瀝青路面微波養(yǎng)護技術(shù)研究綜述

焦生杰，任化杰

(1.長安大學(xué) 公路養(yǎng)護裝備國家工程實驗室，陜西 西安 710064；2.江蘇集萃道路工程技術(shù)與裝備研究所有限公司，江蘇 徐州 221004； 3.公路建設(shè)與養(yǎng)護技術(shù)材料及裝備交通運輸行業(yè)研發(fā)中心(徐工集團)，江蘇 徐州 221004)

0 引 言

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的滲透和應(yīng)用是當(dāng)代技術(shù)革命的重要特征和組成部分。微波技術(shù)向道路養(yǎng)護領(lǐng)域發(fā)展正是反映當(dāng)代技術(shù)革命這種大趨勢的典型代表，它體現(xiàn)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對傳統(tǒng)機械產(chǎn)品的滲透、改造和升級。微波技術(shù)作為一種新型的瀝青路面養(yǎng)護方法，經(jīng)過十多年深入的基礎(chǔ)理論研究和設(shè)備研發(fā)，有了長足的進步。傳統(tǒng)瀝青路面紅外加熱或熱風(fēng)加熱維修作業(yè)過程中產(chǎn)生大量有害氣體，造成環(huán)境污染；熱傳導(dǎo)方式溫度梯度大，表面易老化、焦化；傳熱速度慢，加熱時間長；全天候氣象條件，尤其是冬季氣候條件下難以進行路面養(yǎng)護……種種缺陷影響了路面的養(yǎng)護質(zhì)量。瀝青路面微波加熱技術(shù)克服了這些缺陷。本文擬對這一領(lǐng)域的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、熱點、存在問題和展望進行論述，以期為同行的研究提供參考和借鑒。

1 微波加熱的基本原理與特點

微波加熱的介質(zhì)按照電結(jié)構(gòu)可以分為極性分子介質(zhì)和非極性分子介質(zhì)。當(dāng)把極性分子介質(zhì)置于微波場中時，在電磁場的作用下，介質(zhì)材料中會形成偶極子或已有的偶極子重新排列，并隨著高頻交變電磁場以每秒高達數(shù)億次的速度擺動。分子要隨著不斷變化的高頻電場的方向重新排列，就必須克服分子原有的熱運動和分子相互作用的干擾和阻礙，產(chǎn)生激烈的摩擦，在這一微觀過程中，微波能量轉(zhuǎn)化為介質(zhì)的熱量，宏觀的表現(xiàn)就是介質(zhì)溫度升高。

微波加熱有其自身獨有的一些特點。

(1)即時性。微波在加熱介質(zhì)物料時具有即時性。只要有微波輻射，物料即刻被加熱，反之，物料就因為得不到微波能量而立即停止升溫。可以使物料在瞬間得到或失去熱量來源，表現(xiàn)出對物料加熱的無惰性。

(2)整體性。微波是一種穿透力很強的電磁波，頻率為915 MHz的電磁波的波長可達到320 mm，能夠穿透物體，使物體內(nèi)、外部幾乎同時加熱升溫，形成體熱源狀態(tài)，節(jié)省了常規(guī)加熱方式的熱傳導(dǎo)過程所需的時間，且在介質(zhì)損耗因數(shù)與溫度呈負相關(guān)的條件下，物料內(nèi)外加熱均勻一致。

(3)選擇性。并非所有介質(zhì)都能使用微波加熱，介質(zhì)吸收微波的能力主要由介質(zhì)損耗因數(shù)決定。不同的介質(zhì)由于自身介電特性的差異，對微波的吸收能力存在相當(dāng)大的差別，因此，微波加熱表現(xiàn)出選擇性加熱的特點。

