瀝青路面微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)

朱永明

（九江市公路管理局彭澤分局，江西 彭澤 332700）

0 引言

瀝青路面微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)具備加熱效率快、材料滲透效果好的特點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用后，路面性能能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。分析微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)工藝流程、明確微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)重點(diǎn)，對(duì)推進(jìn)路面養(yǎng)護(hù)工程實(shí)施有重要作用。

1 微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)基本原理

微波加熱介質(zhì)可以分為極性分子介質(zhì)與非極性分子介質(zhì)兩類(lèi)。微波場(chǎng)內(nèi)存在極性分子，受電場(chǎng)影響介質(zhì)材料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生偶極子，或已經(jīng)存在的偶極子會(huì)重新排列，隨著交變電磁場(chǎng)變化而擺動(dòng)，頻率可以達(dá)到每秒幾億次。分子持續(xù)發(fā)生變化在高頻磁場(chǎng)內(nèi)重新排布，克服已經(jīng)存在的阻礙和影響，在內(nèi)部形成較大的摩擦作用。這種微觀形態(tài)的變化會(huì)將微波能量傳輸?shù)浇橘|(zhì)，宏觀表現(xiàn)就是介質(zhì)溫度升高。微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)具備以下特點(diǎn)。

1.1 即時(shí)性

微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)具備即時(shí)性，是指介質(zhì)受到微波加熱的作用時(shí)溫度就隨之升高，停止微波加熱時(shí)溫度就停止升高。

1.2 整體性

微波屬于電磁波的一種，穿透力很強(qiáng)，電磁波的頻率為915MHz 時(shí)，其波長(zhǎng)可以達(dá)到320mm，可以穿透多種物體，使物體內(nèi)、外同時(shí)獲得能量而升溫，進(jìn)入熱源狀態(tài)。微波加熱技術(shù)與常規(guī)技術(shù)相比，能節(jié)省常規(guī)加熱方式的熱傳遞時(shí)間，同時(shí)在介質(zhì)損耗因素以及溫度呈負(fù)相關(guān)的條件下，能夠使物料的內(nèi)外受熱均勻。

1.3 選擇性

微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)具備一定的選擇性，并不是所有的材料介質(zhì)均能采用微波加熱的，由于材料介質(zhì)本身存在介電特性，因此微波的吸收能力存在差異性，故而在微波加熱時(shí)能夠體現(xiàn)出選擇性加熱的特性。

1.4 高效性

常規(guī)加熱方式中，設(shè)備預(yù)熱、敷設(shè)熱損失、高溫價(jià)值損失均存在較大的損耗，而微波加熱是通過(guò)電磁波的方式直接穿透介質(zhì)，使介質(zhì)損耗而發(fā)熱，不需進(jìn)行傳導(dǎo)、也不會(huì)通過(guò)高溫介質(zhì)傳熱。發(fā)射設(shè)備表面殼體使用金屬材料，只反射電磁波，不消耗熱量，總能耗較小。同時(shí)部分微波能量會(huì)被介質(zhì)吸收，帶動(dòng)介質(zhì)溫度升高，提高利用率。

2 工程概況

該公路項(xiàng)目投入使用多年，路面病害問(wèn)題嚴(yán)重，阻礙道路通行。為處理病害，技術(shù)人員綜合分析后，確定采用微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)的方式進(jìn)行施工。項(xiàng)目開(kāi)展前，選取長(zhǎng)度為500m 的路段進(jìn)行養(yǎng)護(hù)效果試驗(yàn)。在實(shí)踐中為了提升修補(bǔ)效果，需要提前對(duì)路面的損壞狀況進(jìn)行調(diào)查，該標(biāo)段通過(guò)調(diào)查了解到，存在橫向裂縫、車(chē)轍病害以及龜裂沉陷等問(wèn)題，故而采用微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行處理。

