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摘要:高速公路的清扫保洁作业是一项重要且不可或缺的日常性工作。如何进一步加强清扫保洁机械化的力度，提高保洁效率成了适应新形式下的新课题。论述从实际工作出发，通过研发和应用中分带侧吸保洁装置，并对其使用效果进行分析评价，证实该装置的应用既能减少人工和劳动强度、提高保洁效率，也能保障高速公路的通行畅通、社会车辆及车上乘客的安全，又能确保养护人员和养护作业车辆的安全。为机械化清扫保洁提供参考。
关键词:高速公路 中分带保洁机械化保洁 侧吸保洁装置
中图分类号：U412文献标识码： A
1、推进中分带保洁机械化的需求分析
（1）关于高速公路中分带保洁的现状调查
随着我国车辆的日益增加以及部分节假日高速公路免费通行政策的实施，导致高速公路的车流量不断增加，洒落的垃圾也就为之与日俱增，诸多常见轻飘垃圾（如：纸屑、烟蒂、塑料薄膜以及植物碎叶、花瓣等）落入中分带内，严重影响路容路貌，社会反响较大。因此，高速公路中分带保洁显得尤其重要，对高速公路的整体形象起着关键性的作用。
高速公路中分带位于上下行超车道之间，过往车辆通行车速较快，平时中分带保洁工作以人工模式为主，实行封道和保洁人员步行捡拾垃圾的形式进行，劳动强度大。保洁作业时，劳动风险较大，存在安全隐患。据统计，每年保洁作业的安全事故中，中分带保洁占到90%以上。因此，中分带处的保洁是安全事故高发地，中分带保洁作业属于高危作业地段。
（2）关于高速公路中分带保洁现状中存在的问题
根据上述现状调查可以看出：第一，传统的高速公路主线封道作业以及人工作业模式的操作难度越来越大；第二，中分带内垃圾受现有扫路车作业功能限制，无法全面实现机械化清扫；第三，人工保洁模式下保洁人员密集度高，劳动强度大，现场作业安全系数低，企业消耗成本高。
（3）关于推进中分带保洁机械化的重要作用及意义
1）一改以往中分带以人工保洁为主的模式，采用机械化对高速公路进行全面的保洁，达到清扫速度快，效率高和效果好的目的，这是顺应新形势的一项改革和创新。
2）企业效益：降低人力和物力，提高作业效率，加强企业日常养护的成本控制。
3）安全效益：在高危地段作业时间越短，无保洁人员在中分带停留，其作业安全系数越高，有利于提高企业安全生产。
4）社会效益：有利于确保道路畅通，大大提高路容路貌，满足社会公众对高速公路美观及顺畅的要求。
2、中分带侧吸保洁装置的研制与应用
（1）初步设想
1）保留原有扫路车的清扫功能，并在车上加装一套辅助抽吸垃圾的装置，以便于清扫中分带死角的垃圾，从而全面实现高速公路机械化保洁。
2）辅助抽吸装置须具备吸力强度调节功能，从而吸除各种轻飘垃圾。
3）辅助抽吸垃圾的装置通过自动机械臂来控制其伸缩、升降和吸嘴角度。
4）由于高速公路中分带附属设施的多样性，辅助抽吸装置在遇到障碍物时可实现自动避开障碍物的功能。因此，要求自动伸缩臂与吸嘴可进行自由调控，并根据高速公路实际运行情况增加微调功能。
5）辅助抽吸装置须配有监控设备，并在驾驶室内配备相关的彩色显示屏，以供随车人员在驾驶室随时查看侧吸装置保洁的外部情况。该装置的具体调控也均由该随车人员进行独立操作。
(2）技术方案
1）安装位置：对FLM5163TSL扫路车进行改装，将原扫路车的水箱纵向尺寸缩小约300mm，容积由3.2m³变成2m³。由此，可节省出足够的空间安装此装置。结合我国高速公路实际情况，最终确定在扫路车驾驶室与独立水箱之间的左侧安装一套抽吸垃圾装置，该装置简称中分带侧吸保洁装置。
