淺談舊瀝青路面再生技術(shù)及熱再生加熱方式

(山東現(xiàn)代學(xué)院 山東 濟(jì)南 250100)

淺談舊瀝青路面再生技術(shù)及熱再生加熱方式

張真真趙曉麗

(山東現(xiàn)代學(xué)院山東濟(jì)南250100)

分析了目前舊瀝青路面再生技術(shù)：冷再生技術(shù)和熱再生技術(shù)，得出熱再生技術(shù)的施工質(zhì)量更高。著重介紹了現(xiàn)場(chǎng)熱再生技術(shù)及其主要的加熱方式，得出具有發(fā)展前景的微波加熱技術(shù)更適應(yīng)與高速公路舊料再生的需求。

舊瀝青路面;再生技術(shù);現(xiàn)場(chǎng)熱再生;加熱

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)高速公路里程不斷增加，僅去年一年我國(guó)新增公路通車?yán)锍?.14萬公里，其中高速公路1.10萬公里，新改建農(nóng)村公路19萬公里。截至去年年底我國(guó)高速公路總里程達(dá)8.5萬公里。其中，高速路路面多為瀝青路面，在長(zhǎng)時(shí)間承受交通荷載及自然因素的綜合作用下，瀝青路面面層會(huì)逐漸變薄且老化，并出現(xiàn)諸如網(wǎng)裂、沉陷、車轍、擁包等多種病害，嚴(yán)重影響行車安全性和舒適性。為了節(jié)約能源、減少環(huán)境污染、合理利用路用資源、盡可能減少?gòu)U舊混合料堆放場(chǎng)地和降低路面工程造價(jià)，應(yīng)該充費(fèi)考慮廢舊瀝青路面材料的再生利用。

一、舊瀝青路面再生技術(shù)

目前，主要的廢舊路面再生主要包括冷再生和熱再生兩種方式。瀝青道路就地冷再生技術(shù)屬于道路維修、改造的范疇，主要解決瀝青路面面層和基層破損的問題。具體講，道路冷再生是指充分利用現(xiàn)有瀝青道路舊鋪層材料(面層與基層)必要時(shí)加入部分新骨料，并按比例加入一定量的添加劑(水泥、泡沫瀝青、乳化瀝青、石灰、粉煤灰等)在自然環(huán)境溫度下就地連續(xù)地完成材料的銑刨、破碎、拌和、整平及壓實(shí)成型，從而修筑出具有所需性能質(zhì)量的新底面層或新基層的作業(yè)過程。熱再生技術(shù)包括：廠拌熱再生和現(xiàn)場(chǎng)熱再生技術(shù)兩種。

就地冷再生技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)：工序簡(jiǎn)單，由于利用原有路面材料，節(jié)省了挖掘、外運(yùn)等工序；成本低，與傳統(tǒng)施工方法相比，由于舊的道路材料得以全部應(yīng)用，可以降低成本20%～46%；生產(chǎn)率高，因?yàn)樵谧匀粭l件下進(jìn)行的，除了個(gè)別嚴(yán)重的需要預(yù)處理外，其余路面不需要任何處理。但是路面冷再生也存在以下缺點(diǎn)：①混合料配比設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)還不是很成熟；② 路面冷再生的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證(QC/QA)不如集中廠拌再生可靠，舊路面的材料狀況影響再生路面的性質(zhì)；因此，對(duì)于高速公路的養(yǎng)護(hù)一般不采用就地冷再生技術(shù)進(jìn)行，主要是為了保證養(yǎng)護(hù)后的路面的施工質(zhì)量，保證行車的舒適性。

通過比較可以看出，為了更好的滿足施工質(zhì)量，熱再生技術(shù)更有優(yōu)勢(shì)，不僅能夠滿足瀝青混合料級(jí)配的要求，也能夠保證修補(bǔ)混合料與舊路面的牢固結(jié)合，更好的保證施工路面的平整度要求和設(shè)計(jì)規(guī)定的載荷承載力。

二、舊瀝青路面加熱方式

舊瀝青路面再生技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)是將舊瀝青混合料加熱軟化、銑刨、收集、拌合、攤鋪、壓實(shí)等過程。其中，將舊的瀝青路面加熱軟化主要有以下四種方式：紅外線輻射式、熱風(fēng)循環(huán)式、紅外線熱風(fēng)并用式和微波加熱。

(一)紅外線加熱方式

紅外線加熱技術(shù)與微波加熱技術(shù)是目前最常用的加熱方式。紅外線加熱通常是將液化氣和空氣按照一定的比例混合好之后在金屬纖維燒結(jié)氈表面燃燒，燃燒所產(chǎn)生的大部分熱量轉(zhuǎn)化為紅外線并加熱瀝青路面。由于紅外線能夠穿透瀝青路面，故能在短時(shí)間內(nèi)直接加熱到瀝青深層并使其軟化。軟化后的瀝青層經(jīng)過翻松、找平、壓實(shí)等工序即可修補(bǔ)完畢。

紅外加熱的功能特點(diǎn)主要有：使用液化氣為燃料，價(jià)廉易得，操作方便；利用先進(jìn)的表面燃燒技術(shù)，采用金屬纖維燒結(jié)氈作為燃燒介質(zhì)和發(fā)熱元件，使用壽命長(zhǎng)、燃燒充分、輻射效率高；產(chǎn)生的紅外線穿透力強(qiáng)，易于被瀝青混凝土吸收；可以根據(jù)實(shí)際需要選擇適當(dāng)?shù)募訜釅Γ员闾岣咦鳂I(yè)效率；可以抗五到六級(jí)的風(fēng)速影響。

