路麵機械是公路施工和養護的重要保障條件,公路建設的實踐已證明,先進的路麵施工和養護機械是公路施工和養護工程的質量保證。我國從1988年開始建設高速公路以來,至2010年底已建成7.4萬公裏高速公路,隨著我國公路事業的快速發展,為路麵機械的發展提供了良好的條件,也促進了我國路麵機械的發展和技術的提高,國產路麵機械的技術水平正在接近國際先進水平,但與國外水平相比仍有一定的差距。經濟發達國家的公路已成網,路麵施工和養護機械已發展到較高的技術水平。下麵介紹當前路麵機械技術的發展趨勢概況,供參考。
一.瀝青混合料攪拌設備
瀝青混合料攪拌設備的功能是將不同粒徑的骨料和填料按規定的比例摻和在一起,對骨料進行加熱烘幹,用瀝青作結合料,在規定的溫度下拌和成均勻的混合料。適用於公路、城市道路、機場、碼頭、停車場等工程部門,瀝青混合料攪拌設備是瀝青路麵施工的關鍵設備之一,強製間歇式瀝青混合料攪拌設備在世界各地早已普遍使用,其技術、結構日趨成熟,強製間歇式瀝青混合料攪拌設備已達到了較高的技術水平。但技術總是在不斷地發展的,強製間歇式瀝青混合料攪拌設備技術的發展趨勢是在保證骨料的級配、防止混合料的離析、節能、減少汙染、提高生產過程的自動化及零部件的耐用和可靠性等方麵發展。
強製間歇式瀝青混合料攪拌設備在工作過程中瀝青混合料的級配和瀝青含量不斷地在隨機變化,國外製造商已研製成功骨料級配檢測分析係統及骨料含水量檢測儀等,可有效提高攪拌混合料的質量。
骨料級配檢測分析係統包括取樣器和分析儀,取樣器安裝在冷骨料的皮帶輸送係統中,隨機取樣分析冷骨料的級配情況,取樣器取樣時間僅為0.5秒,因而對皮帶輸送機的工作不產生影響,取樣器的取樣量一般為9~13 kg,取樣器獲取的料直接進入自動幹燥係統或試驗機的特定容器內進行稱量分析,取樣分析的結果輸送到計算機,經計算機對比分析後反饋控製相應的機構,以糾正級配的誤差。
防止混合料的離析不僅在攤鋪機作業時要引起注意的問題,在混合料攪拌過程中同樣要防止。強製間歇式瀝青混合料攪拌設備骨料加熱烘幹後,由熱骨料提升後送入振動篩進行篩分,由於篩網麵是有一定麵積的,熱骨料進入篩麵後陸續分散,篩分時細粒料先通過篩麵,較粗的料陸續擴散通過篩麵,這樣細料先進入儲存倉,然後較大的料進入,最後進入的是最大的料,從而形成粗細料分離的現象,從熱骨料儲存倉內流出計量的料會有離析現象,為避免此離析現象,國外已采用加擋板引導落料位置以減少離析現象。
為保證瀝青混合料的質量國外已采用成品瀝青混合料取樣分析係統,實現混合料的自動取樣。圖1是成品瀝青混合料取樣係統。混合料自動取樣機安裝有伸縮臂架、取樣杆和液壓伸縮機構等,取樣時將伸縮臂架伸出,將取樣杆插入待取料堆的頂麵,並插入一定的深度,可保證取樣的準確性。
圖1 成品瀝青混合料取樣係統
國外強製間歇式瀝青混合料攪拌設備的汙染控製在不斷提高,瀝青工業朝更環保方向發展。據有關資料報道:美國從1960~1999年熱拌瀝青混合料增加了250%,但環保汙染卻減少了97%。對瀝青混合料攪拌設備排放煙氣中的粉塵、硫氮氣體的含量、有機物的含量等均有要求,另外瀝青罐及成品料倉排出的瀝青煙氣也進行收集並處理後再排入大氣。