2）工作原理：在吸风管中前后安裝两个气缸（靠近吸嘴的第一个气缸简称“气缸1”，第二个气缸简称“气缸2”）。作业时，车辆停在靠防护栏1米之外，操作气缸2缩回，装置往外伸，气缸2到位后，经过顺序阀作用后，气缸1伸出，到位后，车辆慢慢靠近，使吸嘴置于作业区域，打开侧吸装置的风道开关（用气缸控制），操作副发油门，车辆缓慢前行，即可吸取路面的垃圾。作业结束后，车辆驶离防护栏1米外，关闭侧吸装置的风道开关，装置收回时，气缸2活塞伸出到位后，气缸1活塞缩到位。
3）避障装置：吸嘴与吸风管道之间装有回转轴承及回位弹簧，吸嘴前方遇到障碍物时，吸嘴克服弹簧力向后转动，障碍物消失时，在弹簧力作用，吸嘴回位。遇到路面高低不平时，吸嘴受到向上的力时，气缸2在外力的作用下活塞杆伸出，吸嘴受到内侧的力时，气缸1的活塞往回缩，从而保护吸嘴装置，也可随路面的起伏而变化。
4）吸风管道大部分采用φ200螺旋软管，左、右装置切换作业时，风道采用手动切换，风道与料箱相通的开关采用气动控制。
（3）制作
1）构件组成：伸缩臂/吸风管道、吸嘴、操作器、监控显示屏（详见图示）；
图一：中分带侧吸保洁装置主要组件图图二：侧吸装置简图
图三：中分带侧吸保洁装置组件图
1）第一张：加装在扫路车上的中分带侧吸保洁装置外观图
2）第二张：驾驶室内操作器
3）第三张：驾驶室内监控显示屏
（4）改进方案和相关技术参数的确定
既要有效吸除高速公路中分带常见轻飘垃圾，也要避免中分带的绿化用泥土被误吸入抽吸入垃圾箱内，该装置最大功率值和吸风管道管径值的确定起着关键性的作用。
经过外场多次实验和测试，不断调整功率和管径的大小，最终确定在中分带侧吸保洁装置的最大功率为60KW，吸风管道的管径为200mm时，基本能实现了该装置的功能价值。
（5）装置应用
经过多次的改进和完善，中分带侧吸保洁装置终于研制完成。
1）试用时间和地点：2013年8月在G15沈海高速公路（嘉金段）首次正式进行试用，清扫试验段的里程桩号为K1266.908-K1331.873，清扫路程全长64.965km。
2）操作方式：操作时，必须由两人进行，一人坐在驾驶座位专职负责驾驶扫路车，一人坐在副驾驶座位负责观察监控显示屏和控制操作器。
3）注意事项：操作时，须注意控制悬臂和吸嘴的位置，控制好距离，以便实现轻飘垃圾完全清除的效果；同时，为确保中分带保洁的质量，扫路车的车速须控制在10公里/小时。
图四：中分带作业图 图五：中分带吸嘴特写
3、效果对比分析
（1）根据试验段清扫实际情况，以进行一次的中分带保洁的劳动强度和效果为例，分别对中分带保洁中的人工、材料、机械等消耗进行比较和测算，并与试验前的传统的人工作业模式进行比较，具体效果如下：
表一 两种保洁模式效果对比表
结论：
1）工作效益：采用中分带侧吸保洁装置进行中分带保洁后，作业人数和作业天数都大大降低。以此推算，相较于人工保洁模式，平均一年可增加130次中分带保洁的次数。
2） 经济效益： 采用中分带侧吸保洁装置进行中分带保洁后，消耗的成本费用降低了58.58%,经济效益显著提升。
3）保洁效果：采用中分带侧吸保洁装置进行中分带保洁后，中分带的轻飘垃圾全部清扫干净，并且无人工清扫后遗留垃圾残屑的问题，具体保洁效果如下：
图六：采用中分带侧吸保洁装置进行机械清扫前后效果比较图
4） 安全与社会效益：采用中分带侧吸保洁装置进行中分带保洁后，不仅提高了高速公路中分带保洁效率。同时，由于作业人数的降低使单位路段作业人员的密集度降低了86%，加上作业时间的缩短，劳动风险大大降低，安全系数大为提高。此外，原本占道进行保洁的作业模式改为机械化移动作业，大大缓解了车辆拥堵的状况。符合社会对高速公路顺畅、安全、高效的要求。
4、结语