3 瀝青路面微波加熱養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 車(chē)轍處理

該項(xiàng)目車(chē)轍病害最為嚴(yán)重，分布于整個(gè)路段，平均深度5mm。養(yǎng)護(hù)單位確定采用“微波加熱+碾壓整平”的養(yǎng)護(hù)方式進(jìn)行施工，包括以下環(huán)節(jié)：

3.1.1 路面清理

清理原路面表面，保證無(wú)雜質(zhì)、無(wú)粉塵、清潔、干燥。

3.1.2 加熱病害部位

安裝微波加熱設(shè)備，對(duì)病害部位進(jìn)行加熱處理，保證溫度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.1.3 加入新料

路表缺料時(shí)，應(yīng)加入與舊料性質(zhì)相同的瀝青混合料，且填料性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.1.4 攤鋪整平

新加入的材料應(yīng)及時(shí)攤鋪、整平。

3.1.5 碾壓

開(kāi)展碾壓作業(yè)，保證路面壓實(shí)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2 裂縫處理

該工程中存在的路面病害類(lèi)型有橫向裂縫與縱向裂縫，裂縫寬度基本上在2mm 以上，同時(shí)路面局部存在較多的龜裂情況，龜裂深度在5mm 左右。一般來(lái)說(shuō)，在裂縫處理的過(guò)程中，常規(guī)的處理方法有冷灌縫方法與熱灌縫方法，但是從整體修復(fù)效果來(lái)看，傳統(tǒng)的修補(bǔ)方法取得的效果不夠顯著，時(shí)間久了容易出現(xiàn)脫落問(wèn)題?？紤]到路面修補(bǔ)的要求，本文在排除上述兩種方法后，決定采用微波加熱方法進(jìn)行施工。微波加熱方法在使用之前，需要提前將裂縫周邊老舊材料加熱，待周邊材料軟化以后即可開(kāi)展灌注施工，灌注時(shí)將新材料直接融入施工區(qū)域中，從而提升路面的修補(bǔ)質(zhì)量。

3.2.1 清理裂縫部位

項(xiàng)目實(shí)施前把裂縫部位清理干凈，保證縫隙內(nèi)沒(méi)有任何雜物，一般采取高壓吹掃的方式進(jìn)行。

3.2.2 加熱

安裝微波加熱設(shè)備，持續(xù)加熱15min 以上。

3.2.3 灌注新瀝青

及時(shí)灌注瀝青材料。

3.2.4 開(kāi)放交通

將多余瀝青材料清理干凈，檢測(cè)指標(biāo)合格后，開(kāi)放交通。

3.3 坑槽處理

此次養(yǎng)護(hù)工程中坑槽病害數(shù)量較多，面積均在2.0m×1.2m 以?xún)?nèi)。應(yīng)將松散材料清理干凈，然后填筑新材料，具體工藝方案如下：

3.3.1 加熱

對(duì)坑槽病害部位實(shí)施加熱處理，時(shí)間為20～25min。

3.3.2 鋪設(shè)瀝青混合料

鋪設(shè)新瀝青混合料，完成攤鋪、整平后，將松散材料清理干凈。

3.3.3 碾壓

采用2 遍靜壓+4 遍振壓的方式進(jìn)行，保證壓實(shí)度合格。

3.3.4 開(kāi)放交通

檢測(cè)合格，修補(bǔ)位置和外部環(huán)境一致時(shí)，開(kāi)放交通。

4 瀝青路面微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)效果評(píng)價(jià)與分析

為檢驗(yàn)微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)施工的質(zhì)量和效果，選取滲水系數(shù)、壓實(shí)度、平整度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定路面性能是否滿足要求。

4.1 滲水系數(shù)

選取長(zhǎng)度為500m 的路段進(jìn)行滲水系數(shù)檢測(cè)，每間隔100m 設(shè)置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，總計(jì)5 個(gè)測(cè)點(diǎn)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 滲水系數(shù)檢測(cè)結(jié)果

