截止2003年底,已经成为摆在监管门面前的一个严肃课题 岁末年初,我国一级公路已达2.99万公里,租赁业政策层面亮点不断闪现。 其一是,二级及以上 公路已达27.16万公里,近日,高速公路约2.97万公里。而我国公路特别 是高速公路的养护设备远远不能满足公路发展的需求,北京租赁行业协会即将配合财经委关于《融资租赁法》的第一次听证会,多数 还属空白。因此,并公开征求业内建议,筑养路机械将会有非常广阔的市场前景。目前,为融资租赁立法也是近一年来备受租赁业关注和争议的热点。 其二, 公路养护机械的科技含量亟待提高,此前(2004年12月11日),必须逐步使公路养护向机械 化、自动化、环保化和多功能化迈进。
1 机械化
公路养护机械化,商务外资司有关人士在公开场合宣布,是指公路养护作业系统中主要和辅助的生 产劳动过程,即日起租赁业对外商独资全面放开,全或分由机械性能参数相互协调的机械系统完 成,在即将修改完毕的《外商投资租赁公司审批管理办法》颁布之前,在规范的组织管理体系保证下,外商独资企业只要符合现有规定均可进行申请;也就是说,这些机械系统在指定的作业 条件下以最佳的经济技术指标,自一年前经营性租赁业务对外商独资放开之后,保证养护作业的质量和效益。
20世纪60年代初,融资性租赁业务也从即日起对外商独资放开。 以上两则消息和不久前商务启动内商独资融资租赁公司试点,我国公路处在以砂石路面为主的时 代,可并称为当前业内热点。 可以预见,可供公路养护用的机械很少,新的租赁公司将势如雨后春笋般涌现和发展,公路养护大多以人工为主。 以后,竞争的逐步加剧也必将带来新的挑战,我国开始引进、吸收国外先进的公路养护技术和养护机械。进入90年代后,“新的一年可以说是个吐故纳新的年代,特别是高 速公路的发展,落后的经营管理模式要抓紧改进,为引进先进的养护机械制造了机遇。我国现有300 多家生产筑路机械的企业,先进的租赁经验要努力学,其中有的生产公路用的施工机 械,老的公司如果不改进,有的生产各种小型公路养护机械和少量大型的公路养护机 械。总体上看,目前国产养护机械品种少、规格不全、技术水平 低,目前所用的养护机械以拖拉机或农用汽车为主,可靠性差、 效率低、寿命短,严重影响着公路养护机械化的发展。近几年来 虽然了一些新设备,但可靠性、实用性较差,技术水平低,难 以满足养护的需要。
经济发达很早就开展了公路的施工,养护管理工作 同时也跟上了的步伐。由于日常养护工作做得好,这些 高速公路虽然已经建成使用了近半个世纪,但至今仍在使用。他 们在公路养护和管理方面有较完善的质量保证体系,普遍建立了 公路养护计算机管理系统,并配备了先进的养护机械。在不断发 展养护机械的同时,注重养护施工工艺与养护材料的研究与工作。近几年来,发达更加 重视养护管理系统的,利用出的公路路况诊断检测、评 估设备等多种养护辅助系统,实现对公路状况的自动监测与数据 的采集,建立公路信息管理数据库,对公路路况实施动态管理,达 到以预防为主的养护目的。
而我国公路养护情况不容乐观,以天津、陕西、山东为例加 以陈述。在天津市,外环线作为该市的主干路,不仅要肩负天津 市的主要交通运输任务,还要时刻展现天津市的对外形象。长期 以来养护以人为主,养护机械化程度不高,存在各种各样的问题, 在应付一些突发事件上也不够灵活。养护运行机制中的公路养护 站,虽然仍在担负公路的日常养护,但在所辖路段一遇大、中修, 一般都是由社会上的民工队来完成。此种情形形成两个不利影响: 一方面造成内人员严重超编而待岗,大量养路资金严重外流,无 资金添置设备、培训机手,另一方面大批的机械设备和操作人员 被民工队用养路资金得到充实和壮大,或者将用有限的养路工程款购置的机械交由技术并不熟练 的民工操作而得不到应有的利用和管理。其结果是一支支民工队 逐渐发展壮大起来了,而公路站无任何发展,也不利于提高养护 的机械化水平。在这种情况下,天津市公路门组建了公路养护机 械化团队,抢占公路养护市场。并通过完善机械装备和提高队伍素 质,加大对机械化养护专业队的扶植力度,使之逐步走向市场,成 为“自主经营、自负盈亏、自我约束、自我发展”并具有较强竞 争能力的养护团体。