(4)高效性。在常規(guī)加熱中，設(shè)備預(yù)熱、輻射熱損失和高溫介質(zhì)熱損失在總能耗中占據(jù)了相當(dāng)大的比例。由于微波加熱是電磁能量以波的形式滲透到介質(zhì)內(nèi)部，使介質(zhì)損耗而發(fā)熱，不需要經(jīng)過傳導(dǎo)，并且不需要高溫介質(zhì)來傳熱。設(shè)備殼體的金屬材料是微波反射型材料，只能反射而不能吸收微波，因此，設(shè)備的熱損失僅占總能耗的極少部分。絕大部分的微波能量最終被介質(zhì)吸收，并轉(zhuǎn)化為溫度升高所需的熱量，表現(xiàn)出微波能量利用的高效性。

2 微波應(yīng)用器與頻率的選用

駐波場式應(yīng)用器，又稱為諧振腔式應(yīng)用器，是一種應(yīng)用最廣泛的應(yīng)用器形式。這類應(yīng)用器實際上就是一個尺寸特定的空心金屬箱，輸入微波在箱內(nèi)壁間多次反射疊加后形成駐波場，微波經(jīng)箱壁反射通過介質(zhì)而被介質(zhì)吸收，場強幅度降低，經(jīng)多次反射后被介質(zhì)耗盡。駐波場式應(yīng)用器最明顯的特點就是具有諧振性(或稱頻率選擇性)，即只在某些特定頻率上，才能在其中建立很強的駐波場。這些特定的頻率稱為諧振頻率，它與箱體形狀、尺寸以及其中的物料形狀、尺寸和介電常數(shù)等因素有關(guān)。一個棱長分別為a、b、d的矩形箱，空載時的諧振頻率為

(1)

式中：c為光速；m、n、p為正整數(shù)，分別代表沿3條棱邊(對應(yīng)棱長為a、b、d)微波場的變化次數(shù)，其中一個可以為0。

駐波場式應(yīng)用器的效率由箱體是否和傳輸線匹配決定，匹配就意味著能量全部被物料吸收；不完全匹配時，部分能量就會反射回微波發(fā)生器，造成效率低下，甚至產(chǎn)生打火。

駐波場式應(yīng)用器依據(jù)腔體內(nèi)微波模式的多寡，可以分為單模腔應(yīng)用器和多模腔應(yīng)用器。單模腔應(yīng)用器需要在一個很窄的頻帶內(nèi)才能維持較高的工作效率，且體積小，缺乏多模腔應(yīng)用器或行波場式應(yīng)用器的靈活性，故在工業(yè)生產(chǎn)中很少應(yīng)用。多模腔應(yīng)用器既可以以一個多模腔為基礎(chǔ)，做成適宜于批量處理產(chǎn)品的家用或工業(yè)用微波爐，又可以由若干個多模腔組成能連續(xù)處理物料的隧道式微波能加熱設(shè)備，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。

輻射場式應(yīng)用器以被加熱的對象為目標，將微波能量向空間輻射。由于輻射式微波應(yīng)用器將微波能量全部投放空間，微波能量很難被加熱對象全部吸收，常常散射、殘留于空間，非但浪費能量，而且有可能造成微波泄露，因此工業(yè)領(lǐng)域一般不采用輻射場式應(yīng)用器。在設(shè)計和使用這類應(yīng)用器時，應(yīng)盡量注意使輻射的微波波束集中于被照射的對象，并采取必要的防護措施。此外，利用匯聚式輻射器可將微波能量聚焦到一個很小的區(qū)域內(nèi)，從而得到強場高溫，可以用來破碎巖石或混凝土。

選擇什么結(jié)構(gòu)形式的微波應(yīng)用器，主要取決于被加工物料的形狀、結(jié)構(gòu)、介質(zhì)特性、數(shù)量和生產(chǎn)流程，同時也要考慮到被加工物料的物理特性及加工要求等因素。例如，薄片狀物體應(yīng)選用行波場式應(yīng)用器，塊狀材料適合采用諧振腔式應(yīng)用器，對于生產(chǎn)量大的塊狀、顆粒狀且需要連續(xù)加熱的物料，則應(yīng)選用由幾個多模腔串聯(lián)組成的隧道式應(yīng)用器，從而得到均勻的加熱處理。輻射場式應(yīng)用器除廣泛地應(yīng)用于各種理療和熱療之外，也可用于對大面積物料的照射，或匯聚微波能量，對巖石和混凝土等物質(zhì)進行破壞。