保洁是高速公路路容路貌的首要任务，也是日常养护工作的关键环节。加大机械化保洁的力度是形势所趋，也将成为市政养护的新课题。对于中分带侧吸保洁装置的研制，是机械化保洁的一项推进和进步。该装置在G15沈海高速公路（嘉金段）的应用及使用效果，可以用事实和数据表明，中分带侧吸保洁装置有利于提高中分带保洁的工作效率、工作质量和工作的安全系数，同时在降低保洁人员的劳动强度和降低企业成本方面也有着显著成效，值得推广和应用。
关键词:高速公路 中分带保洁机械化保洁 侧吸保洁装置
中图分类号：U412文献标识码： A
1、推进中分带保洁机械化的需求分析
（1）关于高速公路中分带保洁的现状调查
随着我国车辆的日益增加以及部分节假日高速公路免费通行政策的实施，导致高速公路的车流量不断增加，洒落的垃圾也就为之与日俱增，诸多常见轻飘垃圾（如：纸屑、烟蒂、塑料薄膜以及植物碎叶、花瓣等）落入中分带内，严重影响路容路貌，社会反响较大。因此，高速公路中分带保洁显得尤其重要，对高速公路的整体形象起着关键性的作用。
高速公路中分带位于上下行超车道之间，过往车辆通行车速较快，平时中分带保洁工作以人工模式为主，实行封道和保洁人员步行捡拾垃圾的形式进行，劳动强度大。保洁作业时，劳动风险较大，存在安全隐患。据统计，每年保洁作业的安全事故中，中分带保洁占到90%以上。因此，中分带处的保洁是安全事故高发地，中分带保洁作业属于高危作业地段。
（2）关于高速公路中分带保洁现状中存在的问题
根据上述现状调查可以看出：第一，传统的高速公路主线封道作业以及人工作业模式的操作难度越来越大；第二，中分带内垃圾受现有扫路车作业功能限制，无法全面实现机械化清扫；第三，人工保洁模式下保洁人员密集度高，劳动强度大，现场作业安全系数低，企业消耗成本高。
（3）关于推进中分带保洁机械化的重要作用及意义
1）一改以往中分带以人工保洁为主的模式，采用机械化对高速公路进行全面的保洁，达到清扫速度快，效率高和效果好的目的，这是顺应新形势的一项改革和创新。
2）企业效益：降低人力和物力，提高作业效率，加强企业日常养护的成本控制。
3）安全效益：在高危地段作业时间越短，无保洁人员在中分带停留，其作业安全系数越高，有利于提高企业安全生产。
4）社会效益：有利于确保道路畅通，大大提高路容路貌，满足社会公众对高速公路美观及顺畅的要求。
2、中分带侧吸保洁装置的研制与应用
（1）初步设想
1）保留原有扫路车的清扫功能，并在车上加装一套辅助抽吸垃圾的装置，以便于清扫中分带死角的垃圾，从而全面实现高速公路机械化保洁。
2）辅助抽吸装置须具备吸力强度调节功能，从而吸除各种轻飘垃圾。
3）辅助抽吸垃圾的装置通过自动机械臂来控制其伸缩、升降和吸嘴角度。
4）由于高速公路中分带附属设施的多样性，辅助抽吸装置在遇到障碍物时可实现自动避开障碍物的功能。因此，要求自动伸缩臂与吸嘴可进行自由调控，并根据高速公路实际运行情况增加微调功能。
5）辅助抽吸装置须配有监控设备，并在驾驶室内配备相关的彩色显示屏，以供随车人员在驾驶室随时查看侧吸装置保洁的外部情况。该装置的具体调控也均由该随车人员进行独立操作。
(2）技术方案
1）安装位置：对FLM5163TSL扫路车进行改装，将原扫路车的水箱纵向尺寸缩小约300mm，容积由3.2m³变成2m³。由此，可节省出足够的空间安装此装置。结合我国高速公路实际情况，最终确定在扫路车驾驶室与独立水箱之间的左侧安装一套抽吸垃圾装置，该装置简称中分带侧吸保洁装置。
2）工作原理：在吸风管中前后安裝两个气缸（靠近吸嘴的第一个气缸简称“气缸1”，第二个气缸简称“气缸2”）。作业时，车辆停在靠防护栏1米之外，操作气缸2缩回，装置往外伸，气缸2到位后，经过顺序阀作用后，气缸1伸出，到位后，车辆慢慢靠近，使吸嘴置于作业区域，打开侧吸装置的风道开关（用气缸控制），操作副发油门，车辆缓慢前行，即可吸取路面的垃圾。作业结束后，车辆驶离防护栏1米外，关闭侧吸装置的风道开关，装置收回时，气缸2活塞伸出到位后，气缸1活塞缩到位。