2004年6月18日,陕西公路系统机械设备和养护门负责 人会议,现场参观公路机械化养护施工,研讨加快全公路 机械化养护进程。随着公路的飞速发展,公路养护任务也越 来越重。截至2003年底,陕西全公路通达里程已达50000多公 里,而占其中大分的二级以下公路仍然采取人工养护的方式, 不仅速度慢,质量低,也不能满足繁重的公路通行要求。虽然陕 西的公路筑养机械化从上世纪90年以来取得了一定的发展,但是 对比公路基础投入,养护机械化投入严重不足,养护机械数 量少、配置低、发展规划滞后、资金短缺等都严重制约着公路养护 机械化的进一步发展。在现场,与会代表们兴致勃勃地观摩了安康 公路管理宁陕公路管理段机械化养护作业项目冷拌料修补坑 槽、喷油撒砂、处治网裂、修补水泥路面和油路面坑槽、清除路 边杂草、油路大修等。一些参会单位介绍了各自发展机械化养护的措施、经验和发展机械化养护中遇到的困难和问题。公 路提出必须理清公路养护机械化的思路,树立是发展,养 护也是发展,而且是可持续发展的思想,大力加强从业人员素质 教育和资金投入,全力提高公路养护的质量和效率。同时,明确 了养护机械化的目标,认真思考干线公路何时实现机械化, 地方公路如何实现机械化问题,把养护机械化摆到重要的议 事日程上来。
公路养护机械应依据系统、可行、对比优选、群体决策、管 理制度配套和信息充分等原则,按日常养护机械、面层养护机 械、材料储供和装载运输机械几个类型配备,把重点放在实现公 路大中修、路面病害处治和压实的机械化上,提高路面维修养护 的质量和效益,使材料运输、混合料搅拌、路基路面压实、路面 挖补和摊铺等主要工序首先实现机械化。同时,逐步提高路面清 扫、路肩清理、公路绿化和抢险救护的机械化水平。切忌贪大求 洋,避免盲目购置。在以上的分析和研究基础上,在领导的大 力支持下我们先后购进了路面大型清扫车,洒水车,修补坑槽的 养护王,针对路面裂缝比较多的情况购置的油缝机等多路现代化 的养护设备。
山东东营市河口区公路通过近几年对养护运行机制的改 革,基本实现了公路养护机械化,尤其是日常养护小型设备的 投入,例如丰田清扫车、背扶式和座式剪草机、绿篱机和巡路车 等,减少了职工的劳动强度,达到了安全、快捷、经济的目的。石狮市也尝到了甜头。据了解,石 狮公路分在推进养护机械化进程中,在不到十年时间里先后投 入300万元资金。石狮市公路养护实现机械化后,锻炼了公路养 护工使用机械的能力,减少了养护工上路作业人数,增加了安全 系数,增强了公路养护职工的竞争力,同时也为公路体制以 后的公路养护向社会化竞争做准备。
2 环保化
公路养护机械的环保化方面,除了要节能、高效、低 噪声、低污染的产品外,还有很重要的一点,就是要沥青路 面的再生利用设备,这是当前公路养护设备的当务之急。
2.1 乳化沥青稀浆封层设备
我国高速公路中90%以上的路面为沥青路面。而90年代以后 陆续建成的高速公路已进入大、中修期,按照沥青路面的设计寿 命为15-20年计算。沥青路面由于长期暴露在自然环境下,受到日 晒、风吹、雨淋和冻融的作用,同时还要承受车辆的重复载荷作 用。路面经过一段时期的使用后,会出现疲劳,路面会呈现开裂、松 散、老化和磨损等现象。如不及时进行维修处理,破损路面受地 表水的侵蚀,将使基层软弹,路面的整体强度下降,导致路面破 坏。如果沥青路面在没有破坏前就采取必要的预防性养护措施― ―乳化沥青稀浆封层将会使旧路面焕然一新,并使维修后的路面 具有防水、抗滑、耐磨等特点,是一种优良的保护层,起到了延长路面使用寿命的作用。