目前全球開放的微波ISM頻段在各國的規(guī)定并不統(tǒng)一，普遍采用的有433.92(±0.2%)MHz、915(±13)MHz、2 450(±50)MHz、5 800(±75)MHz、24 125(±125)MHz，俄羅斯和東歐國家采用2 375(±50)MHz。微波頻率與功率的選擇可根據(jù)被加熱材料的形狀、材質(zhì)、含水率而定。提高微波頻率可以提高單位時間、單位體積內(nèi)產(chǎn)生的熱量以及在相同熱容量和散熱條件下的溫升；在相同的場強下，采用頻率5.8 GHz的單位體積內(nèi)吸收的微波功率要比2.45 GHz高2.37倍。目前國際上微波加熱領(lǐng)域普遍使用的頻率是915 MHz和2.45 GHz兩個頻段。915 MHz頻率微波的加熱特點是輸出功率大、效率高、穿透深度大，但其微波發(fā)射源及電源的使用、維護成本較高，主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域；2.45 GHz頻率微波以往被廣泛應(yīng)用于家用領(lǐng)域，其加熱效果適中，維護成本低，目前也得到了工業(yè)領(lǐng)域的認可，被越來越多的工業(yè)微波設(shè)備采用。5.8 GHz頻率的微波是微波能應(yīng)用領(lǐng)域的新貴，目前多用于通信和測量；德國利恒熱工有限公司的2.45/5.8 GHz雙頻微波燒結(jié)爐，是其在加熱領(lǐng)域的一個應(yīng)用例子。

3 微波加熱瀝青混凝土電磁熱模型

在建立微波加熱瀝青混凝土熱電耦合模型時，選取瀝青混凝土介電常數(shù)和比熱容作為溫變參數(shù)，而認為其余屬性參數(shù)是不變的常量。

假設(shè)微波沿通常的z傳播方向進入瀝青混凝土，則可建立一個單位時間和單位體積內(nèi)的一維熱傳導(dǎo)方程，即

(2)

式中：ρ為密度；Cp為比熱容；T為溫度；t為時間；keff為熱傳導(dǎo)系數(shù)；P*為吸收功率。

建立二維非線性熱電耦合模型，即二維熱傳導(dǎo)方程式。

(3)

針對微波透射瀝青混凝土路面時的一個加熱單元，研究微波對單元瀝青混凝土進行加熱時的電磁場和溫度場值的分布情況。只要所取的微單元足夠小，就可以認為從喇叭口面上的點向微單元透射的微波是平面波，得出三維熱傳導(dǎo)方程。

(4)

式中：ρ為密度；Cp為比熱容；θ為溫度；t為時間；k為熱傳導(dǎo)系數(shù)；Pd為吸收功率。

4 用于加熱瀝青混合料和除冰相關(guān)材料的介電常數(shù)

根據(jù)微波加熱理論，任何一種物質(zhì)在微波電磁場作用下，物料中單位體積內(nèi)的功率耗散(即損耗于物料中的功率密度)都可以根據(jù)式(5)計算出來。

(5)

瀝青的介電常數(shù)ε′只有2.5～2.8，衰耗角正切tanδ也僅為0.001，因此瀝青自身并不能吸收微波產(chǎn)生的熱量，微波對瀝青沒有加熱效果。微波對瀝青混合料的加熱實質(zhì)上是對瀝青混合料中骨料的加熱，骨料在溫度上升后通過熱傳導(dǎo)的方式對瀝青進行加熱，從而達到整體加熱瀝青混合料的目的。這種加熱方式不僅可以避免瀝青由于被過度加熱而導(dǎo)致老化和加熱不均，還可以有效避免由于瀝青組分揮發(fā)而造成的環(huán)境污染問題。瀝青及瀝青混合料的電介質(zhì)特性見表1。

