紅外線(xiàn)加熱技術(shù)在高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

李龍飛

（石家莊市公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

高速公路瀝青路面經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的通車(chē)可能產(chǎn)生一些病害，輕則影響路面的整體外觀(guān)和行車(chē)舒適度，重則引起不同程度的結(jié)構(gòu)損壞，甚至威脅行車(chē)安全。因此，有必要研究高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)方法。紅外線(xiàn)加熱是近年出現(xiàn)的一種新的路面養(yǎng)護(hù)方法，本文將對(duì)其技術(shù)原理、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與實(shí)際應(yīng)用展開(kāi)分析。

1 路面裂縫成因分析

裂縫是瀝青路面最常見(jiàn)的病害類(lèi)型，它的產(chǎn)生與很多因素有關(guān)，如路面結(jié)構(gòu)形式、工程地質(zhì)條件、基層和面層的施工質(zhì)量、混合料配合比、自然氣候條件及交通狀況等。在溫差相對(duì)較大的地區(qū)，裂縫問(wèn)題往往比較嚴(yán)重。

瀝青路面的裂縫可分為橫向裂縫與縱向裂縫兩種。以某高速公路路段為例，自其通車(chē)至今，瀝青路面出現(xiàn)了很多橫向裂縫，某些路段每間隔30m就有1條橫向裂縫，個(gè)別病害比較嚴(yán)重的路段甚至每間隔10m就有1條裂縫。在這些橫向裂縫中，有一些已經(jīng)貫穿整個(gè)面層，還有一些在面層上彎曲分布，縫寬從幾毫米到數(shù)厘米不等。雖然這些裂縫不會(huì)給正常行車(chē)造成實(shí)質(zhì)上的影響，但如果未能及時(shí)有效地處理，裂縫將進(jìn)一步擴(kuò)展，并為積水或雨水提供下滲通道，導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)一步損壞。橫向裂縫具有分布廣、寬度不同等特點(diǎn)，給養(yǎng)護(hù)工作帶來(lái)了很大困難[1]。

縱向裂縫通常出現(xiàn)在高填方路基段，其產(chǎn)生原因?yàn)樵诼坊罘绞┕ぶ?，填筑不夠均勻或填筑的密?shí)程度未能達(dá)到要求，施工完成后由于發(fā)生自然沉降，尤其是在受到雨水長(zhǎng)時(shí)間浸泡后，路基強(qiáng)度大幅下降，產(chǎn)生縱向裂縫，個(gè)別嚴(yán)重的路段甚至還會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)。這類(lèi)裂縫的長(zhǎng)度與寬度都比較大，一旦發(fā)現(xiàn)必須立即處理，否則將造成更加嚴(yán)重的損壞，影響路面的正常行駛，帶來(lái)安全隱患。

