公路沥青路面微波养护技术分析.pdf

PEOPLES TRANSPORTATION|1172023 年 第 19 期 微波加热技术概述发展现状路面微波养护技术的工作原理是通过使用微波设备进行路面的加热处理，达到规定要求后再进行修复处理。在二十世纪末，我国的工程领域专业人员才将微波加热技术应用沥青路面再生领域，但是当时研究的重点是微波加热的设备，对于其再生的原理并未深入探讨。随着我国的科学技术不断发展，公路养护设备的水平日益提升，已经应用微波加热的技术展开沥青路面的加热处理。在2009年，长安大学的研究团队进行微波加热沥青混合料的加热机研究，从工作原理、效率等方面展开深入研究，总结出科学有效的微波加热原理以及方案，同时检验各种方案优势。微波加热机理微波是频率在300300103MHz之间的高频电磁波，将其作用到物公路沥青路面微波养护技术分析 文/旷龙以微波养护技术作为研究背景，分析了微波加热技术的发展现状与微波加热机理，同时结合某沥青养护项目实例，探讨该路面破损的类型，而后从工程实验、材料选择技术工艺等方面详细的论述该技术的应用过程，分析表明微波加热技术在沥青加热时不会出现过度软化问题，施工质量显著，值得推广使用。质上，实现物体内极性分子的运动，并且在微波磁场内从原热运动状态按照微波磁场的规定重新进行排列，这样在分子之间形成的碰撞与摩擦而发出热量，进而使得物体内的温度升高，满足人们使用的需要。对于沥青混合料来说，经过微波加热后产生的热量传输到集料与矿粉中，实现材料温度的急剧升高，并且把热量逐步的传输到外部沥青裹覆层上。微波加热方式是通过介质来实现的，所以现场作业中对于环境、气候条件的要求并不高，这就使得微波养护技术的使用可以在任何时间、任何季节内进行，解决红外、热风技术的不足，促进处理效率和质量的提升。因此可以发现，应用微波加热的方式处理沥青混合料，不会发生老化的问题，其主要的原因是该方法的加热速度快、时间段，综合效率比较高。技术工艺概况某高速公路项目是当地重要交通干线，为国家建设的重点道路交通项目，为当地经济发展产生深远的影响。该项目建设总长度为140.9km，执行国家标准和公路行业规范。该路段建设完成后，投入运营的时间为4年10个月，因为该路段建设时填土高度比较高，车辆通行之后出现了不同程度的沉陷问题，路基结构损坏比较严重，所以出现了路面的纵、横裂缝的病害问题。随着我国经济持续发展，交通运行量不断的增多，超载车辆数量增多，路面出现的裂缝、坑槽、沉陷、网裂、唧浆等情况比较普遍，使得道路交通安全性受到较大的影响，给人们的日常生活也带来严重的危害，必须加强养护管理，才能保障交通安全性。118|PEOPLES TRANSPORTATION技术|Technology主要破坏类型介绍对本次高速公路工程项目进行病害检测，发现其病害问题主要是纵向裂缝、横向裂缝与坑槽。纵向裂缝是因为车辆荷载过大、路面承载能力下降而产生的，与现场施工时路基压实度不够、路基受到雨水侵蚀等存在关系。横向裂缝的形成原因比较多，比如填土不合格、路基碾压不到位、地下水侵害等等。坑槽的发生原因主要是交通荷载较大、水损害等，对道路交通影响比较大，尤其是水损害的影响。微波养护技术的应用实验本次研究选择该项目其中一部分进行，主要处理的病害问题是坑槽。1.试验设备介绍根据本次高速公路养护施工标准和要求，养护设备选择应用威特牌的CK5140TYHB型养护车，该设备进行坑槽的加热采取微波连续性的方式，加热板的加热面积为2m2，分解为2个独立区间进行加热处理。加热板周边设置有三层金属屏蔽网，并且安装限位开关，能够使得加热板的加热环节达到密封性效果，还能预防微波能的泄漏，避免能量损失。2.实验方法在本次实验的环节，选择使用5个坑槽进行修补处理，具体的工艺方案按照养护要求进行，流程参考。取出坑槽内废料，清洁坑槽坑槽底部涂乳化沥青加入新材料压实养护。现场实验数据记录在现场修补作业的过程中，对于修补完成时间、加热深度、加热温度等参数进行准确的记录从而给后续项目开展奠定基础。实验分析作业速度快微波养护设备内置多种设施，其系统集成化比较高，可以快速完成高等级项目的养护处理，工作效率高、速度快，综合效益比较明显。分析数据信息，微波设备加热15min后即可保证沥青路面温度达到140，达到修补的标准要求。通常来说，沥青路面养护施工的时间为0.5h，完成后开放交通，不会给道路通行造成过大的影响加热均匀,温度梯度小分析上表数据可以发现，在进行微波加热的处理结束后，路面表面的温度基本上可以达到150，9cm以下的深度范围内，温度也能超过70，每厘米的温差在9左右，符合加热均匀、温度梯度小的要求。解决弱接缝问题，修补性能好经过对目前研究结论分析，接缝部位上的温度超过50之后，热料与四壁粘合性能可以满足工程的要求，在分析表1的数据之后，通过微波加热的方式，将9cm深度位置上的温度加热到70以上，从而可以解决弱接缝的问题。