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等級(jí)公路的養(yǎng)護(hù)

   日期:2017-09-07    
由于瀝青路面具有平整度好、行車(chē)舒適、施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、抗滑構(gòu)造易于形成和保持及開(kāi)放交通快等諸多優(yōu)點(diǎn),已在國(guó)內(nèi)外公路施工中廣泛應(yīng)用。如目前在我國(guó)150萬(wàn)km的等級(jí)公路通車(chē)?yán)锍讨?,瀝青路面約占90%以上。但瀝青路面亦有對(duì)基層承載能力要求高、路面面層易于損壞及瀝青的使用工藝較為繁雜的特點(diǎn)。在施工及養(yǎng)護(hù)工程中,必須根據(jù)瀝青路面的特點(diǎn)制定合適的施工工藝、工序及選用適用的機(jī)械設(shè)備。根據(jù)目前我國(guó)等級(jí)公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)中存在的問(wèn)題,筆者提出以下一些看法。
  1 瀝青加熱方式
  大多數(shù)瀝青在常溫下呈固態(tài),加熱后才能投入工程施工應(yīng)用。目前在公路工程中的瀝青加熱通常有3種方式。
  (1) 可見(jiàn)光加熱。
  可見(jiàn)光加熱即暴露燃燒加熱。一般可見(jiàn)光的溫度可達(dá)1000℃以上,而普通石油瀝青的閃點(diǎn)為210℃左右,使用溫度在160~180℃,顯然直接用可見(jiàn)光加熱難以避免瀝青的老化。采用這種加熱方式,在加熱容器和加熱工藝設(shè)計(jì)時(shí),一定要注意使瀝青在運(yùn)動(dòng)中受熱。筆者在市政工程施工中,曾進(jìn)行過(guò)傳統(tǒng)加熱工藝的改進(jìn),即在加熱容器中增設(shè)攪拌裝置或容器外的泵送系統(tǒng),使瀝青在攪拌中和運(yùn)動(dòng)中受熱,收到了良好的效果。這不僅使加熱效率提高,而且消除了加熱死角,避免了因?yàn)r青受熱不均勻出現(xiàn)的“冒鍋”現(xiàn)象,消除了安全隱患。
  值得注意的是,當(dāng)采用攪拌工藝時(shí),攪拌槳的轉(zhuǎn)速不宜太高,一般應(yīng)取60~90r/min為宜,這樣瀝青在攪拌中不會(huì)外泄,不僅避免了材料浪費(fèi),也保證了作業(yè)安全。
  (2) 蒸汽加熱。
  蒸汽加熱是一種典型的熱載體加熱方式,蒸汽由于溫度較低,可有效避免瀝青在加熱過(guò)程中的老化,具有一定的使用優(yōu)勢(shì),特別是蒸汽熱穩(wěn)定性較好,潛熱較大。但隨著溫度的提高,在常壓下采用蒸汽作為熱載體已不能滿(mǎn)足瀝青加熱的要求。而且水蒸汽隨著供熱量的提高,壓力迅速上升。當(dāng)水蒸汽溫度為150℃時(shí),其飽和蒸汽壓力為0.4MPa,水蒸汽溫度為250℃時(shí),其飽和蒸汽壓力為3.4MPa。這使得采用蒸汽加熱的設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、投資大、余熱利用及給水回收困難,熱損失大。因此,蒸汽加熱目前大多用于輸送管路及用熱設(shè)備的保溫工藝,在瀝青加熱中已逐步被淘汰。
  (3) 導(dǎo)熱油加熱。
  導(dǎo)熱油加熱是目前公路工程中普遍采用的加熱方法,也是一種典型的有機(jī)熱載體加熱方式。采用導(dǎo)熱油為熱載體,當(dāng)使用溫度為300℃時(shí)其蒸汽壓力僅為0.018MPa,在使用溫度達(dá)325℃時(shí),系統(tǒng)壓力也僅為0.035MPa。而且,以導(dǎo)熱油為載體進(jìn)行加熱屬液態(tài)循環(huán)加熱,不需余熱回收,系統(tǒng)簡(jiǎn)單,綜合效率高。