2 紅外線(xiàn)加熱技術(shù)的原理

紅外線(xiàn)加熱技術(shù)是將液化氣作為主要熱源，只需很短的時(shí)間便可加熱瀝青路面，以此對(duì)路面上的各類(lèi)病害進(jìn)行處理，包括裂縫和坑槽等，是一種先進(jìn)、便捷的養(yǎng)護(hù)方法。該技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于解決了加熱問(wèn)題，保證了養(yǎng)護(hù)效果與質(zhì)量，且操作十分簡(jiǎn)單，能極大地提高路面日常養(yǎng)護(hù)效率，縮短由于路面養(yǎng)護(hù)而封閉交通的時(shí)間。加熱裝置主要由以下幾部分構(gòu)成：①液化氣罐，用于儲(chǔ)存液化氣；②液化氣管道，用于傳輸液化氣；③開(kāi)關(guān)，用于控制液化氣傳輸；④風(fēng)門(mén)，通過(guò)控制開(kāi)閉程度增大或減小液化氣傳輸量；⑤紅外線(xiàn)發(fā)生器，是裝置的核心，用于產(chǎn)生紅外線(xiàn)；⑥點(diǎn)火槍?zhuān)糜邳c(diǎn)火。從裝置的組成可以看出其使用十分簡(jiǎn)單，普通施工人員很快即可掌握。該裝置通過(guò)燃燒液化氣，在紅外線(xiàn)發(fā)生器的作用下產(chǎn)生紅外線(xiàn)，然后對(duì)待養(yǎng)護(hù)路段的瀝青路面進(jìn)行加熱[2]。紅外線(xiàn)具有很強(qiáng)的穿透能力，只需很短的時(shí)間即可將熱量傳遞至路面結(jié)構(gòu)的深層，使溫度至少提高至80℃。具體的加熱深度受客觀(guān)因素的影響有所不同，但普遍不小于3cm。然而，在使用這項(xiàng)技術(shù)的過(guò)程中需要注意，路面溫度一般不能超出180℃，否則可能會(huì)使表面的混合料被燒焦，導(dǎo)致路面損壞，對(duì)下一步的路面養(yǎng)護(hù)及維修造成不利影響[3]。

3 紅外線(xiàn)加熱技術(shù)的應(yīng)用

3.1 在輕微裂縫處理中的應(yīng)用

輕微裂縫作為最早產(chǎn)生的一種病害，若未能及時(shí)處理，將很快發(fā)展成裂縫或網(wǎng)裂，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)損壞。然而，由于輕微裂縫寬度很小，采用灌縫的方法進(jìn)行處理時(shí)灌縫材料難以進(jìn)入，而采用涂刷瀝青的方法又無(wú)法根治這一病害，一段時(shí)間后涂刷的瀝青可能與原路面脫落，導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)失效。而采用紅外線(xiàn)加熱的方法來(lái)處理輕微裂縫具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。基于紅外線(xiàn)加熱的瀝青路面輕微裂縫處理方法，主要有以下兩種。

第一種方法是借助加熱裝置沿輕微裂縫走向進(jìn)行加熱，根據(jù)裂縫嚴(yán)重程度，確定具體的加熱時(shí)間。當(dāng)室外氣溫在15～20℃范圍內(nèi)時(shí)，一般只需要加熱1～2min；若氣溫較低，則適當(dāng)延長(zhǎng)加熱時(shí)間。加熱完成后，盡快利用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，直至輕微裂縫消除[4]。

第二種方法是先用灌縫機(jī)沿輕微裂縫走向進(jìn)行灌縫，再用加熱裝置進(jìn)行加熱，通過(guò)加熱，使灌縫材料充分進(jìn)入裂縫中，與原路面結(jié)構(gòu)之間良好結(jié)合，最后均勻鋪撒一層潔凈的粗砂或石屑，經(jīng)自然冷卻后方可通車(chē)。該方法操作十分簡(jiǎn)單，所需設(shè)備和人員都很少，且修補(bǔ)速度快，無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間封閉交通，是一種理想的輕微裂縫養(yǎng)護(hù)方法。

3.2 在普通裂縫處理中的應(yīng)用

對(duì)于瀝青路面的普通裂縫采用紅外線(xiàn)加熱的處理方法，與之前提到的輕微裂縫處理方法大體相同，但需要注意的是，在灌縫開(kāi)始前應(yīng)先對(duì)裂縫進(jìn)行清理，如使用壓縮空氣將縫隙中的灰塵和雜物吹凈，必要時(shí)還應(yīng)使用清縫機(jī)清理。清縫完成后，再采用3.1中的第二種方法施工，完成對(duì)裂縫的處理。

