沥青路面养护技术与养护机械

沥青路面养护技术与养护机械沥青路面的养护技术是一门材料、工艺、设备之间紧密结合、相互制约、共同发展的综合性技术，加强对材料、工艺、设备的综合研究，不论是对发展国产养护机械，还是引进、消化、吸收国外的先进技术，都是值得关注和重视的。沥青路面在交通载荷和气候影响的作用下，随着时间的推移，路面状况和服务能力将逐渐恶化。为了保持沥青路面的使用性能和延长其使用寿命，在寿命周期各个不同阶段需要采用不同的养护维修措施。沥青路面的养护维修工作对保持路面的服务能力延长寿命周期，改善噪音、振动等对周边环境的污染有着重要的作用。在我国高速公路建设初期路面养护的工作量不是很大人们容易产生重建设、轻养护的思想但随着我国公路建设的重点逐步向中、西部地区转移因而养护维修技术正日益成为人们关注的热点。 一、沥青路面养护维修作业的分类：预防性养护，是指那些带有保护路面、防止病害进一步扩展和减缓路面使用性能的恶化速率以及以延长路面使用寿命为目的的养护作业，它通常用于没有发生损坏或只有轻微缺陷与病害迹象的路面。预防性养护没有路面补强的功能，因而不应期望预防性养护具有改善路面强度和承载能力的作用。修复性养护，是指那些用来修复路面局部损害或某种特定病害的养护作业它通常用于路面已经发生局部的结构性损坏是指路面的损坏已经波及路面的大部分面积使之发生全面性的结构性损坏从而需要在一定的程度上进行面层的再生和重铺的修理作业。二、预防性养护在老路面上敷设一层防护层来保护原有路面的方法很早以前就有，但是预防性养护作为一个完整的概念出现在 2O 世纪 8O 年代，它是许多国家在公路网重建过程中总结了以往经验教训后提出来的。预防性养护的重要意义体现在四个方面：保持路面良好的使用性能；延长路面的使用寿命；减少路面寿命周期费用：节约养护维修成本。它是一种费用效益十分明显的养护措施。 1、稀浆封层技术：稀浆封层是一种由乳化沥青、破碎的集料、矿粉、水和添加剂组成的稀浆状的混合料。它在搅拌均匀后被摊铺到原有的沥青路面上形成一层与原路面接合牢固、具有抗磨表面结构的均匀养护层。微表封层是在乳化沥青稀浆封层基础上发展起来的，它是由慢裂快凝的高分子聚合物改性乳化沥青、100破碎的集料、矿粉、水和添加剂组成的稀浆混合料。微表封层的厚度可达 10mm15mm具有很好的抗滑阻力和抗磨耐久性，并可具有某些修复性的功能例如用于修补车辙、轻度松散、泛油等病害的校正。稀浆封层由于其良好的抗滑性能以及快速凝固成型、早期开放交通的特性，省去了喷洒和碾压工序，一台机械即可连续作业。由于其简单的施工过程和很高的生产效率，因而更加适用于大交通流量和高速行驶的道路上。2、稀浆封层技术的应用情况 稀浆封层技术和改性稀浆封层技术是目前在国际上应用非常广泛的公路罩面技术。从此世界范围讲，稀浆封层技术经历了由手工作业向机械作业、由慢凝慢开放交通到快凝快开放交通、由普通稀浆封层到改性稀浆封层的发展历程。随着乳化沥青技术的不断进步干线公路养护需求的不断发展变化，稀浆封层和改性稀浆封层技术也在不断的提高和完善. 1)稀浆封层用量逐年迅速增长。2)稀浆封层广泛用于交通量大、重载车多的国省道干线公路上。稀浆封层罩面，主要用于国省道干线公路高级路面的维修和养护工程。最近 5 年的稀浆封层，有37.8%用于国道，53.3用于省道，其中一、二级公路占 86.3%。 3)稀浆封层主要用于沥青路面的小修保养和预防性养护。从用途来看 73.6 的稀浆封层用于路面的小修保养，14.8 用于预防性养护，11.6用于抢救性养护。 