而稀浆封层在我国是一项新技术,正处于推广应用阶段。目 前在河南、辽宁推广的较好,其他份正在试点推广。研究结 果表明:用稀浆封层作有计划预防性养护路面的费用,比不保养使 用20年再重建的费用要低63%,比每10年加铺一次的费用要低 55%,而且路面性能要好的多。
同时,在新铺筑的粗粒式沥青混凝土路面上,为了增加路面 的防水和磨耗性能,可在该路面上加铺一层乳化沥青稀浆封层保 护层。其厚度为5mm,仅为热沥青砂厚度的一半,可以节资金, 并具有施工简便和工效高的特点。用于高速公路下封层,能有 效提高路面的防水性能;在平整压实后的砂石路面上铺筑乳化沥青 稀浆封层,可使砂石路面外观具有沥青路面的特征,提高砂石路 面的抗磨耗性能,防止扬尘、改善行车条件。
稀浆封层所使用的设备主要有沥青乳化设备和乳化沥青稀浆 封层机。沥青乳化设备是经过机械的作用,将沥青剪切成微小的 颗粒悬浮在乳化剂水溶液中,形成水包油状的乳状液。主要由5 分组成:沥青配制系统、乳化剂水溶液掺配系统、沥青乳化机、计 量控制装置和电气系统、沥青乳液储存系统。乳化沥青稀浆封层 机是将适宜级配的骨料、填料、乳化沥青和水等几种原材料,按一 定比例掺配、拌和,制成均匀的稀浆混合料,并按要求厚度摊铺 在路面上的机械。其工作过程是在封层机行走中,连续的进行配料、拌和、摊铺。主要由以下系统组成:汽车底盘、作业动力系 统、矿料给料系统、沥青供料系统、供水系统、填料供料系统、添 加剂系统、拌和系统、摊铺系统。
2.2 沥青路面再生设备
今后每年将有12%的沥青路面需要翻修,旧沥青废弃量将达 到每年220万吨之巨,沥青路面再生应该引起足够的重视。否则 我们将重蹈英国的覆辙,追悔莫及。值得庆幸的是,国内现在有 一批高瞻远瞩的专家,以其强烈的责任感对沥青路面再生进行了 大量的技术探索和尝试。
国外对沥青路面再生利用研究,最早是1915年从美国开始的。 而沥青路面再生技术真正受重视并在全世界范围内得到广泛研究 和应用却是在1973年石油危机爆发以后。八十年代末,美国再生 沥青混合料的用量几乎为全沥青混合料的一半,并且在再生剂 、再生混合料的设计、施工工艺和再生设备等方面的研究也 日趋深入。沥青路面的再生利用在美国已是常规实践,目前其重 复利用率已高达80%。西欧也十分重视这项技术,联邦德国 是最早将再生料应用于高速公路的之一,1978年,德国将全 回收的沥青路面材料都加以利用。芬兰几乎所有的城镇都组织 旧路面材料的收集和储存工作。法国现在也在高速公路和一些重 交通道路的路面修复工程中推广应用这项技术。
我国开始研究沥青混合料再生技术是在20世纪70年代,但由 于课题的不配套,尤其没有可供实际施工使用的沥青再生设备。 沥青路面再生技术的研究与推广几乎被搁置。进入21世纪,北京、 天津、上海、广东、山东、江苏、河北等市都相继引进了大型的 沥青路面再生设备。2001年,华北高速公路公司率先对京津塘高 速公路和北京市城市道路实施沥青再生养护作业,2002年浦东建 设在上海地区进行了试用;2003年在沪宁高速公路上海段大中修 工程采用了沥青路面现场热再生技术,所维修路段旧料的利用率 达到100%;2003年~2004年4月,广东冠粤路桥有限公司引进美国 ASTEC的再生设备应用于广佛高速公路14公里路段的大修工程, 取得了非常好的效果。
目前再生搅拌设备分为三种:间歇式再生设备、单滚筒式再生 设备以及双滚筒式再生设备。对于沥青再生搅拌设备,衡量其优 劣的最重要标准,除了对骨料、矿粉和沥青的计量严格要求以保证 级配和油石比的准确性之外,还要特别解决旧沥青混合料预加热 重融方法以及旧沥青混合料计量方法的问题。双滚筒式再生搅拌 设备使沥青的再生最为充分,即使是国内很多专家为之担心的连 续式搅拌设备缺乏“二次筛分”装置,也在广东交通集团立项的 沥青路面厂拌热再生技术课题中得到圆满的解决。连续式沥青搅 拌设备对成品料的级配的控制、对成品料的油石比的控制都达到 了非常满意的程度,这在广佛高速公路大修工程的成功实践中得 到了证实。