3）避障装置：吸嘴与吸风管道之间装有回转轴承及回位弹簧，吸嘴前方遇到障碍物时，吸嘴克服弹簧力向后转动，障碍物消失时，在弹簧力作用，吸嘴回位。遇到路面高低不平时，吸嘴受到向上的力时，气缸2在外力的作用下活塞杆伸出，吸嘴受到内侧的力时，气缸1的活塞往回缩，从而保护吸嘴装置，也可随路面的起伏而变化。
4）吸风管道大部分采用φ200螺旋软管，左、右装置切换作业时，风道采用手动切换，风道与料箱相通的开关采用气动控制。
（3）制作
1）构件组成：伸缩臂/吸风管道、吸嘴、操作器、监控显示屏（详见图示）；
图一：中分带侧吸保洁装置主要组件图图二：侧吸装置简图
图三：中分带侧吸保洁装置组件图
1）第一张：加装在扫路车上的中分带侧吸保洁装置外观图
2）第二张：驾驶室内操作器
3）第三张：驾驶室内监控显示屏
（4）改进方案和相关技术参数的确定
既要有效吸除高速公路中分带常见轻飘垃圾，也要避免中分带的绿化用泥土被误吸入抽吸入垃圾箱内，该装置最大功率值和吸风管道管径值的确定起着关键性的作用。
经过外场多次实验和测试，不断调整功率和管径的大小，最终确定在中分带侧吸保洁装置的最大功率为60KW，吸风管道的管径为200mm时，基本能实现了该装置的功能价值。
（5）装置应用
经过多次的改进和完善，中分带侧吸保洁装置终于研制完成。
1）试用时间和地点：2013年8月在G15沈海高速公路（嘉金段）首次正式进行试用，清扫试验段的里程桩号为K1266.908-K1331.873，清扫路程全长64.965km。
2）操作方式：操作时，必须由两人进行，一人坐在驾驶座位专职负责驾驶扫路车，一人坐在副驾驶座位负责观察监控显示屏和控制操作器。
3）注意事项：操作时，须注意控制悬臂和吸嘴的位置，控制好距离，以便实现轻飘垃圾完全清除的效果；同时，为确保中分带保洁的质量，扫路车的车速须控制在10公里/小时。
图四：中分带作业图 图五：中分带吸嘴特写
3、效果对比分析
（1）根据试验段清扫实际情况，以进行一次的中分带保洁的劳动强度和效果为例，分别对中分带保洁中的人工、材料、机械等消耗进行比较和测算，并与试验前的传统的人工作业模式进行比较，具体效果如下：
表一 两种保洁模式效果对比表
结论：
1）工作效益：采用中分带侧吸保洁装置进行中分带保洁后，作业人数和作业天数都大大降低。以此推算，相较于人工保洁模式，平均一年可增加130次中分带保洁的次数。
2） 经济效益： 采用中分带侧吸保洁装置进行中分带保洁后，消耗的成本费用降低了58.58%,经济效益显著提升。
3）保洁效果：采用中分带侧吸保洁装置进行中分带保洁后，中分带的轻飘垃圾全部清扫干净，并且无人工清扫后遗留垃圾残屑的问题，具体保洁效果如下：
图六：采用中分带侧吸保洁装置进行机械清扫前后效果比较图
4） 安全与社会效益：采用中分带侧吸保洁装置进行中分带保洁后，不仅提高了高速公路中分带保洁效率。同时，由于作业人数的降低使单位路段作业人员的密集度降低了86%，加上作业时间的缩短，劳动风险大大降低，安全系数大为提高。此外，原本占道进行保洁的作业模式改为机械化移动作业，大大缓解了车辆拥堵的状况。符合社会对高速公路顺畅、安全、高效的要求。
4、结语
保洁是高速公路路容路貌的首要任务，也是日常养护工作的关键环节。加大机械化保洁的力度是形势所趋，也将成为市政养护的新课题。对于中分带侧吸保洁装置的研制，是机械化保洁的一项推进和进步。该装置在G15沈海高速公路（嘉金段）的应用及使用效果，可以用事实和数据表明，中分带侧吸保洁装置有利于提高中分带保洁的工作效率、工作质量和工作的安全系数，同时在降低保洁人员的劳动强度和降低企业成本方面也有着显著成效，值得推广和应用。