3、稀浆封层的经济效益和社会效益 从施工成本角度分析：1)稀浆封层的直接工程费用低。目前国内稀浆封层的直接工程费用一般为 10 元左右，大大降低了沥青路面的养护费用。2)稀浆封层的施工速度快，开放交通快，对交通影响小。热拌沥青混合料的摊铺速度一般在 26 mmin ，而稀浆封层的摊铺速度一般在 2550 mmin，是热拌沥青混合料摊铺速度的十几倍甚至是几十倍。目前普遍采用的慢裂快凝型稀浆封层，在施工后 23 h 即可开放交通，特别是对于在稀浆封层基础上改进而成的改性稀浆封层技术，甚至可以做到摊铺后的 10 min 即开发交通，对正常行车的影响很小。3)稀浆封层的施工设备投入和人员费用小。稀浆封层的施工现场只需要 1 台稀浆封层摊铺车。58 名施工人员即可。而热拌沥青混合料的施工至少需要 1 台沥青混凝土摊铺设备，3 台以上压路机，4 台以上的沥青混凝土运输车辆，以及至少 1O 人以上的施工人员。 4)稀浆封层施工对环境的污染小。稀浆封层是一种冷拌冷铺的施工方法，混合料是在常温条件下进行施工的。避免了热沥青混合料施工现场沥青蒸汽对环境的污染和对施工人员的熏烤、烧烫伤、致癌物质的吸入等健康损害，大大改善了施工条件，降低了劳动强度。从材料角度分析:1)可以降低能源消耗。采用乳化沥青，使得稀浆封层混合料生产消耗的能源远低于热拌沥青混合料。 2)不必投入专门的配套设备。热拌沥青混合料的生产需要专门的沥青混合料搅拌设备，而稀浆封层混合料的生产不需要专门的生产设备，而是由稀浆封层的施工设备来完成，也就是说在混合料拌和的同时完成摊铺。从使用效果角度分析：稀浆封层作为一种单层摊铺厚度仅 3211mm 的薄层结构，主要有以下几种作用：1)封水功能。稀浆混合料的集料粒径较细且是连续密级配，沥青用量大，与路面连接牢固，形成一层致密的表层，可以有效防止雨水和雪水渗入路面结构，在相当程度上可以防止路面水损害的产生。2)抗滑和耐磨耗功能。稀浆封层摊铺厚度小，最大粒径颗粒在封层中“顶天立地”，使得其具有大的构造深度和摩擦系数，抗滑性能良好。特别是对于改性稀浆封层混合料，由于采用耐磨耗的硬质石料，使得石料不会在行车作用下迅速磨光，而且由于采用了改性乳化沥青，使得大粒径颗粒粘结牢固，不会在行车作用下脱落、飞散，从而使得改性稀浆封层长时间维持好的抗滑性能，不会随使用期的延长迅速衰减。 3)填充功能。稀浆封层在施工中呈稀浆状态，流动性好，可以对路面上的细小裂缝和轻微的路面松散脱落起到很好的修复作用。4)恢复路表外观的功能。对于使用期较长的沥青路面，表面沥青材料老化干涩，或者由于养护修补，路表外观不够理想，采用稀浆封层或改性稀浆封层罩面，可以使老路面焕然一新。4、西筑 MS9 改性乳化沥青稀浆封层机技术特性骨料系统 骨料仓：45 度侧壁，45 度后壁；加固的料仓顶部；料仓与输送带间为柔性橡胶密封。振动器：位于料仓中部，直流电控振动器。计量：易读的计量器和锁定装置；计数器水系统水箱：双焊接凸缘边角，顶部观察孔，液位仪，内部特殊玻璃纤维防腐处理。管道系统：防腐蚀管线、阀门及配件，过滤器滤网可更换。泵：高速、高容量离心泵。喷水管：操作台控制开关；可调节流量的控制阀门，卡车全宽度喷雾。水枪：两只低压手枪式喷枪，一只高压喷枪，均位于操作台两侧。乳化沥青系统沥青罐：双焊接凸缘边角，顶部观察孔，侧部清洁孔及液位仪。泵：热套正向位移合金变量泵。大容量泵低速运转，并具有特殊间隙防止毁坏切断沥青。具有加载乳化沥青的功能。方向控制：操作台控制的气动三通阀门，开关延时可调。