淺析瀝青路面微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用研究

吳振宇 河南省路橋建設(shè)集團(tuán)公司

近年來(lái)，我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)取得了令人矚目的成績(jī)，通車(chē)?yán)锍萄杆僭鲩L(zhǎng)。然而，在公路建設(shè)里程增長(zhǎng)的同時(shí)，也面臨著大量的養(yǎng)護(hù)維修任務(wù)。瀝青路面因其優(yōu)異的性能在高等級(jí)公路中得到了廣泛應(yīng)用。但在長(zhǎng)期實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，在行車(chē)荷載和自然因素作用下，瀝青路面極易出現(xiàn)大量早期病害，比如坑槽、裂縫、車(chē)轍等。為了消除病害，恢復(fù)路面使用性能，必須采取切實(shí)可行的養(yǎng)護(hù)維修方案，全面提升道路通行服務(wù)質(zhì)量。目前，瀝青路面修補(bǔ)法常分為兩大類，即熱補(bǔ)法和冷補(bǔ)法，其中熱補(bǔ)法最為常見(jiàn)，又將其分為傳統(tǒng)加熱修補(bǔ)法和就地加熱修補(bǔ)法，微波加熱技術(shù)屬于就地加熱修補(bǔ)法之一，相比其他修補(bǔ)方法，微波加熱技術(shù)性能可靠、成本低、效率高，是一種較為理想的道路病害修補(bǔ)工藝。

一、微波加熱的特點(diǎn)

微波對(duì)于我們來(lái)講并不陌生，在日常生活中便可接觸，譬如微波爐加熱原理。目前，已證實(shí)在微波加熱機(jī)理當(dāng)中包含多種原理，如超熱效應(yīng)、光化學(xué)聚焦、PMF效應(yīng)等等。在傳播當(dāng)中，微波的主要特點(diǎn)如表1所示。

基于上述特點(diǎn)，在道路修補(bǔ)當(dāng)中，采用微波加熱法的原因還在于微波加熱均勻、加熱速度快、穿透能力強(qiáng)、溫度可控、安全性高，且不會(huì)有污染物排放等優(yōu)勢(shì)。

二、工程概況

某公路工程建成通車(chē)多年，隨著沿線交通量日益增長(zhǎng)，路面病害問(wèn)題愈加嚴(yán)重。為了修補(bǔ)路面病害，本工程采用了微波加熱法。選取具有代表性的路段作為試驗(yàn)段，共500m長(zhǎng)。為了保證修補(bǔ)效果，需提前做好路面損壞狀況調(diào)查，經(jīng)調(diào)查結(jié)果顯示，本路段主要病害為車(chē)轍、橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂沉陷、坑槽等。

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

（一）車(chē)轍處理

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)路面損壞調(diào)查情況顯示，本路段存在較為嚴(yán)重的車(chē)轍病害，范圍覆蓋全段，平均深度在5mm左右，多為失穩(wěn)型車(chē)轍病害。為了解決此類車(chē)轍病害，可采用“微波加熱+碾壓整平”方案。施工流程為：清理原路面—加熱病害區(qū)域—添加新料—攤鋪整平—碾壓。

第一，清理原路面。在車(chē)轍病害處治前，要先將原路面清理干凈，保證病害部位無(wú)雜質(zhì)、無(wú)塵土等，確保其潔凈、干燥。

第二，加熱病害區(qū)域。通過(guò)微波加熱設(shè)備進(jìn)行病害區(qū)域加熱處理，保證加熱溫度等參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。

第三，添加新料。針對(duì)車(chē)轍病害部位缺料情況，需及時(shí)添加適量的瀝青混合料，確保新料和舊路面材料相符，保證填補(bǔ)適中。

第四，攤鋪整平。針對(duì)新?lián)郊拥牟牧?，需及時(shí)攤鋪、整平。

第五，碾壓。待完成上述施工作業(yè)后，需及時(shí)進(jìn)行碾壓，保證壓實(shí)度滿足規(guī)定要求。

（二）裂縫處理

目前，裂縫修補(bǔ)施工常采用兩種方法，即熱灌封與冷灌縫。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)可知，在裂縫修補(bǔ)當(dāng)中若采用單一的冷灌縫法，存在很多問(wèn)題，且不利于提升后期施工質(zhì)量。究其原因在于灌縫材料和舊料間的粘結(jié)性能不足。若一味采用熱灌縫法，雖能克服冷灌縫的缺陷，但存在施工效率低，環(huán)境污染大等問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題，本文決定采用微波加熱法。這種方法需提前對(duì)裂縫周邊的舊料進(jìn)行預(yù)熱，待灌注施工之后，便可灌注新材料。根據(jù)本工程的病害情況，主要裂縫類型為縱向、橫向裂縫，長(zhǎng)度多在2m以上，且存在橫貫裂縫，但整體來(lái)講，多為輕微裂縫。此外，局部存在龜裂沉陷情況，深度多為43～52mm，面積不超過(guò)2.5m×1.5m。

