瀝青路面養(yǎng)護工藝的改進及專用機械的配套作業(yè)

孔繁寶

（山西省公路局 晉中分局，山西 晉中 030600）

相較水泥混凝土路面，瀝青混凝土路面在施工、應用、養(yǎng)護和材料再生應用方面的諸多優(yōu)勢使其成為國內(nèi)外高等級道路的主要路面結(jié)構(gòu)形式，亦是道路日常養(yǎng)護工程的重點對象。

1 問題的提出

作為石油煉制的終端產(chǎn)品，瀝青是一種較為典型的高分子有機材料，其內(nèi)部化學成分的組成決定了其熱容量較大且對外界溫度有較好的吸收和集熱特性。在瀝青混合料中，由于瀝青的黏結(jié)作用使得級配礦料能夠良好地結(jié)合在一起并經(jīng)合理的壓實工藝后達到設(shè)定的應力強度。但由于長期處于車輛的反復作用和自然光候的影響之下，瀝青路面出現(xiàn)各種各樣的損壞往往是難以避免的。這些病害的表現(xiàn)形式多種多樣，但以道路表面材料的松散、車轍、網(wǎng)裂、坑槽等為多見。路面病害必須及時處置，否則不僅會降低道路的通行質(zhì)量，形成交通事故隱患，而且初始較小面積的損壞會迅速蔓延，甚至波及路面下部的承重基層，從而增加路面修補的難度和工程成本[1]。

2 道路建設(shè)的技術(shù)進步要求養(yǎng)護工藝和專用設(shè)備必須不斷改進和完善

道路“三分在建，七分在養(yǎng)”，這個說法比較形象地表述了日常維護工作在道路交通事業(yè)中的重要作用，且已逐步成為交通行業(yè)技術(shù)和管理部門的共識。新世紀以來，許多路面新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝的不斷涌現(xiàn)并逐步在道路施工和養(yǎng)護工程中推廣和規(guī)模應用，已成為國內(nèi)外道路交通事業(yè)發(fā)展的重要標志之一，其中有代表性的有：

a）高性能路用瀝青，特別是以 SBS、SBR、PE 及廢舊橡膠輪胎制作的膠粉為改性劑的改性瀝青和乳化改性瀝青為代表的筑養(yǎng)路新材料的研發(fā)、制備和規(guī)模應用。

b）以瀝青瑪蹄脂（ SMA）、碾壓混凝土（ RCC）和復合路面為代表的高承載能力路面的鋪筑；以透水性（主要用于瀝青混凝土材料）路面為代表的提升道路行車安全性能的新型路面結(jié)構(gòu)的研發(fā)和推廣等。

c）基于節(jié)能環(huán)保理念的以路面材料冷、熱再生（就地再生和基地再生）為代表的材料循環(huán)再利用技術(shù)的不斷完善等。

這些新技術(shù)和新工藝在道路建設(shè)和養(yǎng)護工程中的推廣應用和逐步完善促進了道路交通事業(yè)的技術(shù)進步，有效提高了道路的承載能力、使用年限和車輛行駛的安全性，降低了道路早期病害的產(chǎn)生。同時，道路應力強度的提升也使長期沿用的養(yǎng)護工藝及其機械設(shè)備必須進行必要的改進以與之相適應。

2.1 改性瀝青的使用對混合料制作和施工溫度的影響

改性瀝青的路用3項指標與普通瀝青有明顯不同[2]，特別是其軟化點提高了30%左右，因此改性瀝青混合料在制作、儲存、運輸和施工的整個過程中材料溫度應較普通瀝青制作的瀝青混凝土材料高8℃～10℃，各工序點的溫度量化值可見表1所示。

表1中對改性瀝青混合料從制作到路面攤鋪成型的整個施工過程所涉及的各相應工序溫度進行了范圍限定。為了保證施工質(zhì)量（特別是保證達到施工規(guī)范要求的路面壓實密實度），筆者建議當作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境溫度較高（大于等于30℃）時材料的溫度值可取下限，反之應取上限為宜。

表1 改性瀝青混合料各工序點工作溫度 ℃

2.2 底層油涂覆對施工質(zhì)量的影響

大多數(shù)瀝青路面的病害處置都必須將病害部分的舊材料挖切后進行清除，使原路面形成矩形坑槽以便新混合料填充后經(jīng)壓實形成新的路面結(jié)構(gòu)，但高溫的新材料和處于大氣環(huán)境下的原有路面往往形成120℃～130℃的溫度差。為了保證新舊材料的良好結(jié)合，在病害處置過程中對挖切部位周邊和底部的雜質(zhì)進行徹底清理和底層油涂覆是十分重要的，清理的目的在于挖切創(chuàng)口部分不致存在松動的多余雜質(zhì)，而后者是為了新舊材料之間的良好結(jié)合。長期以來，因為缺乏適用的專用設(shè)備，工程單位往往忽略底層油的涂覆，而改性瀝青的使用又使混合料的溫度較普通瀝青混凝土材料明顯提高，因此為了保證路面的養(yǎng)護質(zhì)量，瀝青路面的病害處置工序應進行下述優(yōu)化是十分必要的：