管道清洗：水清洗功能保证管道畅通无阻，并起到清渣的作用。细料、纤维系统料仓：大角度倾斜侧壁，悬空搅拌器；清洁门。供料系统：连续的螺旋布料器，关开和反向控制，两箱可独立分别供料。计量：操作台控制可改变螺旋布料器速度，计量器。添加剂系统添加剂罐：230 升不锈钢罐供料泵：不锈钢，正向置换供料：进入搅拌箱前加入供水系统。计量和监测计量：所有原料供给联接于一共同的可变速轴上，确保所有供料速度的连续计量。监测：所有原料计数器均可归零。搅拌箱系统搅拌箱：抗磨损箱体，反向双轴搅拌，可调节角度的热喷涂碳化钨搅拌叶片，高强度螺栓和特殊防松螺母连接，紧固耐用，搅拌箱叶片易于更换。搅拌箱盖同搅拌箱形成圆筒状，无搅拌死角，液压马达驱动，同步器保证两轴转速一致。搅拌箱盖液压开启。送料器：操作台液压控制。容许右一中一左向摊铺箱供给稀浆。液压系统油箱和冷却：大容量油箱，发动机自带冷却器，散热效果好，液位温度仪。过滤：油箱过滤，回流管道泵：柱塞泵驱动细料供给系统，添加剂泵；三联齿轮泵驱动离合器轴、搅拌箱、摊铺箱螺旋布料器。控制：控制阀门或电子-液压开关提供全部需要功能。电子系统 24 伏，135A2 电瓶。三、修复性养护技术路面铣刨技术路面铣刨机作为公路及城市道路养护的专用设备，其主要功能是清除和剥离公路车辙、龟裂及痈包等路面病害。用路面铣刨机铣削损坏的旧铺层，再铺设新面层是一种最经济的现代化养护方法，由于它工作效率高、施工工艺简单、铣削深度易于控制、操作方便灵活、机动性能好、铣削的旧料能直接回收利用等，因而广泛用于城市道路和高速公路养护工程中。根据我国公路发展的统计情况看，未来公路养护对各类现代化机械设备的需求将会越来越大。就路面铣刨机而言，如果以高速公路每百公里配置一到两台，二级以上公路每二百公里配置一台来计算，再考虑城市道路的需求，将会有一个很大的市场。随着高速公路大修期的到来，和公路交通行业以及城市管理部门对现代化养护方式的认识，对路面铣刨机的需求将会逐年增加，并且会以很快的速度增加。1、铣刨机应用特点1）使用铣刨机铣削路面，可以快速有效地处理路面病害，使路面保持平整。2）道路的翻修工程采用铣削工艺可保持原路面的水平高程。铣削工艺可将损坏路面切除掉，由新材料填补原有空间，经压实后与原路面等高，保持路面的原有水平高程，这使穿行于高架桥或立交桥涵的路面载荷对桥体不致产生冲击载荷，并且桥涵通过高程不变。3）保证新旧路面材料的良好结合，提高其使用寿命。采用铣削工艺可使填料坑边侧及底部整齐、深度均匀，形成新旧料易于结合的齿状几何表面，从而使翻修后新路面的使用寿命大大提高。4）有利于旧路面材料的再生利用。由于可以掌握切削深度，铣削下来的材料不仅干净且呈规则的小颗粒，可以不用再破碎加工即可遮现场或固定料场再生利用，大大降低了施工成本，同时也是一种环境保护措施。2、铣刨机成本分析：1）目前国内铣刨机租赁市场分为短期租赁和长期租赁两种方式，短期租赁以天为单位，长期租赁以月为单位。现在 3、5 天的工程均为按天计算，价格为 1 万元/天。长期租赁为 15-17 万元/月（除去停工及下雨一般工作 21-24 天） 。2）根据用户使用情况反馈，现在购置一台 2 米铣刨机的成本收回时间为 2 年内。3）现在国内铣刨机的使用市场巨大，全国各个工地对铣刨机的需求量与日俱增，现在南方各省都出现了专业的铣刨机租赁公司，这些公司都有 6-8 台 2 米铣刨机，这些铣刨机活跃在全国各处工地施工，每年的铣刨机效益也十分可观。3、西筑铣刨机技术特点1）发动机系统为了保证发动机的可靠性，为了保证机器的高生产率，我们选用原装进口德国道依茨风冷、增压、大功率发动机。