3.3 在網(wǎng)裂處理中的應(yīng)用

網(wǎng)裂不同于普通裂縫，其分布呈網(wǎng)狀，采用紅外線(xiàn)加熱技術(shù)處理前，應(yīng)先對(duì)網(wǎng)裂所在位置周?chē)皟?nèi)部進(jìn)行全面清掃，然后借助加熱裝置對(duì)待處理的部位加熱，同時(shí)由人工使用鐵耙對(duì)通過(guò)加熱達(dá)到松散狀態(tài)的瀝青進(jìn)行適當(dāng)拌和，并在缺料的部位添加新拌和的熱料（若不具備拌和新熱料的條件，也可使用冷料，但要在添加前使用加熱裝置對(duì)其加熱，使其溫度達(dá)到施工要求），借助推平器將添加的新料推平，最后使用壓路機(jī)進(jìn)行適當(dāng)碾壓，使其與原路面之間良好結(jié)合，形成整體。

3.4 在坑槽處理中的應(yīng)用

若坑槽的深度超過(guò)4cm，需采用分層的方法填補(bǔ)，分層厚度不超過(guò)4cm；若坑槽的深度不超過(guò)4cm，可一次性填補(bǔ)到位。操作步驟和方法為：

（1）在清理干凈的坑槽中填補(bǔ)冷料，可使用之前開(kāi)挖出的混合料，經(jīng)適當(dāng)破碎處理后裝袋儲(chǔ)存，使用時(shí)再將其運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，并填補(bǔ)到坑道內(nèi)。然后借助紅外線(xiàn)加熱裝置對(duì)冷料進(jìn)行加熱。待冷料溫度被加熱至130～150℃后，使用壓路機(jī)將其碾壓至密實(shí)狀態(tài)。對(duì)于深度超過(guò)4cm的坑槽，需采用以上方法分層施工，逐層填補(bǔ)冷料、加熱并壓實(shí)。

（2）除以上操作方法外，在條件允許的情況下，還可使用下列方法施工：借助紅外線(xiàn)加熱裝置在儲(chǔ)藏箱內(nèi)先對(duì)混合料進(jìn)行加熱，使其溫度達(dá)到填補(bǔ)施工要求的最大值，即150℃，然后采用與前文相同的方法填補(bǔ)和碾壓。但要注意，當(dāng)采用分層的方法施工時(shí)，對(duì)于最后一層，在填補(bǔ)完成后應(yīng)使用加熱裝置再加熱一次，這樣是為了使坑槽部分的新料與原路面之間實(shí)現(xiàn)熱接縫，以免出現(xiàn)冷縫對(duì)之后的路面使用造成不良影響。

3.5 在路面銑刨中的應(yīng)用

在當(dāng)前的瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工中，路面銑刨大多使用冷銑刨的方法。采用該方法完成銑刨后，路面的邊緣處會(huì)形成一個(gè)垂直面。盡管實(shí)際施工中會(huì)在接茬部位均勻涂刷黏結(jié)瀝青，但冷接縫的存在依然很難確保原路面與新鋪路面之間結(jié)合良好，進(jìn)而影響?zhàn)B護(hù)效果，后期出現(xiàn)很多問(wèn)題。對(duì)此，若在銑刨施工中使用紅外線(xiàn)加熱裝置對(duì)接縫邊緣部位適當(dāng)加熱，則可能將接縫變成熱接縫，從根本上消除過(guò)去施工中冷接縫帶來(lái)的各種問(wèn)題，從而保證最終的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量?？梢?jiàn)，對(duì)紅外線(xiàn)加熱技術(shù)的合理應(yīng)用，能為路面養(yǎng)護(hù)工作中接縫問(wèn)題的解決提供有效方法。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，紅外線(xiàn)加熱技術(shù)在高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)工作中的應(yīng)用，可以為瀝青路面輕微裂縫、普通裂縫、網(wǎng)裂及坑槽等病害的處理提供一種全新的工具和方法，并且還能從根本上解決路面銑刨存在的冷接縫問(wèn)題。但目前這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用還處于起步階段，缺乏足夠的經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的不斷實(shí)踐和總結(jié)，可以推動(dòng)其更好地應(yīng)用于高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)工作中。