(二)熱風(fēng)循環(huán)加熱方式

熱風(fēng)循環(huán)式加熱是典型的集中燃燒式加熱，是一種強(qiáng)制對(duì)流交換熱交換式加熱方式。這種加熱方式采用大功率鼓風(fēng)機(jī)將燃燒室產(chǎn)生的高熱空氣通過一定的方式噴吹到路面上，高溫空氣被強(qiáng)制快速地沖擊路面并連續(xù)與溫度較低的路面進(jìn)行熱交換，降溫的熱空氣攜帶余熱被回收并重新提升溫度、循環(huán)往復(fù)，使路面升溫軟化。

熱風(fēng)循環(huán)式加熱方式的主要功能特點(diǎn)是：容易控制路面的加熱溫度，不易使面層瀝青過熱老化；加熱區(qū)的溫度非常均勻，熱氣的循環(huán)利用，降低了燃料的消耗水平，熱效率高，節(jié)省燃料；可以根據(jù)路面加熱溫度的要求，設(shè)定燃燒值，控制范圍廣；可以通過溫度傳感器在熱風(fēng)發(fā)生裝置的出口處檢測(cè)熱風(fēng)的溫度，便于實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動(dòng)控制燃燒量。

(三)紅外線熱風(fēng)并用加熱方式

紅外線與熱風(fēng)并用加熱方式又分為圓筒形熱反射板式和扁平火焰式。

(1)圓筒形熱反射板式

利用柴油或煤油燃燒器產(chǎn)生的高溫火焰加熱熱輻射筒，反射板把自熱輻射筒外周擴(kuò)散的紅外線向路面反射、而由燃燒器產(chǎn)生的高溫氣體同時(shí)噴出，加熱路面?？赏ㄟ^改變?nèi)紵到y(tǒng)的壓力或噴嘴調(diào)節(jié)加熱能力，但其調(diào)節(jié)范圍比熱風(fēng)循環(huán)式的小。因加熱器內(nèi)部壓力高，可防止冷氣進(jìn)入，所以熱風(fēng)排出量多。

(2)扁平火焰式

扁平火焰燃燒器是將火焰噴向多孔加熱板，被火焰加熱的多孔加熱板，表面為波狀結(jié)構(gòu)，輻射效果好。利用多孔加熱板的輻射與加熱板下的熱對(duì)流加熱路面?？衫脡毫刂?、調(diào)節(jié)加熱能力，但調(diào)節(jié)范圍比熱風(fēng)循環(huán)式小，熱風(fēng)提高了加熱器內(nèi)的壓力，防止冷空氣進(jìn)入，所以熱風(fēng)的排出量多，其熱能利用率就會(huì)提高。

(四)微波加熱方式

微波加熱方式是將電能通過微波轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成微波能后，經(jīng)過一定的安全保障結(jié)構(gòu)近距離向路面輻射，使路面結(jié)構(gòu)物質(zhì)原子的電子受激振蕩而將微波能轉(zhuǎn)換成熱能的一種裝置。微波的穿透能力很強(qiáng)，能夠在很短的時(shí)間內(nèi)穿透較深的瀝青路面，它可直接使路面面層50—60mm厚的材料在立面上幾乎同時(shí)受熱。因此，它可以避免面層瀝青燒焦的問題。

微波加熱的功能特點(diǎn)：加熱速度快，微波加熱是使被加熱物體本身成為發(fā)熱體，不需要熱傳導(dǎo)的過程，內(nèi)外同時(shí)加熱，因此能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到加熱效果；加熱均勻，微波加熱能夠使物體各部位都能均勻的滲透電磁鐵，產(chǎn)生熱量，加熱均勻性得到改善；節(jié)能高效，在加熱過程中只有被加熱物體吸收微波而生熱，空氣與相應(yīng)的容積吸熱很少，因此，熱效率極高，生產(chǎn)環(huán)境也明顯改善；易于控制，微波加熱的熱慣性極小，可以配以微機(jī)進(jìn)行控制；選擇性加熱，物質(zhì)吸收微波的能力，主要由其介質(zhì)損耗因數(shù)來決定，介質(zhì)損耗因數(shù)大的物質(zhì)對(duì)微波的吸收能力就強(qiáng)，介質(zhì)損耗因數(shù)小的物質(zhì)吸收微波的能力也弱，這樣微波加熱就表現(xiàn)出選擇性加熱的特點(diǎn)。

三、結(jié)語

本文簡(jiǎn)單介紹了現(xiàn)階段舊瀝青再生混合料的再生技術(shù)與方法，并且就熱再生中的軟化瀝青的加熱方法做了簡(jiǎn)單的分析，以指導(dǎo)實(shí)際作業(yè)過程中，根據(jù)實(shí)際的作業(yè)條件選擇合適的加熱方式，來完成瀝青路面再生利用。

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[3]張輝. 瀝青路面熱再生技術(shù)研究[D]. 長(zhǎng)安大學(xué)碩士學(xué)位論文.2006.5；

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張真真，女，漢族，山東濟(jì)南，山東現(xiàn)代學(xué)院教師，機(jī)械工程；趙曉麗，女，漢族，山東濟(jì)南，山東現(xiàn)代學(xué)院教師，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。