表1 瀝青及瀝青混合料的介電特性

5 瀝青路面微波養(yǎng)護技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

5.1 國外研究現(xiàn)狀

1973年秋季，Bosisio等采用微波加熱技術(shù)修補了加拿大蒙特利爾和魁北克城之間的高速公路20 km處的路面裂縫，取得了滿意的成果。

美國的Howard K.Long 在1986年設(shè)計了微波除冰車及其除冰裝置。1987年，在美國聯(lián)邦公路局實施的公路戰(zhàn)略研究計劃項目(SHRP)中，密歇根理工大學(xué)的Jack Monson在道路除冰項目中提出微波除冰車的設(shè)計方案，但是因為最關(guān)鍵的除冰速度太低的緣故，項目未能實施。

Al-Ohaly等在1988年研究了微波加熱對瀝青混合料性能的影響，通過試驗發(fā)現(xiàn)，用微波處理瀝青混合料能改善瀝青與聚集料間的黏附力，并提高其抗水腐性能，這樣可保證路面修補的質(zhì)量。1989年，Osborne和Hutcheson提出在瀝青混合料中添加微波吸收性能較好的材料以改進其組分，使得在使用微波修補路面病害時可以更好地恢復(fù)和改善路用性能。工業(yè)專用大功率磁控管結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護困難、成本昂貴，需要完善的保護裝置才能工作，因而沒有得到推廣應(yīng)用。

2005年，美國明尼蘇達大學(xué)的Hopstock提出了將鐵燧巖礦石作為瀝青路面的面層材料，以提高路面表層的微波吸收能力，加速貼近路面的冰層融化，提高微波除冰的速度。美國明尼蘇達州的NRRI組織也因此將研究方向轉(zhuǎn)為研究吸收微波能力更強的路面材料，并計劃修筑“微波路”，用于路面快速微波修補和除冰。之后，國外的研究相對很少。

5.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

2003年，北方交通大學(xué)的徐宇工等采用家用微波爐(Pout=800 W，f=2.45 GHz)進行了微波除冰室內(nèi)模擬試驗，結(jié)果證實了微波能夠透過冰層加熱路面，使接觸路面的冰層首先融化，從而驗證了微波加熱技術(shù)可以用于清除道路冰雪。但其試驗過于簡單，且采用的是家用微波爐，屬駐波場諧振腔式微波加熱器，而在道路除冰時只能使用輻射場式微波加熱器，兩者之間差別較大，試驗得出需要30 s加熱時間的結(jié)論和實際相差較大。

從2004年開始,原美的集團下屬子公司佛山市威特公路養(yǎng)護設(shè)備有限公司進入公路養(yǎng)護工程機械行業(yè)，聯(lián)合長安大學(xué)和電子科技大學(xué)，對微波加熱瀝青混合料的特性及其影響因素進行了系統(tǒng)研究，對比了不同加熱方式對瀝青混合料路用性能的影響，為瀝青路面微波養(yǎng)護工藝的設(shè)計奠定了基礎(chǔ)；解決了微波天線及天線陣列設(shè)計、微波屏蔽及泄漏檢測、水冷磁控管及加熱墻冷卻、車載高壓供電等技術(shù)難題，實現(xiàn)了微波加熱技術(shù)應(yīng)用的突破。2004年，該公司開發(fā)了WT5160TYHB型瀝青路面微波養(yǎng)護車，之后又陸續(xù)研制了微波綜合養(yǎng)護車CK5251TYA、風(fēng)馳CK5050TYHA、靈特CK5140TYHB、靈特CK-5050TYHB、靈特CK5050TYHB等系列產(chǎn)品。另外，對微波廠拌熱再生過程中的舊料輸送、攪拌、水汽處理、再生性能等方面做了探索性研究，研制了二級輸送加熱試驗裝置。