滲水系數(shù)實(shí)測(cè)值/（mL/min）11 76 26 20 68測(cè)點(diǎn)1 2345

滲水系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值為不大于300mL/min，該路段檢測(cè)結(jié)果符合要求，表示采用微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)施工后，抗?jié)B性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.2 壓實(shí)度

選取長(zhǎng)度為500m 的路段進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)，每間隔100m 設(shè)置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，總計(jì)5 個(gè)測(cè)點(diǎn)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果

壓實(shí)度實(shí)測(cè)值（%）97.6 98.5 98.9 99.0 97.9測(cè)點(diǎn)1 2 3 4 5

壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)值為≥93%，該路段檢測(cè)結(jié)果符合要求，表示采用微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)施工后，壓實(shí)度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.3 構(gòu)造深度

選取長(zhǎng)度為500m 的路段進(jìn)行構(gòu)造深度檢測(cè)，每間隔100m 設(shè)置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，總計(jì)5 個(gè)測(cè)點(diǎn)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 構(gòu)造深度檢測(cè)結(jié)果

構(gòu)造深度實(shí)測(cè)值/mm 0.72 0.67 0.78 0.62 0.69測(cè)點(diǎn)12345

構(gòu)造深度標(biāo)準(zhǔn)值為≥0.55mm，該路段檢測(cè)結(jié)果符合要求，表示采用微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)施工后，構(gòu)造深度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.4 平整度

選取長(zhǎng)度為500m 的路段進(jìn)行平整度檢測(cè)，每間隔100m 設(shè)置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，總計(jì)5 個(gè)測(cè)點(diǎn)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 平整度檢測(cè)結(jié)果

平整度實(shí)測(cè)值/mm 2.6 1.2 1.6 1.1 2.1測(cè)點(diǎn)12345

平整度標(biāo)準(zhǔn)值為≤5.0mm，該路段檢測(cè)結(jié)果符合要求，表示采用微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)施工后，平整度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

5 施工中期質(zhì)量控制

5.1 瀝青混合料的拌和與運(yùn)輸

在瀝青路面微波加熱技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，材料的拌和以及材料的運(yùn)輸是質(zhì)量控制的關(guān)鍵。通常來(lái)說(shuō)，材料拌和時(shí)容易受到現(xiàn)場(chǎng)溫度與瀝青用量以及機(jī)械設(shè)備影響出現(xiàn)拌和質(zhì)量問(wèn)題。因此在瀝青用量控制中，需要按照設(shè)計(jì)比的標(biāo)準(zhǔn)精確控制用量，減少違規(guī)操作出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題；在溫度控制層面，材料拌和質(zhì)量控制中需要按照施工現(xiàn)場(chǎng)溫度情況調(diào)整材料拌和溫度，若溫度過(guò)高則可以適當(dāng)?shù)靥砑右恍┣逅?，若溫度太高時(shí)可以將施工時(shí)間設(shè)定在早上溫度較低的時(shí)間段開(kāi)工；并且要做好機(jī)械設(shè)備精度調(diào)整，使設(shè)備的拌和具備高效性；此外，在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，往往受到運(yùn)輸距離以及運(yùn)輸時(shí)間的影響出現(xiàn)瀝青離析問(wèn)題，因此要設(shè)置好運(yùn)輸路線，保證材料能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)。

5.2 瀝青混合料攤鋪

養(yǎng)護(hù)施工開(kāi)始前一天，將路面雜物、松散砂石清理干凈，并灑水清洗。技術(shù)人員檢測(cè)路面下承層標(biāo)高、平整度。鋪油作業(yè)前，先預(yù)熱熨平板，保證振動(dòng)板的拱度符合施工要求。對(duì)原地面結(jié)構(gòu)預(yù)熱處理，溫度達(dá)到規(guī)定的要求才能開(kāi)始鋪設(shè)施工。

