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瀝青路面修補(bǔ)中的微波加熱技術(shù)應(yīng)用

來源：m.chaji888.com 發(fā)布時(shí)間：2020年07月07日

微波加熱技術(shù)是一項(xiàng)瀝青路面修補(bǔ)的新技術(shù)，本文介紹了微波加熱技術(shù)修補(bǔ)瀝青路面的施工步驟，以及微波加熱技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和施工時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)和局限性，出微波加熱技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)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(guó)高等級(jí)公路中瀝青路面占90％以上。瀝青路面在長(zhǎng)期的使用過程中,由于日曬雨淋和車輛長(zhǎng)期作用的結(jié)果, 不可避免會(huì)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(yán)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(bǔ)養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，在瀝青路面出現(xiàn)病害時(shí)，采取有效的方法或手段，及時(shí)地進(jìn)行修復(fù)，同時(shí)對(duì)舊瀝青混合料進(jìn)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(hù)工作中的一項(xiàng)重要課題。道路管理和養(yǎng)護(hù)部門迫切需要一種瀝青路面修補(bǔ)養(yǎng)護(hù)工藝及其配套的機(jī)械設(shè)備來解決這些問題。瀝青路面的病害的修復(fù)方法, 一般主要有常溫修補(bǔ)或熱修補(bǔ)方法。常溫修補(bǔ)的方法主要是利用人工或機(jī)械方式直接挖掘破損路面, 然后添加、壓實(shí)新瀝青混合料; 而熱修補(bǔ)則是先對(duì)瀝青路面進(jìn)行加熱,使混合料變?yōu)樗绍洜顟B(tài)再進(jìn)行鏟挖。

瀝青路面修補(bǔ)

1 微波加熱技術(shù)簡(jiǎn)介
利用微波能加熱和烘干瀝青料及加熱修補(bǔ)瀝青路面的方法, 在20世紀(jì)80年代國(guó)外一些發(fā)達(dá)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(dá)125 mm, 而且不會(huì)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(jié)合黏性有明顯的改善。瀝青路面在修補(bǔ)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(bǔ)后的瀝青表面抗水腐性能有所增強(qiáng), 這樣就可以進(jìn)一步路面的修補(bǔ)質(zhì)量。同時(shí), 微波加熱技術(shù)在瀝青路面修補(bǔ)中的使用帶來的經(jīng)濟(jì)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(fèi)用。微波加熱技術(shù)還有一些特殊的應(yīng)用, 如壺形坑洞的修補(bǔ)、縱向路面接縫的加熱和修補(bǔ)、乳化瀝青的加熱拌和等。
2 微波加熱技術(shù)的特點(diǎn)
熱修補(bǔ)技術(shù)主要有紅外線加熱技術(shù)和微波加熱技術(shù)，本文主要就這兩種加熱技術(shù)進(jìn)行比較。雖然目前紅外加熱技術(shù)在瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)維修中到廣泛使用, 但由于采用連續(xù)輻射加熱方式, 在對(duì)瀝青路面加熱時(shí), 一方面路面面層會(huì)被燒焦, 另一方面, 路面內(nèi)層沒有達(dá)到施工溫度, 降低了路面的實(shí)際施工質(zhì)量。而微波加熱則可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)加熱方法的不足, 更適合于瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)維修。經(jīng)過對(duì)微波加熱技術(shù)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(diǎn):
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(dǎo)過程, 特別適合短時(shí)間內(nèi)對(duì)熱傳導(dǎo)較差的物質(zhì)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(yán)格加熱規(guī)范的領(lǐng)域。因此, 應(yīng)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(zhì)量.
b)控制及時(shí)。采用微波加熱, 接通電源幾分鐘即可正常運(yùn)轉(zhuǎn), 調(diào)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(jìn)行自動(dòng)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(huì)產(chǎn)生外層燒焦而內(nèi)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(zhuǎn)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(jìn)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(shù)規(guī)范和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn), 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(jìn)一步提高, 同時(shí)避免了傳統(tǒng)加熱方法對(duì)周圍空氣的污染。
e)節(jié)約了瀝青和砂石材料，減少了浪費(fèi)。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(guó)家制定的安全標(biāo)準(zhǔn)，是一種十分安全無害的高新技
f)選擇性加熱。微波對(duì)不同性質(zhì)的物質(zhì)有不同的作用，這一點(diǎn)對(duì)于瀝青路面的養(yǎng)護(hù)作業(yè)為有利。因?yàn)樗肿訉?duì)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(qiáng)，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(duì)瀝青路面修補(bǔ)質(zhì)量有利。選擇性加熱的特點(diǎn)有：自動(dòng)平衡吸收微波，避免瀝青混合料加熱時(shí)發(fā)生焦化。
g)改善勞動(dòng)條件。微波加熱設(shè)備本身不發(fā)熱、不輻射熱量，所以大大改善了勞動(dòng)條件，而且設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，養(yǎng)護(hù)施工現(xiàn)場(chǎng)占用道路面積較小，減少了對(duì)道路交通的干擾。
3 微波加熱技術(shù)應(yīng)注意的事項(xiàng)
采用微波加熱，安全問題也成為關(guān)注的點(diǎn)。微波雖有很多的優(yōu)點(diǎn)，但它一旦泄漏，將會(huì)對(duì)操作工人造成傷害，目前一些發(fā)達(dá)都有微波養(yǎng)護(hù)作業(yè)方面應(yīng)用的試驗(yàn)，但因防微波泄漏技術(shù)沒有取得突破，而沒有進(jìn)入實(shí)用階段。如何控制微波泄漏，是微波加熱設(shè)備設(shè)計(jì)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(hù)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(guān)閉設(shè)計(jì)，內(nèi)置金屬屏蔽條；路面加熱器和輔料加熱器都有微波檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)；兩種加熱器外部實(shí)測(cè)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(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)
4.1微波加熱技術(shù)的局限性
微波加熱一起實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性在高等級(jí)公路養(yǎng)護(hù)中必定會(huì)產(chǎn)生客觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，應(yīng)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(duì)人體有傷害，在設(shè)計(jì)加熱容器時(shí)應(yīng)考慮一直微波泄露問題。
c)微波加熱瀝青路面非均勻介質(zhì)加熱梯度和深度控制問題需要進(jìn)一步深入研究。
4.2微波加熱技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)
微波加熱是一種新的加熱方法, 它具有加熱的即時(shí)性、整體性、選擇性和安全性的特點(diǎn), 但與其他加熱方法相比, 目前對(duì)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(jìn)行更加廣泛和深入的研究, 主要包括:
a) 進(jìn)一步完善微波加熱對(duì)瀝青性能指標(biāo)的影響, 并進(jìn)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(jìn)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(shù)。但是應(yīng)用于路面加熱修補(bǔ)時(shí), 應(yīng)充分研究加熱裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 微波加熱方式的安全性。
c)加強(qiáng)微波加熱工藝以及微波加熱設(shè)備的綜合研究與開發(fā), 實(shí)現(xiàn)微波加熱的在線檢測(cè)與控制。
隨著瀝青路面建設(shè)、道路建設(shè)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(hù)中，修復(fù)的及時(shí)性、穩(wěn)定性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性非常重要，而微波技術(shù)在瀝青路面養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用，給解決這個(gè)問題提供了新的技術(shù)方法和手段。

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