趋势分析:沥青道路养护发展趋势

    佛山市威特公路养护设备有限公司向德军

    我国公路建设发展迅速,迄今全国高速公路里程已达4.1万公里,东部、南部地区已经初步形成高速公路网,成为仅次于美国的第二大高速公路拥有国,高速公路事业的飞速发展为我国政治、经济、文化的发展起到了积极的作用。

    1养护观念以及费用的发展趋势

    公路是一种商品,有一定的使用周期,这么庞大的优良资产,我们怎么把它养护好,让其发挥更大的经济效益和社会效益,也就显得更加重要。在中国1988年建成第一条高速公路时,西方国家就已经开始研究养护维修作业。

    美国科氏路面解决方案中提到,美国道路业曾通过对几十万公里不同等级道路的跟踪,发现这些道路的使用性能和寿命有一个共同的变化特征:一条质量合格的道路,在使用寿命75%的时间内性能下降了40%,这一阶段称之为预防性养护阶段。如果不及时养护,在随后12%的使用寿命时间内,性能再次下降40%,从而造成养护成本的大幅度增加,这一阶段称为矫正性养护阶段。在以上阶段进行养护机械、材料、管理等有效的投入将节省大量的养护资金。

    1987年美国启动战略性公路研究项目(SHRPStratagemhighwayResearchingPlan)。

    养护费用效益研究(MaintenanceCost-Effectiveness)

    98年完成了第一个5年的跟踪研究,取得了重要研究成果。

    在小修费用的投入对大修费用的影响方面,以英国高速公路年度支出为例,路面养护投入比例如下(million英镑):大修重建109,路面翻修103,日常小修130,表面修整93。路面养护投入比例:小修:中大修为(130+93):(103+109)=223:212。美国高速公路预算比中(%),日常小修为11.3,路面翻修为8.1,大修重建7.7,表面修整4.2。路面养护投入分配比例:小修:中大修为(11.3+4.2):(8.1+7.7)=15.5:15.8

    通过以上比较可以得出:

    随着路网的逐步形成,特别是我国7918公路网的完成以后,日常养护费用的投入会越来越大,中大修的次数将逐渐减少,日常养护工作将越来越受到重视。公路养护将会从以前的重建轻养向建养并重发展,我国将迎来公路养护的高峰。

    2目前国内公路养护现状

    2.1高速公路的养护特征

    (1)养护对象的广泛性:路面修补、清扫绿化设施维护等;

    (2)养护实施的强制性:安全、舒适、快捷的要求;

    (3)养护工程量的不可预见性:天气、意外事故等影响;

    (4)养护技术的复杂性:新型病害、新材料、新工艺;

    (5)养护的高成本性:作业设备、环境、技术材料;

    (6)养护的公益性:社会优质资产、公众关注度高。

    2.2养护体制千差万别

    总包:

    优点——能够控制费用预算;

    缺点——养护单位不注重养护时效。

    单价计量:

    优点——体现多劳多得计酬原则;

    缺点——工程量不稳定影响业主施工单位双方矛盾。

    临时合同:

    优点——短期内节约养护费用成本;

    缺点——施工单位不注重养护技术投入;时效性得不到保障;养护质量得不到保证;做不到预防性养护;业主不方便管理。

    管养一体(以买断经营权的广深高速为例):

    优点——方便管理,保证养护时效,做到预防性养护,节约中大修费用;

    缺点——一次性投入较大,养护成本较高。

    2.3养护工艺落后、安全意识淡薄

    缺乏行业技术标准与施工技术规范要求;每条路有各自不同的养护技术与管理要求,路像商品一样有等级差别,其维修服务标准应该也要有等级差别。
    2.4养护计价标准没有规范

    统一表现为单一按面积(体积)计价:

    没有考虑到影响成本因素:病害的差异性(坑洞/龟裂/车辙/翻浆)、施工的难易程度、工程量变动性、工程质保期的长短等。

    公路日常养护维修=商品市场

    商品的价值=商品的综合成本+合理产业利润

    养护单位综合投入(y)=固定成本+变动成本

    固定成本(b)=人工费+机械成本

    变动成本=原料成本=单位面积原料消耗(a)×工程量(x)

    即:y=b+ax

    现行计价标准=单价×工程量

    养护支出额(y)=养护单价(a)×实际工程量(x)

    y=ax

    业主应考虑施工单位的固定投入,以市场经济为核心建立合理价值链,建立共赢的公路养护体系。

    3日常养护技术的发展趋势

    3.1日常小修将不再依赖拌和楼

    启动拌和楼成本决定于产量的大小,如果由于日常小修所需沥青混合料而开动拌和楼,成本将很大。

    3.2移动式拌和车将逐渐消失

    早期,为了满足少量的沥青混合料(热料)的需求,出现了现场的拌和车,但是由于拌和车的拌和质量较差,无法准确的控制油石比,不能满足高速公路的需求。拌和质量直接影响了路面的质量状况,所以,越来越多的养护公司不再使用现场拌和车。