現(xiàn)場(chǎng)攤鋪施工環(huán)節(jié)，攤鋪機(jī)始終保持均勻、慢速、連續(xù)性行進(jìn)，不得間斷。保證平整度、壓實(shí)度合格。如果有兩臺(tái)設(shè)備同時(shí)作業(yè)，兩臺(tái)設(shè)備應(yīng)始終保持5～10m 間距，采取梯隊(duì)鋪設(shè)施工的方法進(jìn)行，相鄰兩幅應(yīng)設(shè)置3～6cm 的搭接寬度。材料攤鋪完成以后需要安排工作人員對(duì)攤鋪的厚度檢測(cè)，保證相關(guān)的攤鋪指標(biāo)滿足后續(xù)碾壓要求。

5.3 瀝青混合料碾壓

在瀝青混合料碾壓的過(guò)程中，主要按照初壓、復(fù)壓、終壓的方式進(jìn)行。首先，在初壓環(huán)節(jié)采用的是雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行靜壓，碾壓速度為1.5～2.0km/h，一般碾壓2 遍；其次，初壓工序完畢以后進(jìn)入復(fù)壓環(huán)節(jié)，在復(fù)壓過(guò)程中采用的是膠輪壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，一般來(lái)說(shuō)，壓實(shí)的速度控制在2.0km/h 左右，操作階段不能調(diào)頭、不能剎車(chē)；最后，終壓，在該環(huán)節(jié)主要采用的是雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)操作，度控制在2～4km/h，壓實(shí)次數(shù)控制在3 遍。一般而言，在操作環(huán)節(jié)按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則進(jìn)行施工，同時(shí)由路側(cè)逐漸向著路中心方向緩慢碾壓。

5.4 接縫施工

為預(yù)防熱脹冷縮造成的路面質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)合理處理接縫，提高路面結(jié)構(gòu)耐久性，保證壓實(shí)度。橫向施工縫應(yīng)采用平接縫的施工方式，縱向接縫的施工時(shí)，應(yīng)使用兩臺(tái)機(jī)械設(shè)備采用梯隊(duì)聯(lián)合的攤鋪方式同時(shí)作業(yè)。接縫施工后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行質(zhì)量檢查，符合要求方可投入使用。

6 施工后期質(zhì)量控制

6.1 檢驗(yàn)工程質(zhì)量

施工質(zhì)量的檢測(cè)主要包括平整度、壓實(shí)度、構(gòu)造深度三項(xiàng)。每一項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)都應(yīng)做好記錄、檢測(cè)結(jié)果都應(yīng)符合規(guī)范要求，保證整體工程質(zhì)量。

6.2 彌補(bǔ)后續(xù)缺陷

路面發(fā)生松散、推移等問(wèn)題時(shí)，應(yīng)降低壓路機(jī)的啟停速度，增加碾壓遍數(shù)。如出現(xiàn)橫縫，則根據(jù)橫縫大小、深度，澆撒合適的黏層瀝青材料。路面壓實(shí)度不合格時(shí)，應(yīng)分析形成原因，制定整改措施。同時(shí)，施工后若出現(xiàn)路面局部裂縫問(wèn)題，則需要進(jìn)行小規(guī)模的修復(fù)處理，即重新開(kāi)挖裂縫位置進(jìn)行攤鋪壓實(shí)處理。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工時(shí)使用微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)有明顯優(yōu)勢(shì)，微波加熱技術(shù)能夠快速修復(fù)病害問(wèn)題，延長(zhǎng)路面的使用年限。因此，在今后工作開(kāi)展中需要加大力度對(duì)微波加熱技術(shù)進(jìn)行研究，從而在了解該技術(shù)應(yīng)用原理以及技術(shù)重點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提升路面養(yǎng)護(hù)工程的質(zhì)量。并且在微波加熱技術(shù)應(yīng)用時(shí)應(yīng)當(dāng)關(guān)注施工材料的性能、施工現(xiàn)場(chǎng)溫度，從各方面做好規(guī)范管理，以此來(lái)保證微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)的實(shí)施效果。