連續滾筒式瀝青混合料攪拌設備與強製間歇式瀝青混合料攪拌設備相比,設備的重量將減少1/5,裝機功率將減少1/4,節能效果明顯。在美國和新西蘭連續滾筒式瀝青混合料攪拌設備已成為流行的瀝青混合料攪拌設備,歐洲、南非和澳大利亞仍使用間歇強製式瀝青混合料攪拌設備。對連續滾筒式瀝青混合料攪拌設備的發展應加於注意。
二.瀝青混合料攤鋪機
隨著機、電、液一體化技術的發展,國外瀝青混合料攤鋪機的技術在不斷發展,瀝青混合料攤鋪機的技術主要圍繞著如何提高瀝青混合料攤鋪機鋪層的質量(密實度和平整度等)、作業的自動化、多功能、減少瀝青煙氣對操作人員危害的環保等要求方麵發展。
國外瀝青混合料攤鋪機普遍使用電加熱熨平板,電加熱熨平板不僅加熱快、加熱均勻,而且易於實現自動控製,克服了燃燒器集中加熱而引起熨平板的變形等缺陷。
如何提高瀝青混合料攤鋪機鋪築的質量也是各企業的另一競爭點,恒速作業、不間斷作業、電子比例伺服控製係統、EPM電子管理攤鋪作業係統等新技術在不同的攤鋪機上得到應用。
瀝青混合料攤鋪機攤鋪瀝青混合料時,操作人員正處在瀝青煙氣的包圍之中,混合料揮發的煙氣中含有瀝青的輕油份、碳、硫、苯等,這些有害氣體對人體的健康是有害的,如何減少瀝青混合料攤鋪機作業時瀝青煙氣對操作人員的影響,是各公司競爭的熱點之一,圖2為攤鋪機作業時抽吸瀝青煙氣的圖,已有多項技術提出不同的措施解決上述問題,國際上對攤鋪機攤鋪時環境保護問題已引起普遍的重視。
圖2 攤鋪機作業時抽吸瀝青煙氣圖
隨著經濟發達國家公路係統的完善,大型工程逐漸減少,工程的重點轉向公路的養護和輔助工程,小型瀝青混合料攤鋪機有了較大的發展,國外瀝青混合料攤鋪機最小的攤鋪寬度為0.8米~1.4米。另外隨著交通流量的增加,公路路麵改造及加寬作業經常需要進行,因而能進行路肩攤鋪及側攤鋪的機具十分需要,這也是大型攤鋪機無法完成的任務,路肩攤鋪及側攤鋪的機具則能發揮其應有的作用,國外有多種結構型式的側攤鋪機。
灑布粘層油的攤鋪機可以在攤鋪瀝青混合料的同時灑布粘層油,加快了作業速度並提高了攤鋪質量。
瀝青混合料轉運車進入我國僅幾年的時間,在公路工程中取得了一定的實效,已在《公路瀝青路麵施工技術規範》(JTG F40-2004) 中推薦應用,“在有條件時,運料車可將混合料卸入轉運車經二次拌和後向攤鋪機連續均勻地供料”。在瀝青混凝土路麵施工工藝中,混合料的粒度、溫度離析幾乎伴隨整個施工過程,混合料運輸環節及運料車向攤鋪機料鬥卸料過程等均會產生離析,離析包括級配離析和溫度離析,轉運料車的再拌和轉運攤鋪工藝可以消除或明顯改善瀝青混合料的級配離析和溫度離析。ROTEC的瀝青混合料轉運車原有三個物料輸送機,該型結構增加了設備的重量,現已提出僅有兩個物料輸送機的瀝青混合料轉運車。
三.公路養護機械
我國的公路建設快速發展,公路裏程在不斷増加。公路建成後在使用過程中,由於承受行駛車輛荷載的反複作用和自然因素的侵蝕與破壞,路麵材料不斷老化,使公路產生不同形式的退化、損壞,公路的性能不斷削弱,因此公路建成後必須進行適當的養護,隨著公路裏程的不斷増張,公路養護的任務越來越繁重,特別是當氣候發生反常時,如雨季水毀、冰雪封阻等,人力是難以快速疏通恢複交通的,公路養護機械的配置必不可少。
