浅析微波热再生技术在高速公路沥青路面养护中的应用

2011-12-30刁红雨

中国新技术新产品 2011年4期

关键词：红外线沥青路面微波

刁红雨

（安徽省巢湖市路桥工程有限公司，安徽巢湖 238000）

引言

随着我国高速公路建设的迅猛发展，高速公路养护特别是沥青路面预防性养护工作正逐渐受到各级高速公路管理部门的高度重视。

1 有关高速公路养护工程分类和处治对象探讨

1.1 养护工程的作业分类

按照养护工程性质、规模，交通部《公路养护工程管理办法》将公路养护工程基本分为保养、小修、中修、大修和改建。该分类方法主要偏重工程规模而忽视了工程性质，如果再综合考虑养护工程的性质、内容、时效等因素，公路养护工程作业也可以按日常养护、预防性养护和专项养护进行分类。

1.2 养护工程的处治对象

在养护工作中一般把养护处治对象统称为病害，而通常又认为病害基本上都是在通车运营以后才发生的。但随着大家对公路养护特别是高速公路养护工作的重视，工程设计、施工等前期建设所遗留问题也已引起广泛关注。综合以上相关因素，养护工程处治对象应该包括缺陷、隐患和病害三个方面。

2 微波热再生技术简介

采用热再生工艺能够提升路面修补质量,节约成本，所以热再生修补路技术逐渐推广。目前采用的比较多的是微波热再生技术和红外线热再生技术。我单位主要使用了微波热再生技术。

2.1 微波热再生技术的特点如下：

2.1.1 加热速度快。微波加热是使加热物质本身成为发热体，称之为内部加热方式。不需要热传导的过程，内外同时加热。因此能在短时间内达到加热的效果。

2.1.2 加热均匀。常规加热方法为提高加热速度，就需要升高加热温度，容易产生外焦内生现象。而微波加热时，物体各部分通常都能均匀渗透电磁波，产生热量，因此均匀性大大改善。

2.1.3 节能高效。在微波加热中，微波能只被加热物体自身吸引而生热，加热室壁和加热室内的空气及相应的容器都不会发热，所以热效率极高，生产环境也明显改善。

2.1.4 工艺先进、易于控制。微波加热只需有水，只要控制微波功率即可实现立即加热或终止。微波加热的热惯性极小，若配用微机控制，则特别适宜用于加热过程和加热工艺的自动化控制。

2.1.5 占地面积小。设备结构紧凑，养护施工现场占用道路面积较小，减少了对道路交通的干扰。

2.1.6 选择性加热。微波对不同性质的物质有不同的作用。这一点对于沥青路面的养护作业极为有利。因为水分子对微波的吸收较好，所以沥青路面中含水量高的部位，吸收微波功率多于含水量较低的部位；路面中的水比其他路面材料吸收微波的能力强，故水受热高于其他路面材料，有利于水分温度上升，促使水分蒸发，对保证沥青路面的修补质量有利。

2.1.7 改善劳动条件。微波加热设备本身不发热、不辐射热量，所以大大改善了劳动条件。

2.1.8 安全无害。微波能加热沥青混合料，不会产生有毒气体和烟雾，因此不会污染环境，微波能加热旧沥青混凝土，只要沥青混合料没有完全老化，就可以使旧沥青混合料再生。节约了沥青和砂石材料，减少了浪费。无废水、废气、废物产生，也无辐射遗留物存在，其微波泄漏也确保大大降低，是一种十分安全的高新技术。

2.2 红外线热再生技术及其局限性

红外线加热的原理是采用幅射方式加热沥青路面表层，再由表层材料把热量传导至路面下层。由于辐射会将大量能量聚集到加热物体表面，这样被加热的沥青路面表面温度将非常高，甚至能达到800℃，造成沥青路面被烧焦。部分红外线设备为避免烧焦路面,被迫采用间歇式加热方式，由于沥青路面是不良导体,即使是采用反复加热方式,最大加热深度不过4㎝。而且由于沥青路面重复加热,其老化程度增大，所以采用间歇式加热沥青路面,加大了沥青表面老化程度,无法保证施工质量。另外，红外线再生设备利用液化气燃烧发热，这对设备的防火防爆工艺也提出了很高的要求。

2.3 微波热再生技术优势

微波加热技术从原理上就与红外线加热技术等传统加热方式不同。微波工作原理是，在微波电磁场作用下，极性分子从原来的状态杂乱无章的排序状态转向依照电磁场的交变方向而排列取向的规则状态，分子之间剧烈摩擦产生热能，在这一微观过程中交变电磁场的能量转化为介质内的热能，使介质温度升高。这种加热方式无需传导介质，物体本身就是热源，通常的加热效率可以达到80%-90%，基本上没有热量上的损失。由于纯沥青中几乎没有极性分子，所以微波加热不能直接加热纯沥青，而是通过加热沥青混和料中的集料，使集料温度上升，把热量传导给沥青，从而达到加热沥青的目的。这种加热方式，在正常加热时间控制下，不会使沥青的温度超过规范要求（180℃）。

3 微波加热技术在中小型沥青路面综合养护车中的应用

随着沥青混凝土路面热再生技术的不断发展，出现了两种不同于传统热再生的加热方式即微波加热和红外加热。利用微波加热沥青混凝土路面是一种全新的热再生技术，与传统加热方式不同，微波能对材料物质有较强的穿透力，能对被照射物质产生深层加热作用。而且微波加热不需依靠热传导进行内外同时加热，能在很短的时间内穿透较深的沥青混凝土路面，能同时均匀加热。由于微波加热和红外加热可以弥补传统加热方法的一些不足，所以更适合于沥青混凝上路面的现场热再生。近年来微波加热技术在道路维修中的应用日益受到人们的重视，配备微波加热技术的中小型沥青路面综合养护车得到迅速的发展，其中威特公司已研发出产品并应用于实践，主要产品有252TA养护车、灵特142TB养护车等。

4 微波热再生技术流程

利用微波热再生养护车对所要处理的路面进行如下施工：微波加热——喷洒乳化沥青——添加加热料——摊平——压实——撒砂等一套简单而实用的施工工艺，很快就完成了一个施工作业面。在此使用中，微波加热修补技术具有加热层深、加热均匀、加热快速、被加热层稳定、使用起来灵活高效快捷等特点表现得淋漓尽致。克服了传统的修补施工工艺中的工序多、成本高、作业时间长、质量难以控制等缺陷。修补后的新、旧路面融为一个有机的统一整体，与新铺路面没有两样，大大地延长了道路的有效使用寿命，并开拓了预防性养护的新方法。