研究成果被行業(yè)標準《瀝青道路微波養(yǎng)護車》(QC/T 811—2009)、《綜合養(yǎng)護車術(shù)語》(JB/T 5957—2007)、《道路施工與養(yǎng)護機械設(shè)備瀝青路面微波加熱裝置》、《道路施工與養(yǎng)護機械設(shè)備綜合養(yǎng)護車》采納，對推動行業(yè)技術(shù)進步有重要意義。

2012年，美的集團因戰(zhàn)略調(diào)整停止了瀝青路面微波加熱應(yīng)用技術(shù)研究。2013年，江蘇威拓公路養(yǎng)護設(shè)備有限公司收購了美的集團旗下的江蘇淮安威拓公路養(yǎng)護設(shè)備有限公司，并開發(fā)生產(chǎn)了5160TYHB微波瀝青路面養(yǎng)護車；2017年7月，自主研發(fā)了 “微波就地?zé)嵩偕绷熊?。該列車采用微波加熱技術(shù)以及鷗翼式微波加熱墻，加熱寬度為3.7～4.0 m。湖南天立工程機械有限公司生產(chǎn)了TL-WB1樣機，東風(fēng)特汽生產(chǎn)了EQ5120TYH立式微波坑槽養(yǎng)護車，陜西中霖瀝青路面養(yǎng)護科技有限公司生產(chǎn)了微波瀝青路面養(yǎng)護車，但均未形成規(guī)模。

成立于2017年6月的江蘇省產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院道路工程技術(shù)與裝備研究所(由江蘇省產(chǎn)業(yè)研究院、徐州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)、徐工集團與核心團隊共建)，從2018年開始研制新一代瀝青路面微波養(yǎng)護車。采用了單發(fā)動機、高頻開關(guān)電源、變功率、高性能防微波泄漏、“一坑一檔”數(shù)字化智能管理系統(tǒng)等技術(shù)的JCM100W瀝青路面微波養(yǎng)護車在2018年11月的上海寶馬展會亮相。該研究所之后研發(fā)了經(jīng)濟型JCM60W和JCM15W，用于小面積坑槽修補和井蓋更換維修。還有大型就地?zé)嵩偕⒉訜釞CJH450W，裝機功率574 kW，加熱長度9.0 m，加熱寬度1.2 m，加熱深度17 mm，帶有輔助加熱諧振腔，加熱效率、均勻性、環(huán)保性都遠高于傳統(tǒng)形式。同時建立了國內(nèi)最大的廠拌熱再生微波試驗系統(tǒng)及不同功率大小的微波瀝青混合料試驗組合系列裝置，用于試驗研究不同天線陣列組合、移動狀態(tài)、不同含水量、不同級配與不同密實度等條件下舊混合料的加熱效率、性能等。研制了適用于2000型和3000型瀝青拌合設(shè)備的JRP80型熱風(fēng)微波復(fù)合加熱RAP裝置。2019年，JCM100W瀝青路面微波養(yǎng)護車在G1201吉林繞城高速豐滿段、湖南許廣高速長沙段、湛江高速遂溪段、江肇高速、廣惠高速、北京西六環(huán)高速、南京江寧區(qū)國省干線公路等項目應(yīng)用，同時作為江蘇省2019年全省公路養(yǎng)護職業(yè)技能競賽用設(shè)備。2019年在工程機械工業(yè)協(xié)會列項的團體標準包括瀝青路面微波綜合養(yǎng)護車、瀝青路面微波綜合養(yǎng)護施工工法、瀝青路面熱風(fēng)微波復(fù)合加熱就地?zé)嵩偕┕すし?、熱風(fēng)微波復(fù)合加熱瀝青路面就地?zé)嵩偕鷱?fù)拌機組，前二項已在審查，后二項正在進行中。集萃道路所在微波加熱基礎(chǔ)研究、材料、施工工藝、設(shè)備研發(fā)方面又將這一技術(shù)向前推進了一大步，尤其是熱風(fēng)與微波復(fù)合加熱技術(shù)取得了重要進展。