目前，可用于底層油的材料很多，但高溫瀝青和常溫乳化瀝青的應用更為普遍，前者在使用時必須加熱到120℃以上，因此工程成本較高；后者無需加熱，但由于乳化瀝青含有約50%左右的水，所以噴涂后應待水分蒸發(fā)（破乳）后才能填充新的瀝青混合料，否則會影響?zhàn)B護質(zhì)量。由于底層油的涂覆，新鋪混合料能夠與原有路面良好結(jié)合，明顯提高其使用壽命。

2.3 瀝青路面加熱修補工藝的應用

路面加熱修補可以使原有路面材料實現(xiàn)現(xiàn)場再生利用，其優(yōu)點是不言而喻的[3]。但目前國內(nèi)外普遍采用的加熱機理大多為以天然氣（CNG或LNG）為熱源的可見光火焰加熱。眾所周知，火焰的溫度通常高于1200℃，已大大高于瀝青的閃點。特別是在野外道路施工環(huán)境下，受到外界自然條件的影響，路面加熱溫度很難準確掌握和穩(wěn)定，加熱作業(yè)往往造成路面材料的二次老化，嚴重影響路面修補的質(zhì)量和使用壽命。有鑒于此，筆者認為在瀝青路面養(yǎng)護工程中采用應特別慎重。近年來，微波加熱技術(shù)逐步成熟，由于其具有穿透性好，加熱效率高，被加熱物體受熱均勻[4]等優(yōu)點，將是一種較好的路面加熱方式。但目前在國際范圍內(nèi)，微波加熱技術(shù)因磁控管冷卻、元器件使用壽命和作業(yè)成本等方面有待提高和完善等原因，微波加熱技術(shù)在道路工程中的規(guī)模應用還有待時日。

3 有關(guān)瀝青路面多功能養(yǎng)護車工程應用的討論

作為一種多功能工程車輛，養(yǎng)護車的基本配置使其能夠完成瀝青路面病害修復的全過程。基于養(yǎng)護車設(shè)計研發(fā)的經(jīng)驗和工程應用的實際情況，筆者就瀝青路面多功能養(yǎng)護車的工程應用提出如下意見：

a）養(yǎng)護車的“多功能”并非越多越好，關(guān)鍵是其功能應“適用”和“夠用”。如上所述，養(yǎng)護車具有綜合多功能是必要的（如筆者參與研發(fā)的LLB-6T冷補型多功能養(yǎng)護車*就是基于和圍繞瀝青混凝土路面的就地冷再生工藝而配置相應的設(shè)備），這是基于道路病害修補作業(yè)的多工序而來，但“多”必須以“夠”為原則。比如，有的養(yǎng)護車為了追求功能齊全，裝設(shè)了路基養(yǎng)護設(shè)備，甚至加設(shè)護欄清洗、交通標志安裝等作業(yè)設(shè)施，看起來功能多了，但這些裝置并非路面養(yǎng)護范疇，其作業(yè)質(zhì)量和效率也難以與相應的專業(yè)設(shè)備相較，卻使養(yǎng)護車整機布置臃腫，動力驅(qū)動和機械傳動過于復雜，制作、采購和使用成本大大提高。

b）所謂“技術(shù)含量”并非越高越好。瀝青路面的養(yǎng)護，特別是道路病害的修補畢竟是一種較為粗放型的工程作業(yè)，在追求高技術(shù)含量和“技術(shù)適用”及“性能可靠”之間，筆者認為后者更值得推崇。如此理念并不代表對高技術(shù)的摒棄，更不是將它們對立起來，而是必須找出高技術(shù)和適用可靠之間的平衡，即某些技術(shù)尚未完善時，其推廣應用應慎重對待為好。最典型的例子即是有關(guān)瀝青路面的加熱技術(shù)（見前述），在其作業(yè)過程中材料的二次老化和現(xiàn)場人工拌合的材料均勻度等問題仍需繼續(xù)探討和完善。

c）目前階段，并非“價高”就一定與適用、好用和作業(yè)的高效率成正比。如瀝青路面的病害絕大多數(shù)是較小的局部損壞，使用10～12 kN的小型振動壓路機完全能夠達到壓實密實度要求，而有些養(yǎng)護車卻配備了大中型壓路機不僅意義不大，而且增加了作業(yè)成本（某些養(yǎng)護車甚至將壓實機具與整車底盤連接為一體，不僅作業(yè)成本高，而且使用很不方便）；采用鎬挖路面和滾筒加熱材料再生工藝的中小型養(yǎng)護車并不比采用路面加熱后現(xiàn)場拌合攤鋪工藝的大型養(yǎng)護車作業(yè)效果差，但其設(shè)備制作和采購成本僅是后者的20%～30%。

d）養(yǎng)護車的機械操作和維護保養(yǎng)應盡量適應我國道路養(yǎng)護人員的接受能力和使用方便性，較復雜的操作要領(lǐng)應進行必要的培訓使之熟練掌握，而操作人員對機械掌握的熟練程度與作業(yè)質(zhì)量和工程效率的高低息息相關(guān)。

文中*：山西省公路局晉中分局研發(fā)，山西省科技進步二等獎。