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瀝青路面修補中的微波加熱技術應用

來源：m.hebiwen.com.cn 發(fā)布時間：2020年07月07日

微波加熱技術是一項瀝青路面修補的新技術，本文介紹了微波加熱技術修補瀝青路面的施工步驟，以及微波加熱技術的優(yōu)點和施工時應注意的事項和局限性，出微波加熱技術的關鍵點和發(fā)展方向。

由于瀝青路面良好的路用性能，瀝青混凝土路面在公路路面中所占的比重越來越高，我國高等級公路中瀝青路面占90％以上。瀝青路面在長期的使用過程中,由于日曬雨淋和車輛長期作用的結果, 不可避免會出現(xiàn)各種各樣的損壞。諸如坑槽、擁包、網(wǎng)裂和松散為表現(xiàn)形態(tài)的各種病害。嚴重影響道路的通行效率, 且是不安全的重要因素之一如何瀝青路面修補養(yǎng)護質量，在瀝青路面出現(xiàn)病害時，采取有效的方法或手段，及時地進行修復，同時對舊瀝青混合料進行再生利用，又不使舊瀝青混合料老化而降低混合料的路用性能，是瀝青路面養(yǎng)護工作中的一項重要課題。道路管理和養(yǎng)護部門迫切需要一種瀝青路面修補養(yǎng)護工藝及其配套的機械設備來解決這些問題。瀝青路面的病害的修復方法, 一般主要有常溫修補或熱修補方法。常溫修補的方法主要是利用人工或機械方式直接挖掘破損路面, 然后添加、壓實新瀝青混合料; 而熱修補則是先對瀝青路面進行加熱,使混合料變?yōu)樗绍洜顟B(tài)再進行鏟挖。