長安大學(xué)郝培文教授等對比研究了不同加熱方式對瀝青混合料路用性能的影響，發(fā)現(xiàn)瀝青混合料經(jīng)微波加熱后在高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性等方面都有較好的表現(xiàn)，路用性能滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40—2004)中的技術(shù)要求。微波加熱比其他加熱方式更適用于瀝青路面。

唐相偉在微波除冰技術(shù)方面做了比較深入系統(tǒng)的研究，并于2009年在其博士論文《道路微波除冰效率研究》中發(fā)表重要的研究結(jié)論。

(1)提出了以冰層和路面結(jié)合處溫度到達0 ℃的時間作為微波除冰效率的判定依據(jù)，給出了停止微波加熱的時刻。

(2)對微波頻率、微波電場強度、加熱模式及加熱墻波導(dǎo)口距路面高度進行了仿真和試驗研究，結(jié)果表明：微波頻率對除冰效率的影響最大，增大微波頻率能夠有效提高除冰效率；間歇式加熱除冰效果優(yōu)于持續(xù)加熱，且每次間歇時間為10 s時加熱除冰效果最好；在加熱結(jié)束30 s左右除冰，效果最佳；同等條件下，通過增大微波電場強度來提高微波除冰效率作用不大；波導(dǎo)口加熱距離路面50 mm時，除冰效率較高。

(3)研究了道路材料對除冰效率的影響，結(jié)果表明：水泥混凝土除冰效率是瀝青混凝土的3～4倍；鐵磁性道路材料能夠有效提高微波除冰效率，2.45 GHz微波加熱含40%磁鐵礦石骨料的瀝青混凝土比加熱不含磁鐵礦石骨料時的效率提高了7倍。5.8 GHz微波加熱磁鐵礦石體積比為1∶4瀝青混凝土?xí)r，除冰效率能夠滿足微波除冰工程應(yīng)用。

(4)對環(huán)境溫度、冰層雜質(zhì)、冰厚進行了研究，仿真和試驗結(jié)果表明：環(huán)境溫度為-5 ℃時的除冰效率約是-20 ℃時的4.7倍；冰層底部存在土類雜質(zhì)有助于提升除冰效率；冰層厚度對除冰效率影響甚小，體現(xiàn)了微波除厚冰層的優(yōu)勢。

5.3 瀝青路面微波養(yǎng)護技術(shù)學(xué)術(shù)研究現(xiàn)狀

近年來，在瀝青路面微波養(yǎng)護技術(shù)學(xué)術(shù)研究過程中，筆者搜索到在專業(yè)核心期刊、國際學(xué)術(shù)期刊中公開發(fā)表的研究論文145篇，包括微波加熱相關(guān)設(shè)備研究、微波技術(shù)應(yīng)用、材料性能研究、微波除冰技術(shù)研究[1-145]。 先后有博士后1人、博士生9人、碩士生57人分別完成相關(guān)的論文，他們在微波加熱瀝青路面再生機理、建模、養(yǎng)護、關(guān)鍵技術(shù)、仿真、數(shù)值模擬、坑槽修補裝備與工藝、連續(xù)式再生加熱拌合設(shè)備與工藝、路用性能、吸波材料、吸波效率、微波防泄漏技術(shù)以及除冰雪方面做了大量的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用研究[146-212]，推動了微波理論、瀝青路面材料、微波加熱設(shè)備設(shè)計與制造、施工工藝等的發(fā)展。

5.4 國內(nèi)瀝青路面微波養(yǎng)護技術(shù)專利現(xiàn)狀

近年來國內(nèi)瀝青路面微波養(yǎng)護技術(shù)方面的發(fā)明專利見表2。其中發(fā)明專利22件，有效9件，因未繳費失效5件，受理8件；結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的專利15件，施工工藝與方法7件。表3為有效的微波養(yǎng)護車實用新型專利和外觀專利。另檢索到微波加熱裝置、微波防護、微波散熱、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的失效專利144件(因篇幅限制，不再一一列出)，且絕大多數(shù)申請人為美的集團和長安大學(xué)。透過這些專利申請的時間歷程和內(nèi)容，可以看到這一技術(shù)領(lǐng)域研究探索的內(nèi)容、方法、路徑、取得的成果和進步，給后來的研究者啟迪。

