置，从性能价格比来评判，的确不是一件容易的事。

（3）有了性能良好的改性乳化沥青，沥青稀浆封层的质量就可以大大提高。沥青稀浆封层机虽然不是新东西，但我国一直没有吃透它的技术关键。即使是某些进口稀浆封层机，稀浆的有效搅拌、物料（细骨料、乳化沥青）的计量也是不尽人意的。沥青稀浆封层机是一种连续计量和连续搅拌的装置。细骨料与液态乳化沥青都要连续地按比例供给 。但封层车上又非常窄小，很难实现重量法连续计量，给料机的调速的控制（给料量调节）也大多用手动，当然不能保证乳化沥青稀浆的质量，加上原来只用普通乳化沥青，粘结力差，施工之后不久，封层就破坏，这是稀浆封层这种好工艺长期一直不能在我国公路养护中占一席之地的根本原因。

因此，乳化沥青稀浆封层机开发的技术难点在于：以精细的设计解决物料连续给料、计量和调节的问题。

（4）预拌式冷补沥青混合料。是一种用化学方法处理的沥青与骨料预拌成混合料，冷态存放。补坑施工时，摊铺后立即碾压成型，获得密实的承载构造。这种预拌的冷补沥青混合料的特点（优点）是：不压不成型，越压越结实，预拌后可长期存放，使用非常方便。自96年介绍到我国来之后，十分受欢迎。国内学者已经研制出冷补沥青的化学配方。需要对沥青搅拌楼进行小改装，便可拌制这种冷补混合料。为此可以提出开发一种用于沥青路面养护的多功能小型沥青搅拌楼，既可搅拌普通热沥青混凝土，又可搅拌乳化沥青混凝土，还能拌制冷补沥青混合料。而且必须是计量准确、搅拌质量良好的先进设备。再加上后面介绍的“工厂热法”沥青路面再生的搅拌功能，使之作为有我国特色的用于养护的沥青搅拌设备。

3 沥青路面的大面积翻修和沥青路面再生技术

沥青路面的寿命期内需要有一次功能调整性的维修作业，对那些承载力不足、表面出现龟裂的路段，那些经多次挖补，平整度严重下降的路段，还有裂缝多而且穿透路面层造成路基和基层积水的路段，会对一个车道（通常是主车道）进行局部翻修。用铣刨机切削表面沥青层 （约4～6cm），对基<考试|大一级建造师>层承载力弱的局部进行扑强或者对局部下沉的路段填补调平之后，再用新拌的沥青混凝土重铺，重铺工艺与新沥青路面施工一样。重铺后能较好地恢复路面的承载力、平整度，使公路美观、舒适。近年来在高速公路维修中逐渐取代落后的“罩面”维修工艺。当然，沥青路面大修，更是要按车道将整层沥青混凝土铲除重铺。

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