瀝青路面修補

1 微波加熱技術簡介
利用微波能加熱和烘干瀝青料及加熱修補瀝青路面的方法, 在20世紀80年代國外一些發(fā)達就已經(jīng)開始嘗試了。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn), 微波加熱瀝青路面大深度可達125 mm, 而且不會把表面燒焦。此外,路面材料經(jīng)微波處理后瀝青料與聚焦料的結合黏性有明顯的改善。瀝青路面在修補中由于采用快速加熱, 不但可以減輕瀝青材料的老化, 而且修補后的瀝青表面抗水腐性能有所增強, 這樣就可以進一步路面的修補質量。同時, 微波加熱技術在瀝青路面修補中的使用帶來的經(jīng)濟效益也是非常可觀的。據(jù)估算, 微波加熱再生瀝青路面比傳統(tǒng)加熱方法要節(jié)省30%～40%的費用。微波加熱技術還有一些特殊的應用, 如壺形坑洞的修補、縱向路面接縫的加熱和修補、乳化瀝青的加熱拌和等。
2 微波加熱技術的特點
熱修補技術主要有紅外線加熱技術和微波加熱技術，本文主要就這兩種加熱技術進行比較。雖然目前紅外加熱技術在瀝青路面現(xiàn)場維修中到廣泛使用, 但由于采用連續(xù)輻射加熱方式, 在對瀝青路面加熱時, 一方面路面面層會被燒焦, 另一方面, 路面內層沒有達到施工溫度, 降低了路面的實際施工質量。而微波加熱則可以彌補傳統(tǒng)加熱方法的不足, 更適合于瀝青路面現(xiàn)場維修。經(jīng)過對微波加熱技術的使用與研究發(fā)現(xiàn), 微波加熱瀝青材料具有以下顯著優(yōu)點:
a)生產(chǎn)效率高。微波加熱是使加熱物體本身成為發(fā)熱物體, 不需要熱傳導過程, 特別適合短時間內對熱傳導較差的物質迅速加熱的要求。微波加熱迅速, 熱慣性小, 加熱均勻, 特別適宜有嚴格加熱規(guī)范的領域。因此, 應用微波加熱瀝青材料可顯著提高路面維修的生產(chǎn)效率, 提高路面質量.
b)控制及時。采用微波加熱, 接通電源幾分鐘即可正常運轉, 調整微波輸出功率, 物料的加熱情況立即無惰性地改變, 便于進行自動控制和連續(xù)生產(chǎn)。電磁波的穿透力均勻, 不論物體形狀如何, 都能被微波均勻穿透, 不會產(chǎn)生外層燒焦而內層未加熱的現(xiàn)象。
c)熱效率高。目前, 微波系統(tǒng)將50 Hz 的交流電轉換成材料中的熱, 效率通常在90%左右, 隨著微波管效率的提高將進一步提高微波加熱的效率。
d)微波加熱清潔衛(wèi)生, 無污染。只要滿足一定的技術規(guī)范和衛(wèi)生標準, 采用合適的防泄漏措施, 使用微波是安全的。采用微波加熱瀝青將使舊瀝青的回收效率進一步提高, 同時避免了傳統(tǒng)加熱方法對周圍空氣的污染。
e)節(jié)約了瀝青和砂石材料，減少了浪費。無廢水、廢氣、廢物產(chǎn)生，也無輻射遺留物存在，其微波泄漏也確保大大低于國家制定的安全標準，是一種十分安全無害的高新技
f)選擇性加熱。微波對不同性質的物質有不同的作用，這一點對于瀝青路面的養(yǎng)護作業(yè)為有利。因為水分子對微波的吸收較好，所以瀝青路面中含水量高的部位，吸收微波功率就多于含水量較低的部位；路面中的水比其他路面材料吸收微波的能力強，故水受熱高于其他路面材料，這有利于水分溫度上升，促使水分蒸發(fā)，這對瀝青路面修補質量有利。選擇性加熱的特點有：自動平衡吸收微波，避免瀝青混合料加熱時發(fā)生焦化。
g)改善勞動條件。微波加熱設備本身不發(fā)熱、不輻射熱量，所以大大改善了勞動條件，而且設備結構緊湊，養(yǎng)護施工現(xiàn)場占用道路面積較小，減少了對道路交通的干擾。
3 微波加熱技術應注意的事項
采用微波加熱，安全問題也成為關注的點。微波雖有很多的優(yōu)點，但它一旦泄漏，將會對操作工人造成傷害，目前一些發(fā)達都有微波養(yǎng)護作業(yè)方面應用的試驗，但因防微波泄漏技術沒有取得突破，而沒有進入實用階段。如何控制微波泄漏，是微波加熱設備設計者考慮的重要一環(huán)。廣東威特公司的瀝青路面綜合養(yǎng)護車配備的兩套微波加熱系統(tǒng)：路面加熱器采用3重屏蔽網(wǎng)，四角限位裝置，確保無微波泄漏；輔料加熱器采用雙重門關閉設計，內置金屬屏蔽條；路面加熱器和輔料加熱器都有微波檢測報警系統(tǒng)；兩種加熱器外部實測微波輻射小于3mW/cm2，低于5mW/cm2的安全規(guī)定，使用安全。
4 微波加熱技術的關鍵點
4.1微波加熱技術的局限性
微波加熱一起實用性和經(jīng)濟性在高等級公路養(yǎng)護中必定會產(chǎn)生客觀的經(jīng)濟效益和社會效益，應用前景廣闊。但微波加熱也有其局限性，表現(xiàn)在：
a)微波加熱要求的電能較大，在電能緊缺的地區(qū)受到限制。
b)由于微波對人體有傷害，在設計加熱容器時應考慮一直微波泄露問題。
c)微波加熱瀝青路面非均勻介質加熱梯度和深度控制問題需要進一步深入研究。
4.2微波加熱技術的關鍵點
微波加熱是一種新的加熱方法, 它具有加熱的即時性、整體性、選擇性和安全性的特點, 但與其他加熱方法相比, 目前對微波加熱的研究還不夠深入, 要充分發(fā)揮微波加熱的優(yōu)越性, 尚必須進行更加廣泛和深入的研究, 主要包括:
a) 進一步完善微波加熱對瀝青性能指標的影響, 并進行定量化研究。
b)一般的微波加熱是在密封的金屬容器中進行的, 沒有放射線危害和有害氣體排放, 是一種安全的加熱技術。但是應用于路面加熱修補時, 應充分研究加熱裝置的結構設計, 微波加熱方式的安全性。
c)加強微波加熱工藝以及微波加熱設備的綜合研究與開發(fā), 實現(xiàn)微波加熱的在線檢測與控制。
隨著瀝青路面建設、道路建設的迅速發(fā)展，交通量不斷增多，交通荷載不斷增大，在公路養(yǎng)護中，修復的及時性、穩(wěn)定性、耐久性、經(jīng)濟性非常重要，而微波技術在瀝青路面養(yǎng)護中的應用，給解決這個問題提供了新的技術方法和手段。

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