微波加熱技術(shù)在瀝青路面綜合養(yǎng)護(hù)車上的應(yīng)用

【摘要】介紹了微波加熱綜合養(yǎng)護(hù)車與熱輻射加熱綜合養(yǎng)護(hù)車的加熱原理及優(yōu)缺點，實際測試結(jié)果表明微波加熱具有加熱速度快、加熱均勻、加熱深度大等特點，通過計算說明使用微波加熱綜合養(yǎng)護(hù)車修補(bǔ)坑槽成本低于傳統(tǒng)熱輻射加熱綜合養(yǎng)護(hù)車，針對使用人員擔(dān)心的微波輻射問題，介紹了微波加熱綜合養(yǎng)護(hù)車在防止微波泄漏上采取的措施。

【關(guān)鍵詞】微波加熱；綜合養(yǎng)護(hù)車；公路養(yǎng)護(hù)

引言

隨著福建省高速公路通車?yán)锍痰牟粩嘣鲩L，路齡的不斷增加，我省目前僅有的11臺傳統(tǒng)輻射式加熱瀝青路面修補(bǔ)車已經(jīng)無法滿足我省高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)需求。為確保養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)任務(wù)的順利開展，保障高速公路的安全暢通，添置新型、適合我省高速公路養(yǎng)護(hù)的瀝青路面綜合養(yǎng)護(hù)設(shè)備已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。2010年8月到11月，福建省高速公路養(yǎng)護(hù)工程有限公司引進(jìn)一臺微波加熱瀝青綜合養(yǎng)護(hù)車在龍巖區(qū)域養(yǎng)護(hù)公司試用，并對相關(guān)性能指標(biāo)、成本進(jìn)行了實際測算。

1、現(xiàn)有瀝青路面修補(bǔ)車的加熱原理及優(yōu)缺點

福建省高速公路養(yǎng)護(hù)工程有限公司承擔(dān)福建省2700公里高速公路的養(yǎng)護(hù)任務(wù)。路面坑槽修補(bǔ)任務(wù)主要由11 臺早期的瀝青路面綜合養(yǎng)護(hù)車來完成。該車對瀝青路面的加熱方式為熱輻射加熱方式。加熱原理為：液態(tài)的液化氣經(jīng)過汽化后在加熱墻底部充分燃燒，熱量通過耐火磚吹到地面，間斷加熱，層層滲透。這種加熱方式實際上是一種可見光在烤路面，因為其傳導(dǎo)和對流所占比重大，輻射出的熱量小，容易使路面被烤焦或者氧化。也不利于瀝青混合料的再生利用。熱輻射加熱方式的優(yōu)點為：1、加熱墻熱儲量大，輻射溫度較高，從而保證了足夠的輻射能量。2、耐火磚工作時，溫度達(dá)到1000℃以上，表面一片赤紅，點火容易，且在工作區(qū)內(nèi)溫度比較均勻。主要不足為：1、盡管使用間歇加熱的方式，也不容易控制加熱路面的表層溫度。因為大量的可見光輻射非常集中，能量輻射波動進(jìn)行，路面溫度峰值連連，不易均衡。2、耐火磚強(qiáng)度較低、成本較高，連續(xù)高溫使用和振動后容易損壞，增加使用成本。耐火磚更換需專業(yè)人員與專業(yè)工具，維修很不方便。

2、微波加熱的原理及在瀝青路面修補(bǔ)車上的應(yīng)用

微波是一種電磁波，波長很短，頻率很高，一般在300～300000MHz，當(dāng)微波以2450 MHz頻率工作時，能帶動被加熱物體中的極性分子以相同的頻率來回擺動、摩擦，分子在彼此摩擦的過程中產(chǎn)生熱量，從而把熱量傳遞給被加熱的物體，達(dá)到加熱物體的目的。微波加熱修補(bǔ)車采用微波加熱的原理對病害的瀝青路面進(jìn)行現(xiàn)場加熱。利用微波加熱快速、均勻等特點，對瀝青混凝土進(jìn)行就地?zé)嵩偕苊饬藗鹘y(tǒng)方式的弊端，瀝青路面微波養(yǎng)護(hù)設(shè)備對病害路面發(fā)射微波，直接對瀝青路面進(jìn)行整體、無損、介質(zhì)加熱（非熱傳導(dǎo)加熱）的瀝青熱再生。

3、微波綜合養(yǎng)護(hù)車在高速公路瀝青路面修補(bǔ)中的應(yīng)用測試

為了進(jìn)一步驗證微波加熱綜合養(yǎng)護(hù)車的實際使用效果。威特公司在廈蓉高速現(xiàn)場進(jìn)行路面坑槽修補(bǔ)的測試。

3.1 測試設(shè)備介紹

測試使用的設(shè)備為威特公司生產(chǎn)的WT5164TYHB的微波加熱綜合養(yǎng)護(hù)車。該設(shè)備對坑槽的加熱方式為微波連續(xù)加熱，加熱板有效加熱面積為2M2，可分為2區(qū)獨立控制加熱。