在国际上,路面翻新技术除原有的就地热再生和冷铣削重铺 再生技术外,还有在上世纪80年代末随着乳化沥青技术的发展而产生的冷再生技术。冷再生技术 又分为就地冷再生和工厂冷再生,其共同的特点是节能、环保, 深受各国公路行业的关注并具广阔发展前景。各种再生技术都配 备了高效率、大型的现代化设备,其自动化和智能化在工程机械来 说是一流的,代表产品是德国WIRTGEN的大功率现代化冷铣 刨机(铣刨宽度3.5~4.0m、切深:250~300mm、功率:1000HP以上) 和美国ASTEC的就地再生设备(配有计算机控制的再生料破碎、 筛粉、计量、粘油的比例添加、搅拌、摊铺等配套装置)。
我国沥青路面再生技术以及再生机械的研究与应用仍然相当 滞后。2004年4月12日至15日,全国筑养路机械管理经验交流会 在成都举办。会上再生沥青设备和改性沥青设备等成了大家集中 关注的热门话题。广东冠粤路桥公司介绍了再生沥青设备在广佛 高速公路大修工程中的应用。广佛高速公路大修工程项目采用了 “铣刨―厂拌热再生―重铺”技术,仅15公里的高速公路,就需 要铣刨10多万吨沥青混凝土,所以必须投入高效的沥青混凝土搅 拌设备。日本的格林安环保养路设备有限公司也介绍了利用热空 气循环再生沥青养路设备。
研制大功率高性能的乳化沥青胶体磨和各种形式的达到国际 先进水平的改性乳化沥青生产设备,以满足公路养护对各种乳化 沥青的需要。加快国内全天候坑槽冷补材料和裂缝材料的研制和 推广速度,提高我国养护材料的技术水平。
3 多功能化
我国农村公路情况特殊,其显著特点是资金来源少,道路情 况复杂,操作者专业水平不高。农村公路的这些特点决定了农村 公路养护机械不可能是大型机械,须具有“小型化、价格便宜、 多功能、操作简单”的特点,集铣刨、切割、摊铺、碾压、挖填、 装卸等功能于一身,并能基本满足农村公路的大、中、小修要求。 各地的交通门也都在选择符合这些标准的机型,并将在各地推 广开来,以满足农村公路养护任务的需要。这种趋势的出现,为 机械制造企业的新产品提出了新的思路,也为其发展壮大提 供了广阔的新市场。
山西机器制作公司出沥青路面多功能综合养护车。这种 型号为ZYL118的路面养护车的出现成功地填补了国内该设备的 空白。将加热修补、携料保温、快速压实、乳化沥青罩面等先进技 术集于一车,满足了高等级公路尤其是高速公路养护工程“快速 进入、快速作业、快速撤离”的现代化工作要求。自该成果问世 以来,设计、研制和推广单位在样机的基础上不断完善,使其技 术和应用性能不断提高。养护车与进口同类产品相比较,在产品 功能类似的情况下,制造成本和销售价格仅是后者的1/5左右。
南阳辽原筑路机械厂出ZXY-A型多功能养护机,汲取国 内外同类设备的优点,切合养护道班的实际需求,集中了公路养 护的最基本功能,实现了一机多用,机动灵活的特点。该机型主要有移动车体、二斗级配、烘干 筒、沥青罐、发电机组、水除尘系统、输料系统、气路系统、电 子称量分组成,具备集料、搅拌、沥青加温、发电、切割破碎、 夯实、沥青洒布、多种公路养护一体化,该机还可进行水泥混凝 土的搅拌,完成水泥路面的养护工作。该机使用于国道、道和 地方道路养护以及高速公路小面积坑槽的修补,小型路面养护机 具备了携石料、沥青、水、水泥于一体,可实现公路养护中现场 开槽、烘干、搅拌,依坑槽面积所需原料进行电子计量生产,减 少物料的浪费,时力。
目前在我国急需多功能养护底盘车,该底盘车在前、后、 上各位配有机械、液压、电力等动力输出接口,配有快速更换 工作装置的悬挂机构,并具有0.1km/h到80km/h的行驶能力,有 了这样的底盘就给养护工作者和中小工厂提供了养护装置的 极大方便,对实现我国公路机械化养护非常有利。