这种方式修补后，路面平整度高、防水性好、承载性能强，还不容易发生损坏问题。环保价值较高，不会发生污染问题在加热养护中，不会产生烟尘等污染物，加热墙周边温度较低，加热后不会烧焦。使用成本低微波养护车的成本可见表2所示，发现每平米养护成本只有40元，较之冷补的方式节约50余元，成本降低比较明显，从长远利益来看，微波加热养护方式成本更低。沥青路面微波加热养护施工技术要点车辙处理经过对现场养护施工的情况展开分析，进行必要的调查，发现该高速公路段车辙病害严重，覆盖整个作业区域内，平均深度达到5mm，主要是失稳车辙病害的问题。为了处理该病害问题，通过使用微波加热联合碾压整平的处理措施。在处理过程中，先进行原路面的清理处理，然后进行病害部位加热处理，加入新料后摊铺整平，再进行碾压施工。裂缝处理对于高速公路的裂缝修补来说，比较普遍的应用方式是热灌缝与冷灌缝。经过对以往经验的研究发现，在裂缝修补的环节，如果单一使用冷灌缝的施工方式，存在的问题比较多，对于后续的施工质量提升也不能产生积极的作用。经过分析发现，主要是 PEOPLES TRANSPORTATION|1192023 年 第 19 期 因为灌缝施工材料与旧料的粘结效果比较差，无法形成整体的材料。结合本次公路病害问题，主要是纵向裂缝与横向裂缝，长度超过2m，并且是横贯裂缝的形式，但是从整体来说，主要是轻微裂缝。在该问题的处理时，选择应用微波加热+关注沥青的养护方式，具体包含下述几个环节：）清理裂缝部位。养护前进行裂缝部位以及作业范围的全面清理，确保缝隙内没有任何杂物，并应用高压气枪吹扫内部。）加热。微波加热设备对养护区域完成加热处理，并且持续加热，时间为15min左右，并且做好温度的控制。沥青混凝土摊铺把现场存在的杂物、浮散砂石全部清理掉，并且在施工前一日完成清洗作业，并检查下承层标高、平整度。在铺油之前，先进行熨平板的加热处理，并检查其拱度参数，在进行接缝部位的预热结束后，摊铺机才能开始铺筑施工。在本次工程中，摊铺机设备按照均匀、连续摊铺方式施工，确保沥青路面的平整度、密实度、厚度等符合工程要求。摊铺现场闪光红中，应用两台摊铺机同时进行，提升施工效率，保持510m左右的距离，采取梯队作业的方式，相邻施工结构搭接尺寸按照36cm设置。摊铺机连续作业的过程中，加强摊铺速度的控制，避免中途发生停顿或者速度调整的情况，以免影响路面的平整度。在送料时，通过使用螺旋桨输料器进行，材料在料斗内超过2/3高度。沥青混合料碾压摊铺工作结束后立即组织碾压施工，在该环节应按照紧跟、慢压、高频、低幅的原则进行，从外到内的顺序逐步碾压。沥青路面温度较高时，禁止任何车辆进入到现场，在温度下降到50以下时，可以开放交通。在碾压初期，混合料的温度较高，技术开展初压作业，以确保结构稳定性合格，满足承载力的标准要求。应用小吨位的压路机开展静压施工，满足初压的标准，车辆行驶速度控制在1.52km/h，以2遍为宜，不能过多。结合路面的宽度尺寸，选择合适的压路机数量，并且使用2台相同型号、吨位的压路机开展单幅二车道的碾压施工，应用3台压路机开展单幅三车道施工。在结构层的强度符合要求后，即可进行复压作业。为了确保路面的密实度性能合格，在现场施工中，应用振动压路机开展碾压处理，揉搓压实中应用轮胎压路机开展。按照项目的施工标准要求，选择应用双驱双振钢轮压路机振动压实处理，重量为12t。结合铺设施工的厚度进行碾压，达到振动压实的效果。终压环节选用双钢轮静压设备进行，速度控制在24km/h之间，碾压遍数为3遍，表面没有轮迹为合格标准。接缝施工要想全面的提升沥青路面的质量水平，在现场施工中进行接缝处理极为重要，预防因为热胀冷缩的问题而引发裂缝的情况。根据物理原理展开接缝部位的处理，延长路面的使用寿命，提高结构压实度性能。坑槽处理在本次高速公路的养护施工中，发现坑槽病害问题极为严重，面积通常没有超过2.0mX1.2m。为了快速的修复病害问题，将现场松散的材料清理掉，然后进行新材料的铺设施工。具体施工作业流程如下：）加热。将坑槽部位进行加热处理，时间通常为2025min。）微波加热工序结束后，立即开始新沥青混合料的灌入施工，同时按照摊铺、整平等方式进行施工作业，清理多余的松散材料。）碾压。根据碾压工作的基本原则，采取2遍静压+4遍振压的施工方式，压实度性能合格。）在工程项目施工结束后，修补位置上的温度和外部环境温度无特大差异的情况下，即可开放交通通行。结语 高速公路沥青路面应用微波养护技术，使用先进的施工设备，落实养护各项参数和标准，较之其他方式优势比较明显，完全可以满足道路交通的通行要求，可以将该技术推广应用，为高速公路事业发展奠定基础。（作者单位：新余市交通运输综合行政执法支队交通工程质量监督大队）