    3.3就地热再生技术应运而生

    热再生技术的优势:

    (1)修补质量好(不存在弱接缝,保质期长);

    (2)节约能源(沥青和石料可再生利用,减少了投入)。

    3.4养护技术的发展趋势

    4传统的冷补养护方法

    4.1热料冷补

    此方法是先挖出待修补路面周围的沥青混合料,把其扔掉,再把热的新沥青混合料回填至路病处,由于路病周边与加入的沥青料存在巨大的温差,所以在新旧料间就会形成一弱接缝。时间一长,若有重型卡车碾压此处时,新旧之间弱接缝就会分离。这时,此路面就不能有效地阻隔水分,水分会渗透到道路基层中,破坏基层,降低道路的使用寿命,而且新旧物料分离后,还要重新修补。公路快速发展的今天,源于150年以前的冷挖补技术逐渐退出历史舞台。

    4.2冷补料修补——只适合应急性养护

    冷补必然要被新的工艺取代

    (1)无法解决弱接缝;

    (2)无法解决弱接面;

    (3)返修率高。

    5热再生修补工艺

    热再生技术分类:

    (1)红外线热再生;

    (2)微波热再生。

    热再生工艺的关键技术要求:

    对加热墙的要求:

    (1)加热过程中无明火出现;

    (2)不能烧焦路面沥青,加热温度可控;

    (3)满足处理不同路病时的加热深度;

    (4)对改性沥青有效加热。

    对加热料仓的要求:

    (1)加热速度迅速,确保及时施工需要;

    (2)不能烧焦沥青料且能够避免夹生现象;

    (3)对所需沥青料的量进行有效的控制。

    5.1红外线热再生

    红外线加热的原理以及效果:红外线的波长很短,只有1mm,没有穿透能力,红外线加热墙首先通过辐射对路面进行加热,然后由路面将热量对深层进行热传导加热。效果:加热沥青混凝土时,其加热深度最多能够达到4公分,无法满足不同路病对加热深度的要求。而且加热路面时,表层温度高,甚至于会出现烧焦的可能。

    红外线技术的不足:

    (1)主要通过热传导方式加热沥青,热能利用率较低,仅为:30%~35%;

    大约有65%~70%的能量浪费,直观的表现为周围环境温度变高,有大量浓烟冒出;

    (2)明火燃烧,容易烧焦路面;

    (3)加热深度有限,普通沥青通常在3~4cm;对改性沥青很难达到2cm;

    (4)不能快速处理深层病害;

    (5)无法解决弱接面问题;

    (6)料仓不能做到快速加热,影响施工进度安排;

    (7)沥青料长时间保温浪费能源;

    (8)料仓加热容易导致沥青料离析。

    5.2微波热再生

    微波加热的原理以及加热效果:

    频率为2450MHz的微波,其波长为12.24厘米,其穿透能力强,极性分子在足够的电磁场空间产生轮摆运动,分子之间产生摩擦,物体本身作为发热源,从而达到加热的目的。

    (1)吸收性:微波遇到含水份的食物时,会产生热量将食物中的水份吸收;

    (2)穿透性:微波的热能会穿透玻璃、陶瓷、纸张、木器等物品;

    (3)排斥性:微波无法穿透金属。

    微波加热的优势

    (1)加热均匀;

    (2)温度可控,不烧焦沥青;

    (3)可及时提供热料,无须受制于拌和楼;

    (4)深度可控,可满足不同路病对深度的要求;

    (5)彻底解决弱接缝和弱接面的问题。

    微波设备的多重功能

    (1)首先是一台就地热再生养护设备;

    (2)其次是安全快捷的移动电源车(施工照明、动力提供);

    (3)还有一台工具车(可自行携带电镐、液压镐、水箱、电源等)。

    微波设备的安全性

    微波防泄漏处理:

    家用微波炉的标准是微波泄露密度不大于5mw/cm2。

    防止微波泄漏有几种方法:

    (1)用金属使微波无法穿透,反射回去;

    (2)用吸波材料将微波吸收;

    (3)用一定形状的反射物体,使微波改变方向。

    6养护施工的发展趋势

    (1)机械设备将逐渐取代人力。

    人工成本越来越高,并逐渐成为市场经济活动中最高的成本(如美国、欧洲国家等)。

    (2)机械一体化成为趋势。

    设备本身的配套能力要充足,单台设备可自行作业,为其辅助工作的时间、工作量要相应减少。

    (3)对施工的速度要求越来越高。

    不能长久封闭交通,须快速的处理路病。

    (4)必须要符合安全、节能、环保的要求。

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