  在瀝青熔化、加熱過(guò)程中,經(jīng)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)得知,采用導(dǎo)熱油加熱比蒸汽加熱節(jié)省50%的燃料,且溫度控制準(zhǔn)確,有效避免了瀝青加熱過(guò)程中的老化現(xiàn)象且易于操作,無(wú)污染,是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的瀝青加熱工藝。
  綜上所述,瀝青加熱方式對(duì)于提高施工質(zhì)量,降低施工成本具有十分重要的意義。當(dāng)限于條件和當(dāng)次生產(chǎn)量較小不得不采用可見(jiàn)光加熱時(shí),一是要采取必要的措施,以降低成本,防止老化,提高加熱效率,但在加熱方式的選擇上,應(yīng)以導(dǎo)熱油加熱為首選。
  2 采用強(qiáng)制拌和
  隨著公路等級(jí)的提高,瀝青混凝土已逐步替代了其他瀝青混合料用于面層的攤鋪,但目前我國(guó)公路施工單位仍保留著不少連續(xù)式烘干拌和設(shè)備,這是一種典型的采用跌落式拌和的機(jī)械,它難以拌和高質(zhì)量的瀝青混凝土,所以必須采用強(qiáng)制間歇攪拌裝置和較高計(jì)量精度的瀝青計(jì)量系統(tǒng),以保證生產(chǎn)的瀝青混合料(瀝青混凝土材料)符合高等級(jí)公路的常規(guī)指標(biāo)。
  3 采用改性瀝青及其拌制的瀝青混合料
  目前,很多高等級(jí)公路養(yǎng)護(hù)中采用的普通(非改性)瀝青混合料用于坑槽及其他瀝青路面病害鏟除后的填充,但整個(gè)路面大多采用的是改性瀝青(SBR、SBS、PE等),所以使新補(bǔ)路面的強(qiáng)度明顯弱于周?chē)访?,結(jié)果往往使修補(bǔ)路面很快又出現(xiàn)損壞。所以,采用改性瀝青及其拌制的瀝青混合料用于高等級(jí)公路的養(yǎng)護(hù)工程,也是提高公路養(yǎng)護(hù)工程的壽命、保持道路正常運(yùn)行的必要條件。
  4 采用路面加熱修補(bǔ)工藝技術(shù)值得商榷
  路面加熱修補(bǔ)可以使原有路面材料再生利用,其優(yōu)點(diǎn)是不言而喻的。但目前瀝青路面綜合養(yǎng)護(hù)車(chē)采用的路面加熱機(jī)理大多為可見(jiàn)光、混合加熱(紅外與可見(jiàn)光)等。在野外環(huán)境下,加熱溫度不易掌握,而加熱基體表面溫度往往高于1000℃以上,所以加熱時(shí)路面瀝青材料易于老化。而原路面病害部分的材料本已出現(xiàn)問(wèn)題,同時(shí)再與新料混合后更難以掌握其油石配比及強(qiáng)度指標(biāo),所以經(jīng)加熱修補(bǔ)后的修補(bǔ)部分易于損壞是必然的。
  5 關(guān)于就地制作混合料問(wèn)題
  由于公路具有線(xiàn)長(zhǎng)(通車(chē)?yán)锍涕L(zhǎng))和點(diǎn)少(養(yǎng)護(hù)基地少)的特點(diǎn),故路上日常養(yǎng)護(hù)工程應(yīng)采用具有較高機(jī)動(dòng)性的多功能綜合養(yǎng)護(hù)機(jī)械來(lái)完成。但在路上所用的瀝青混合料(瀝青混凝土)如何制作才能符合要求乃是目前相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)爭(zhēng)論之一。
  目前,很多車(chē)配置了小型烘干拌和設(shè)備作為流動(dòng)基地制作混合料。這種簡(jiǎn)易型的設(shè)備對(duì)油石比的控制極難掌握,而大多采用的滾筒跌落式攪拌機(jī)無(wú)法制作高質(zhì)量的瀝青混凝土。這類(lèi)

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