微波加熱技術在瀝青路面養(yǎng)護維修中的應用研究

楊雪玲

摘 要：微波加熱技術是一種高效、迅速、方便、環(huán)境影響小的瀝青路面修補方法。在舊路病害修補工作中合理運用微波加熱技術，可實現快速養(yǎng)護，提高工作效率的目的，對瀝青路面養(yǎng)護維修施工意義重大。為此，本文在充分了解微波特點及微波加熱優(yōu)勢的基礎上，結合具體案例，對微波加熱技術在瀝青路面養(yǎng)護維修中的應用要點進行了分析與探討。

關鍵詞：微波加熱;瀝青路面;坑槽修補

中圖分類號：U416.217 文獻標識碼：A

1 微波的特點及微波加熱優(yōu)勢

目前，熱補法是瀝青路面最常見的一種修補方式，傳統(tǒng)熱補法不僅工作效率低，作業(yè)時間長，還會污染環(huán)境，造成資源浪費。同時，很難保證修補部位和原有路面緊密連接，不利于路面整體服務性能，具有不太理想的修補效果。微波加熱是一種新型的筑路技術，其主要依托于電磁波內的微波（頻率300兆赫～300千兆赫）進行物體加熱。根據波長不同，又可以將微波劃分為不同的波段，且頻率各不相同。在傳播過程中，微波的特點如下：

（1）吸收性。在交變電場內極性分子摩擦生熱，這是溫度增高的直接因素。為此，富含極性分子的物質可以充分吸收電磁能，并將其向熱能轉化。水分子是一種極性分子，通過含水材料，便可實現微波加熱的效果。

（2）穿透性。一些非金屬材料并不會吸收微波，但是微波卻可以從其穿透，因此，此類材料可用于加熱微波的載體。

（3）反射性。對于金屬材料而言，微波無法穿透，但是當微波傳播到金屬材料后，將會出現反射作用，此時可通過金屬材料進行微波屏蔽。

介于上述傳播過程中微波的特點，在微波加熱時，可具有諸多優(yōu)勢，具體如表1所示。

2 工程概況

某公路工程通車運營時間較長，近年來，由于沿線交通量和車輛軸載的急速增長，導致路面病害問題加重。經現場勘查發(fā)現，本路段多為裂縫、車轍和坑槽病害，選取K10+000～K10+600段為試驗段，全長600 m。具體病害情況如下：

（1）全段車轍平均深度為5 mm。

（2）橫向裂縫共17條，最長3.2 m，縫寬最大值為5 mm，其中3條為橫貫裂縫。

（3）龜裂沉陷共4處，最大深度為53 mm，最大面積為2.5 m×1.5 m。

（4）坑槽較多，最大面積為2.5 m×1.5 m左右。

根據病害情況，經多方討論決定采用微波處置法進行路面病害修復。該試驗段采用的微波養(yǎng)護車的各項技術參數需滿足施工規(guī)定。

3 瀝青路面養(yǎng)護維修中微波加熱修補施工措施

3.1 車轍修復

在交通荷載長期作用下，瀝青路面很容易出現永久累積變形，即車轍。作為瀝青路面的主要病害之一，當產生車轍病害之后，將會大幅降低路面的平整度，并會影響車輛駕駛的舒適性和安全性。造成路面車轍病害的原因較多，一般可將其分為4種類型，壓密型車轍、失穩(wěn)型車轍、結構型車轍和磨損型車轍。根據現場調查發(fā)現，本工程多為失穩(wěn)型類型和壓密型車轍。失穩(wěn)型車轍是指在行車荷載剪切應力作用下，路面層材料將逐漸失穩(wěn)，并形成凹陷、橫向位移等現象。壓密型車轍是指由于施工碾壓不到位，當竣工后車輛通行后，路面逐漸壓密，進而產生壓密型車轍。為此，可根據車轍深度情況，合理選擇微波修復處治措施。

3.1.1 耙松施工措施

根據微波修復具體施工過程，可合理選擇車轍修復方案。根據現行規(guī)定要求，針對失穩(wěn)型車轍可采用耙松施工措施。這是一種較為常見的微波車轍修復工藝，是指在加熱路面病害部位后，先耙松局部表面層，隨后碾壓修復處治施工。具體工藝流程如下：

第一，清理原路面。施工前，應確保施工作業(yè)面清潔、無污染。要求清理干凈施工區(qū)域內的雜質、積水、垃圾、塵土等，保證施工路面潔凈、干燥。

第二，加熱處理。微波養(yǎng)護車就位，通過微波加熱方式進行車轍病害部位加熱處理。

第三，耙松。病害區(qū)域加熱軟化后，需及時耙松表面層。

第四，噴灑乳化瀝青。為及時恢復病害區(qū)域的路面性能，可根據施工現場具體情況，均勻噴灑乳化瀝青，特殊情況下，也需噴灑瀝青再生劑。

第五，回填新料。根據病害區(qū)域內舊料缺失現狀，回填一定量的混合料新料。

第六，攤平與壓實。新舊料拌和后，可均勻攤鋪到施工作業(yè)面。隨后進行修補區(qū)域壓實，保證壓實度滿足施工要求。

3.1.2 直接碾壓施工措施

針對壓密型車轍修復可采用直接碾壓施工工藝，該項技術無需耙松工序，可直接進行碾壓施工。通過室內試驗得出，微波加熱后快速碾壓施工，對原有路面結構不會造成不必要的損害，同時還能充分利用舊路面結構。尤其是在較大壓實功條件下，將會降低混合料的空隙率，大幅提升路面密實度和抗變形能力。具體施工工藝流程如下：

