1、沥青路面养护工程的机械使用优化及材料选择摘要：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。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
2、某些地区(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 12 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(12 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
3、能，高等级公路路面的服务质量会大大下降。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
4、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养护工艺及作业工序见图 1。 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
5、；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。 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面寿命提高了 35 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
6、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质的变化使得修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
7、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
8、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，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
9、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、
10、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。 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。