2）传动系统发动机的动力经过离合器、皮带轮、行星减速器传到铣刨滚筒。离合器、行星减速器均为原装进口，可靠性高。铣刨滚筒采用这种机械传动，其驱动效率高。3）铣刨滚筒铣刨滚筒是铣削路面重要的工作部分，LX200 铣刨机铣刨滚筒选用美国 Kenlmite滚筒；刀座为 Kenlmite 快速更换刀座，当由于没有及时更换刀头，产生刀座磨损时，刀座可以快速更换，保护滚筒并极大的提高了铣刨机的工作效率；刀头为 Kenlmite超级耐磨进口刀头，耐磨性好，寿命长。4）转子罩壳转子罩壳采用优质钢材 16Mn 材料加工，强度高，耐磨性好。转子后门可以打开，方便更换刀具。后门刮板与地面倾斜成一定角度，铣削后收料干净，路面清扫省力。转子罩壳与机架采用四个销子连接，安装拆卸方便。5）一级皮带输料系统铣削下来的料经过一、二级皮带输送到运输车上运走。一级皮带拾料器与转子罩壳做成一体，密封性能好，能延长输料皮带的使用寿命，不致于产生皮带的过早磨 损。皮带滚子采用中间无支承连接滚子，滚子不会发生卡死现象，滚子的使用寿命长。一级皮带的轴承由于环境恶劣，磨损比较快，LX200 铣刨机采用双密封结构，有效防止了恶劣环境的影响，使轴承使用寿命延长。6）二级皮带输料系统LX200 铣刨机二级皮带采用加强的耐磨皮带，输料高度高于一般的刨机，能够适合于各种自卸卡车，皮带可以左右摆动，上下高度可以自由调节，可方便的将铣刨下来的材料输送到运料车上。7）立柱升降系统LX200 铣刨机的机架及铣刨转子的升降，采用四个立柱升降，立柱液压缸的密封选用进口密封件，四个立柱表面进行镀铬处理，表面光亮不生锈，耐磨性好。8）自动找平系统自动找平是控制铣削深度与平整度的关键部件，LX200 铣刨机选用德国进口的 Moba自动找平控制仪，性能可靠，便于深度控制，铣削后平整度高。9）转向系统LX200 铣刨机前后轮都可以转向，这样就可以实现四种转向方式：前轮转向、后轮转向、前后轮共同转向及蟹形转向。转向方便灵活，转弯半径小。10）行走系统LX200 铣刨机行走系统动力驱动装置，采用一个液压泵驱动四个行走马达马达的液压系统，泵和马达均采用德国进口件；行走方式采用四条履带驱动，驱动力大，四条履带总成全部进口，极大的提高了行走系统的可靠性。履带板及履带长度都采用加宽加长履带板，进行铣刨作业时不易打滑。行走速度有工作与行走两个挡位，可以方便的进行换挡。该机设有开关式差速锁，确保在艰难的路况下也能均匀的工作。本机装有功率自动分配系统，可以根据发动机负荷自动调节行走速度，从而保证该机始终处于最大生产率状态。在履带总成内装有自动停车驱动器，刹车可靠。11）机架系统LX200 铣刨机机架为优质高强度厚板焊接结构，机架两侧及设置有维护门，便于接近维护点；水箱、液压油箱、柴油箱为可拆卸的独立结构，便于维修；驾驶座椅可以左右移动，便于操作。 12）电气系统电气系统的控制器选用国外散件，按钮开关、继电器均为国外著名品牌，左右两边由两套相互独立的系统，操作方便。13）液压系统LX200 铣刨机由五大液压系统，行走为一个液压泵驱动四个液压马达，形成闭式回路；输送系统为一个液压泵驱动两级输送皮带马达，形成闭式回路；风扇为齿轮泵驱动齿轮马达，为开式回路；辅助系统为一个泵驱动多个油缸的系统；洒水系统为齿轮泵驱动齿轮马达系统。所有液压泵、马达均为国外进口件，液压油箱为不锈钢油箱，始终保持液压系统的干净。本机设置了液压系统污染自动保护系统，保证液压件不会损坏。14）洒水系统LX200 铣