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公路养护网:大型智能化养护装备的开发与探索

作者:金德润建材     发布日期: 2020-07-09     二维码分享

高速公路养护工程分为日常养护、中修、大修和改扩建。日常养护是指不涉及病害的养护作业,如路面日常保洁、洒水降温、油污清洗、除雪、除冰等,以及桥涵疏通泄水孔、疏通涵洞、疏导河道、加润滑油等;中修、大修为规模较大、技术复杂、投资金额高的养护工程;改扩建是对原路面面层、基层、底基层(可能包括路基)整段落的翻修、铣刨重新铺筑,或对原路面进行加宽等。

目前高速公路养护呈现出劳动密集、病害种类多、工程量大、工期紧、通行压力大的特点。日常养护以小型设备为主,中修、大修多为专业设备,改扩建除铣刨机外与新建设备通用。

1、开发大型智能化养护装备的必要性及可行性

由于人口老龄化带来的劳动力短缺使劳动力成本上升,加上养护人员待遇低、劳动强度大、年轻人工作理念的变化等因素使得传统依靠人力进行养护的方式发生变化。另外,在不能中断交通的高速公路上施工具有巨大的风险,引发交通事故后会带来很大的经济损失和人员伤亡。小型化的日常养护(灌缝、补坑槽、保洁、洒水,除雪、除冰等),以及交通事故引起的护栏更换及绿化修剪等,由于施工速度慢、效率低,严重影响车辆通行。由于传统大中修常常要开挖施工,会引发严重的环保问题,因而需要研发新型的技术和机械设备代替传统的大中修技术、工艺和设备。

非开挖理念的应用需要配套深层病害检测设备和深层病害施工设备,乳化环氧沥青碎石封层等预防性养护新技术以及橡胶沥青、高模量沥青混凝土新材料的应用等也需要配套的机械来完成施工。

随着我国有13万km高速公路、500万km普通公路、150万km的城市道路,具有巨大的市场需求。同时目前有充足的资金支持,并且融资渠道在扩展,加上国家对新能源、新技术的扶持,给大型智能化养护装备在国内的发展提供了良好的环境。

2、大型智能化养护装备的开发与探索

大型智能化养护装备的特点及发展方向体现为大型化、智能化、功能集成化、功能强大化、环保化。大型智能化养护装备分为大型智能化养护施工机械、大型智能化养护检测设备两大类。大型智能化养护装备的开发可通过自行研发、合作研发和委托研发三种方式实现,可先大型后智能或先智能后大型,也可以大型、智能同步发展。

2.1 大型智能化养护施工机械的开发

功能集成方面,以日常养护作业为主,将灌缝、补坑槽、保洁、洒水、除雪、除冰、垃圾处理、护栏更换、路缘石更换、边坡边沟维修、桥梁维护维修、隧道维护维修、机电维护维修、服务区维护维修、绿化修剪等功能集成到几种机械上,由小型机械集成为大型机械,如路基路面多功能养护车、桥梁多功能养护车、隧道多功能养护车、绿化多功能养护车、服务区多功能养护车、事故处理多功能车等,也可将上述功能再集成或优化组合。以预防性养护为主,可将微表处、稀浆封层、薄层摊铺、精细抗滑层、沥青洒布、石料撒布等多功能集成为一个或几种大型机械。以大中修和改扩建为主,可集水泥混凝土、沥青混凝土、水泥稳定碎石三种搅拌施工为一体形成多功能搅拌机,或多功能摊铺机、多功能压路机,或摊铺、碾压一体机。以再生为主的,可集沥青混凝土路面、水泥路面、水稳基层等为一体形成多功能再生机械。以材料加工为主,可集改性沥青、乳化沥青、改性沥青、环氧乳化沥青等生产功能为一体形成多功能沥青生产设备。

对清扫车进行功能升级达到在一个车道上行驶可清扫3~5个车道的效果;除雪车通过功能升级一次性清理2~4个车道;铣刨机功能升级后实现平面铣刨、加宽时台阶铣刨一次完成,摊铺机功能升级后进行三层路面一次摊铺。通过上述途径实现对现有机械的功能升级。

开发与新技术、新材料、新工艺配套的养护机械,如深层病害处理机械、中分带和边坡植物修剪及处理机械、护栏更换维修机械、专业及综合的桥梁养护机械(支座更换、构件更换、铺装层维修等)、专业及综合的隧道养护机械、水泥称定碎石基层现场块碎机、沥青混凝土路面现场块碎机、混凝土结构物拆除及再利用机械、新能源和环保养护机械。

针对大修和改扩建等传统施工机械,实现提升功能、施工效率和质量,向智能化过渡,如开发养护压路机、 养护摊铺机、加宽为3.75 m(宽度可调)的铣刨机、养护列车等。通过提升传统大型施工设备性能,逐步减少或代替驾驶和配合人员。

2.2 大型智能化养护检测设备的开发

拟通过研发道路B超、结构物B超、结构物B超并与无人机配合(特殊结构桥、长大桥、超高桥检测),实现远程检测、遥控检测、快速检测及综合检测。

3、大型智能化养护装备对未来养护格局的影响

大型智能化养护装备的推广应用对未来的道路养护格局将产生深刻影响:

(1)可使道路养护由劳动密集型向技术密集型转变,提高养护的技术含量,减少人的劳动强度,增加从业人员的自毫感;

(2)可推动养护行业重新洗牌,促使超级养护施工企业和设备制造企业诞生;

(3)推动养护新理念(非开挖、长寿命、检测规划设计施工一体化)、新技术、新材料的应用;

(4)可提高养护设备制造行业的利润率,路面功能维持较高的水平,保持交通顺畅和节能、环保。

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