3.2 測試數(shù)據(jù)記錄

在修補(bǔ)過程中，對修補(bǔ)完成時間、加熱深度、加熱溫度等參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的記錄，數(shù)據(jù)如表1所示。

3.3 測試數(shù)據(jù)分析

通過以上測試數(shù)據(jù)可以看出微波加熱具有以下特點：

3.3.1作業(yè)速度快。從上表1可以看出，微波設(shè)備只需約15min左右的時間就可以將深度達(dá)9CM的瀝青混合料加熱到140℃左右，滿足了修補(bǔ)的要求，并且在30min左右完成修補(bǔ)作業(yè)，修補(bǔ)工作結(jié)束后即可開放交通。

3.3.2加熱均勻，溫度梯度小。通過表1數(shù)據(jù)分析可以看出，微波加熱后，加熱表面最高溫度為150℃左右，9CM以下最低溫度為70℃左右，每厘米的溫度差只有9℃左右，這完全體現(xiàn)了微波加熱均勻、溫度梯度小的優(yōu)點。

3.3.3環(huán)保性能好，不會造成污染。從微波加熱修補(bǔ)現(xiàn)場可以看出加熱后路面顏色基本不改變，沒有刺激性氣味，環(huán)保健康。

3.3.4使用成本低。根據(jù)測算數(shù)據(jù)及實際使用數(shù)據(jù)計算，微波加熱養(yǎng)護(hù)車修補(bǔ)路面成本為200.89元/M2，而熱輻射加熱綜合養(yǎng)護(hù)車修補(bǔ)路面成本為217.43元/M2。微波加熱養(yǎng)護(hù)車修補(bǔ)路面的成本比熱輻射加熱養(yǎng)護(hù)車低了16.54元/M2。所以從長遠(yuǎn)利益上看，使用微波加熱養(yǎng)護(hù)車能為維修節(jié)省更多的資金。

4、微波加熱瀝青路面綜合養(yǎng)護(hù)車微波屏蔽采用的防護(hù)措施

近幾年來微波養(yǎng)護(hù)車已廣泛應(yīng)用于高等級瀝青路面的養(yǎng)護(hù)中，并取得良好的社會、經(jīng)濟(jì)效益。但是微波泄漏對設(shè)備使用人員造成傷害一直以來都是人們所擔(dān)心的問題。威特公司生產(chǎn)的微波養(yǎng)護(hù)車主要采取以下措施對微波進(jìn)行屏蔽，有效防止微波泄漏。

4.1柔性屏蔽網(wǎng)

屏蔽網(wǎng)是用不銹鋼環(huán)編織成的網(wǎng)帶，可以適應(yīng)各種復(fù)雜路況，取得良好的微波屏蔽效果，與其他金屬網(wǎng)孔板、金屬網(wǎng)帶、編織網(wǎng)相比抗拉、抗壓強(qiáng)度更高。

4.2扼流槽彈片

微波加熱瀝青路面綜合養(yǎng)護(hù)車的屏蔽系統(tǒng)中，除了在微波加熱裝置的四周使用柔性屏蔽鏈網(wǎng)外，還在金屬鏈網(wǎng)的內(nèi)側(cè)采用了扼流槽彈片進(jìn)行防護(hù)。扼流槽彈片具有引導(dǎo)微波反轉(zhuǎn)相位的作用，在扼流槽入口處，微波會被逆向的反射波抵消，達(dá)到微波屏蔽的目的。

4.3加熱墻四角限位開關(guān)并與微波加熱系統(tǒng)開關(guān)聯(lián)鎖

當(dāng)限位開關(guān)檢測到微波加熱墻未準(zhǔn)確進(jìn)入工作裝置或運動過程中產(chǎn)生錯誤動作導(dǎo)致微波加熱墻位置出現(xiàn)異常時，微波加熱系統(tǒng)受限位開關(guān)聯(lián)鎖設(shè)計的約束會自動斷電、停止加熱。從而保證在非正常工作狀態(tài)下也不會產(chǎn)生微波泄漏，進(jìn)一步保證了微波加熱瀝青路面綜合養(yǎng)護(hù)車的使用安全。

4.4微波泄漏自動檢測

微波養(yǎng)護(hù)車加熱墻四周配置微波泄漏檢測裝置，檢測加熱墻工作時的泄漏量的大小，如果出現(xiàn)異常，就報警或直接停機(jī)，避免異常情況下泄漏超標(biāo)。

5、結(jié)語

通過以上介紹及現(xiàn)場測試分析，可以看出微波加熱綜合養(yǎng)護(hù)車完全滿足高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)方面的要求，微波加熱與傳統(tǒng)的熱輻射加熱技術(shù)相比有很大的優(yōu)勢，所以此項技術(shù)具有較好的推廣應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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