公路養護工程按項目分:有路基養護、路麵養護、橋涵養護、交通工程設施養護等;按養護工程性質及規模分:小修保養、中修、大修、公路的改善;按養護時間分:日常養護、周期性養護、偶然性養護等。公路養護作業還受地區﹑地形、季節﹑時效等不同要求的影響,因而公路養護作業工序繁多複雜,形成公路養護機械的品種多、型式多樣、規格大小不一,一般來說公路養護機械大致分為經常性作業機具和專用性作業機具兩種設備。經常性養護機械主要有路況巡視檢測設備、掃路車、路麵修補、標誌維修、灑水車、排障車、清洗機、除雪機、剪草機等,專用作業機具包括路麵銑刨機、再生機械、稀漿封層機、同步封層機、罩麵機械等。我國的公路養護技術方針是“公路養護要貫徹以預防為主、防治結合的方針”,預防性養護是國外公路養護較成功的養護方法,在路麵未發生損壞前采取預防性養護措施,改善和提高路麵的性能,從而延長路麵的使用壽命,是一種經濟、有效的養護方法。
預防性養護機械有:稀漿封層機、同步封層機及路麵罩麵機等。同步封層機是在瀝青灑布機和石屑撒布機的基礎上組合發展起來的。
交通安全及交通工程設備是公路養護中不可缺少的組成部分,交通安全標誌、路麵標線需經常維護,才能保證交通運行的安全和可靠。路麵劃線機/車是路麵標線的專用設備,有手推式、車載式和熱熔式等不同型式,道路標線改造時須將舊標線清除,此時首先需使用道路標線清除設備。高速公路局部維修時須放置引導交通的指示標誌及信號,作業時先放置信號標誌及燈光設備,然後才能進行正常作業。
寒冷地區公路的冬季養護是十分重要的,除冰雪在不同的地區配備不同的設備,經常下雪的地區需配備專用的大型拋雪機,一般地區需配置除雪犁及防滑或溶雪材料撒布機等。
瀝青路麵舊路麵材料的再生利用技術已被廣泛應用,國外路麵再生設備發展很快,路麵的銑刨、破碎、加熱、就地再生等設備完善。再生方法有冷再生、熱再生,每種方法又分為就地再生、廠拌再生。“廠拌熱再生”是國際上普遍采用的再生方法,其它再生方法也僅在少數國家采用。就地熱再生曾被認為是道路工業的一次革命,但是以後的實踐已證明,現場熱再生也存在諸多局限性:處理厚度小;無法有效調整再生混合料的配合比,主要用於表層再生,適合處理車轍、泛油、麻麵和磨光等表麵缺陷;對路麵層厚不均勻或質量狀況變化大的路麵難以保證質量要求,因此就地熱再生設備不宜在我國大量推廣。
國內公路養護機械處於起步階段,公路養護用設備大都用汽車底盤進行改裝,產品的品種和數量也很有限,公路養護用機械有很大的發展空間。公路養護機械的發展需注意國內公路養護的工藝和要求、養護作業的多樣性等問題,另外養護機械的成本也是影響其推廣應用的一大因素。公路養護的任務日趨繁忙,如何提高養護效率、加快公路養護機械化已是當務之急,這也為公路養護機械的發展提供了極好的機遇。目前公路養護機械的生產企業如路麵修補設備、銑刨機、再生設備等在不斷增加,但國內仍缺少適用公路養護的機械,特別是公路養護用的專用底盤目前隻能配置國外設備。
針對我國目前的情況,當前可開發的公路養護機械有以下幾種:
1.小型簡易路麵修補車及工具;
2.路麵擴寬側攤鋪機;
3.交通工程用設備;除線機、路障路錐收放機;
4.適合於普通公路養護用的多功能養護機;
5.路麵抗滑機械。
版權聲明:版權歸中國路麵機械網所有,未經本站授權不得轉載