表2 瀝青路面微波養(yǎng)護技術(shù)發(fā)明專利

6 存在的問題與發(fā)展方向

目前的電源系統(tǒng)是由家用微波爐電器系統(tǒng)移植過來的(1個電源對1個磁控管)，盡管這幾年用開關(guān)電源代替了傳統(tǒng)的變壓器電源，使效率大大提高，重量也有所降低，但集群使用效率還需要進一步改善，適應(yīng)不同材料加熱工藝的研究還不夠深入。

現(xiàn)有微波路面養(yǎng)護設(shè)備采用的微波工作頻率是2.45 GHz，而5.8 GHz頻率微波具有穿透深度小、物料表層功率密度高、微波吸收能力強的特點，路面養(yǎng)護設(shè)備如果采用5.8 GHz頻率微波，就可以有效提高微波加熱瀝青路面的溫升速度，控制路面的加熱深度，有利于降低能耗，大幅提升微波路面養(yǎng)護設(shè)備的技術(shù)品質(zhì)。目前國內(nèi)外對5.8 GHz頻率微波的應(yīng)用還缺乏深入的研究，如5.8 GHz頻率微波加熱瀝青混合料的效率、效果及其對路用性能的影響。因此，哪一個頻率更適合微波路面養(yǎng)護應(yīng)用，有待進一步研究。

微波加熱技術(shù)的未來發(fā)展方向包括：電源系統(tǒng)集成式高低壓分離技術(shù)，對大型機組尤為重要；減小體積和重量，提高效率和可靠性；研究新的散熱方式

表3 瀝青路面微波養(yǎng)護技術(shù)實用新型與外觀專利

和途徑，提高系統(tǒng)散熱效率；研究微波電磁參數(shù)與不同瀝青混凝土材料等效電磁參數(shù)的合理匹配；吸波材料、諧波反射腔結(jié)構(gòu)、工藝、整機協(xié)同研發(fā)，提高瀝青路面維修質(zhì)量和延長使用壽命，降低制造與使用成本。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展，使用固態(tài)射頻微波功率源加熱解決方案的應(yīng)用逐步興起，其優(yōu)點是高效，使用壽命達20年，可控制微波能量到被加熱負載的過程。

橡膠瀝青微波脫硫技術(shù)、瀝青路面鋼橋梁微波維修技術(shù)、稀漿封層路面強度微波增強技術(shù)研究已經(jīng)起步，未來可期。

7 結(jié) 語

國內(nèi)的瀝青路面微波應(yīng)用技術(shù)經(jīng)過十多年的研究與發(fā)展，基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究都有了長足的進步，也走在世界的前列，應(yīng)用范圍也在逐步拓展。2019年9月19日，中共中央國務(wù)院印發(fā)了《交通強國建設(shè)綱要》，并發(fā)出通知，要求各地區(qū)各部門結(jié)合實際認真貫徹落實。各省、市、自治區(qū)交通運輸廳依據(jù)交通運輸部的要求，緊鑼密鼓地部署未來交通方案與規(guī)劃，公路建設(shè)與更新改造的需求以及路面使用性能日益提高的技術(shù)要求，推動著筑養(yǎng)路機械向更好地滿足路面新材料、新工藝、新技術(shù)的方向發(fā)展?？沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對經(jīng)濟與環(huán)境、人與自然和諧發(fā)展的要求，推動著筑養(yǎng)路機械向資源節(jié)約、能源節(jié)約、環(huán)境保護以及資源再生和利用的方向發(fā)展，微波技術(shù)在公路養(yǎng)護行業(yè)的應(yīng)用正是代表了這個新的發(fā)展方向。展望未來，云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等層出不窮的新技術(shù)將成為養(yǎng)護機械創(chuàng)新發(fā)展的引擎。