4 自动化
目前公路发达非常重视路面机械自动化和智能化,主要 表现在普遍采用激光、超声波等非接触传感技术和计算机技术, 使操作更加简单、力、舒适。不仅大型机械实现自动控制,小型 机械也实现自动化,增加随机质量自动检测控制系统,既能保证 工程的质量,又能提高施工效率。公路发达在公路管理方面建 立有计算机公路养护管理系统,研制了路况自动采集评价设备及实用先进的养护机械,公路 经常性养护及路面修复实现了机械化作业。近几年来,随着改性 乳化沥青稀浆封层机技术的不断推广和发展,公路发达稀浆 封层机正朝大型、机电液一体、连续化、智能化的方向发展。
我国近年来公路养护自动化、智能化和信息化发展很快,涌 现出诸多新的应用成果,有关方面的合作也在加强。沈阳自动化 所与鞍山森远高等级公路养护机械制造有限公司经过多次互访、 交流,于2004年7月在沈阳正式签订共建“路面机械工程装备智 能化技术研发中心”的协议。鞍山森远高等级公路养护机械制造 有限公司是国内著名的集公路养护机械、除雪机械的、生产、 销售于一体的公路养护工程机械制造民营企业,主要生产沥青路 面热再生修补机、多功能路面检测车、环保型沥青路面热修补车、 除雪撒布车、路面状况智能检测等产品。鞍山森远集团希望通过 与沈阳自动化所的合作,利用国际最新技术提高自动化、智能化 水平,进一步提升企业竞争力。
由江苏宁沪高速公路股份有限公司、南京理工大学和南京 路达基础工程新技术研究所共同研制的N-1型路面状况智能检测 车为国内公路与养护提供了智能化的高技术检测设备,是一 项重要的创新性科技成果,属国内首创,其主要技术性能已达到 国际先进水平。这台国内首辆公路智能检测车是利用安装在检测 车辆上的高速、高精度图像采集与处理设备,在测量车以正常速度行驶的同时,进行路面图像采集与存储。在获得路面全图像 后,利用他们自行研制的图像处理与分析软件,对获得的全图 像进行处理与分析,从中提取出路面破损、平整等方面的精确测 量数据。这套系统对裂缝在3mm至5mm的正确识别率达到90%以 上,甚至可以检测出1mm的裂缝,同时检测路面平整精度达到 0.1mm,车辙检测精度达到1mm,是国内第一个多功能路面质量自 动检测系统。目前世界上极少数发达拥有这样的技术。和它 们相比,我们的技术已经达到他们的水平,并且我们在车辙与平 整度检测方法等技术上都有自己的创新之处,在世界范围内拥有 知识产权。该成果是依托南京理工大学长期以来在图像处理、模 式识别、导航定位、精确测量等方面技术的明显优势的基础上研 制成功的。
2004年8月,湖北为了解决该县县河、辛店等分养护中 心挖补量大,地点分散,整个挖补过程长,工作量难以精确计算 的问题,云梦县公路段实施精细管理,创新工作举措,用数码照相机把挖补过程拍下,用电脑在每张照片上注明路段、地点、时 间、面积,制成光盘上报。并根据光盘和现场复核情况确定工作 数量和质量,以精确的计算代替过去粗糙烦琐的验收操作,使验 收变得更科学、简单,便于事后质量监控。
我国目前应促进建立以计算机为基础的公路养护管理系统, 建立包括各种公路信息在内的数据库,以便对路面现状和使用性 能作出正确的评价,预测今后公路的退化程度,从而制定正确的 养护对策和计划,这是世界各国一致的做法,我国公路也必须走 这一条路。为此必须配备自动化性能很高的公路状况诊断检测设 备,用这些设备迅速完成数据的采集工作,今后主要是一机 多能检测设备。
参考文献:
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工程机械2004.NO.12
路桥养护
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