第一，清理路面。施工前，要求清理干凈施工區(qū)域內的雜質，比如積水、垃圾、塵土等，保證施工路面潔凈與干燥。

第二，加熱路面。針對車轍深度具體情況，合理選擇路面加熱方式。①車轍深度小于2.5 cm時，可選擇直接加熱處治方式，便于迅速施工，提高施工作業(yè)效率。②車轍深度大于2.5 cm時，應先進行摻加新料用量的確定，隨后均勻攤鋪新料，再通過微波加熱方式進行路面加熱，為保證加熱效果良好，可在8 cm～12 cm之間控制加熱深度。③若為深層病害，可一層一層分層加熱，并采取一定措施進行深層處理。

第三，攤鋪與碾壓。加熱后，便可進行攤鋪，保證攤鋪均勻、厚度一致。碾壓可采用小型壓路機，并做壓實度檢測，保證滿足規(guī)范要求。

3.2 裂縫修復

熱灌縫、冷灌縫是兩種常用的裂縫修補方式。據大量實踐表明，冷縫灌注修補方法存在很多不足之處，其根本原因在于灌封材料和周邊瀝青舊料之間粘結效果不佳。而熱灌縫方法雖能保證粘結效果，但施工效率低下，為克服上述問題，提出了微波養(yǎng)護工藝。采用此項技術，需提前快速預熱裂縫周圍的舊料，待灌注施工后，便能有效改善灌封料和周邊舊料的粘結性能。具體施工工藝如下：

第一，先清理干凈裂縫部位，保證無雜物、灰塵，避免影響灌封料和舊料的粘結效果。

第二，微波養(yǎng)護車就位，開啟微波加熱功能，將路面加熱到120℃～150℃，保證加熱溫度滿足規(guī)定要求。

第三，按照預設用量情況，準確計量灌注材料用量，并向裂縫部位灌注。

第四，待溫度冷卻至環(huán)境溫度后，便可開放交通。

3.3 坑槽修復

一般情況下，多采用銑刨、挖除，再填料、攤鋪、碾壓的方式修補瀝青路面坑槽病害。該修補方法要求現場制備瀝青混合料，不僅會污染環(huán)境，還存在施工工序復雜，作業(yè)時間久、嚴重干擾交通等問題。微波就地加熱修補法的應用，可通過專用的加熱系統(tǒng)對瀝青路面進行直接加熱，隨后將新瀝青、再生劑等材料按比例摻加即可，通過翻拌、碾壓等工序便可達到路面熱再生的施工效果。相比傳統(tǒng)坑槽修補方法，微波加熱法加熱迅速、操作簡單、施工流程少、施工效率高，且不會污染環(huán)境，影響交通通行。具體施工工藝流程如下：

（1）微波養(yǎng)護車就位，在病害部位上方放置加熱裝置，隨后開啟加熱功能。按照路面坑槽修補深度合理控制加熱時間，不宜過長，保證路面加熱溫度達到120℃～150℃。

（2）瀝青混合料加熱后，可通過鐵鍬等工具將路面翻拌、耙松，保證坑槽病害區(qū)域的所有舊路都被翻松。

（3）完成上述施工之后，可進行乳化瀝青噴灑。根據工程施工情況，噴灑量以0.5 L/m2為準，保證噴灑呈霧狀。與此同時，還要不間斷地通過鐵鍬進行疏松，確保拌和均勻。

（4）按照坑槽病害的體積情況，將一定量熱拌瀝青混合料摻加其內，并做好攤鋪施工。

（5）采用小型壓實設備進行碾壓，直至路面平整，壓實度滿足設計要求。

（6）待修補部位的溫度冷卻到環(huán)境溫度后，即可開放交通。

4 養(yǎng)護效果評價與分析

為驗證微波加熱技術在瀝青路面養(yǎng)護維修中的應用效果，本文針對本試驗段共選測點6個，間距為100 m，分別對工后路面的滲水系數、平整度、壓實度及構造深度進行了檢測。所得結果如表2所示。

通過表2可知，瀝青路面采用微波加熱技術修復后，可滿足規(guī)范要求。表明微波加熱技術具有良好的路面養(yǎng)護效果。

5 結束語

綜上所述，近年來，我國交通建設事業(yè)取得了令人矚目的成就，公路建設作為交通運輸體系的重要組成部分，通車里程迅猛增長，截至2019年底我國公路總里程已達到了501.25萬公里。瀝青路面因其優(yōu)異的使用性能在公路路面施工中得到了廣泛應用。然而，瀝青路面通車運營后，由于車輛荷載、自然因素等影響，不可避免地會出現各種病害，比如，橫向裂縫、龜裂、車轍、坑槽等。為及時恢復路面使用功能，如何做好路面病害養(yǎng)護維修工作成為了當前亟待解決的問題。微波加熱技術在瀝青路面養(yǎng)護維修中的應用，可以快速修復路面病害，改善路面使用性能，具有良好的施工應用效果。

參考文獻：

[1]蔡園，馮旭，熊銳，等.吸波瀝青混合料在路面工程中的應用研究進展[J].公路交通技術，2017，33（04）：32-36.

[2]李峰.微波用于瀝青混合料加熱的優(yōu)勢分析[J].北方交通，2017，40（07）：137-139.

[3]錢璞，李龍龍.瀝青路面養(yǎng)護中微波加熱技術的應用[J].交通標準化，2011，36（15）：69-72.

[4]張?zhí)扃?，焦生?在瀝青路面養(yǎng)護中應用微波加熱的安全性[J].筑路機械與施工機械化，2019，36（06）：103-109.

[5]吳寶良.微波加熱技術在瀝青路面綜合養(yǎng)護車上的應用[J].科技與企業(yè)，2013，22（13）：266.

[6]李永旭.基于微波加熱就地熱再生技術在瀝青路面養(yǎng)護中的應用[J].交通世界（建養(yǎng).機械），2014，21（03）：96-97.