表1 微波的主要特點(diǎn)

為了解決此類病害，決定采用“微波加熱+灌注瀝青”方案。施工流程為：清理裂縫部位—加熱—灌注新瀝青材料—開(kāi)放交通。

第一，清理裂縫部位。施工前，要先將裂縫部位及其施工作業(yè)區(qū)域清理干凈，確?？p內(nèi)無(wú)雜物，也可通過(guò)高壓氣吹掃裂縫。

第二，加熱。通過(guò)微波加熱設(shè)備對(duì)所需施工部位進(jìn)行連續(xù)不斷地加熱，加熱時(shí)間不得少于15min，且嚴(yán)控加熱溫度。

第三，灌注新瀝青。完成上述施工作業(yè)后，便可按量灌注新瀝青材料，保證灌注量充足。

第四，開(kāi)放交通。待縫口多余瀝青材料清理干凈之后，且各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)定要求，即可開(kāi)放交通。

（三）坑槽處理

在本工程當(dāng)中，也存在大量坑槽病害，面積多在2.0m×1.2m以下。為了修復(fù)此類病害，需先清理干凈松散的顆粒材料，隨后填筑新材料。施工流程為：加熱—填筑新料—碾壓—開(kāi)放交通。

第一，加熱。針對(duì)坑槽病害區(qū)域進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間可控制在20～25min之間。

第二，完成微波加熱施工工序之后，便可加入一定量的新瀝青混合料。并完成攤鋪、整平施工工藝，隨后清除多余的松散粒料。

第三，碾壓。按照碾壓施工原則，進(jìn)行“2遍靜壓+4遍振壓”施工，保證壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求。

第四，待滿足各項(xiàng)施工要求后，且修補(bǔ)部位的溫度基本與外部環(huán)境溫度相同的情況下，即可開(kāi)放交通。

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

為了驗(yàn)證瀝青路面微波加熱養(yǎng)護(hù)的應(yīng)用效果，本文針對(duì)工后路面的滲水系數(shù)、壓實(shí)度、平整度等進(jìn)行了測(cè)定，以便確定微波加熱的實(shí)際應(yīng)用成效。

（一）滲水系數(shù)

本試驗(yàn)段共500m長(zhǎng)，每隔100m設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)，共設(shè)5個(gè)測(cè)點(diǎn)。分別對(duì)各個(gè)測(cè)點(diǎn)的滲水系數(shù)進(jìn)行測(cè)定，所得結(jié)果如下：

（1）測(cè)點(diǎn)1滲水系數(shù)實(shí)測(cè)值為11ml/min；

（2）測(cè)點(diǎn)2滲水系數(shù)實(shí)測(cè)值為76ml/min；

（3）測(cè)點(diǎn)3滲水系數(shù)實(shí)測(cè)值為26ml/min；

（4）測(cè)點(diǎn)4滲水系數(shù)實(shí)測(cè)值為20ml/min；

（5）測(cè)點(diǎn)5滲水系數(shù)實(shí)測(cè)值為68ml/min。

相比規(guī)范值≤300 ml/min，本試驗(yàn)段的所有測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)值均可滿足規(guī)定要求，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于規(guī)范要求，說(shuō)明瀝青路面病害經(jīng)微波加熱修復(fù)后，具有良好的抗?jié)B效果。

（二）壓實(shí)度

在測(cè)定試驗(yàn)段壓實(shí)度時(shí)，同樣設(shè)5個(gè)測(cè)點(diǎn)，間距為100m。所得結(jié)果如下：

（1）測(cè)點(diǎn)1壓實(shí)度實(shí)測(cè)值為97.6%；

（2）測(cè)點(diǎn)2壓實(shí)度實(shí)測(cè)值為98.5%；

（3）測(cè)點(diǎn)3壓實(shí)度實(shí)測(cè)值為98.9%；

（4）測(cè)點(diǎn)4壓實(shí)度實(shí)測(cè)值為99.0%；

（5）測(cè)點(diǎn)5壓實(shí)度實(shí)測(cè)值為97.9%。

相比規(guī)范值≥93%，本試驗(yàn)段的所有測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)值均可滿足規(guī)定要求，且在97%以上。表明瀝青路面病害經(jīng)微波加熱處治后，壓實(shí)度良好。

（三）構(gòu)造深度

在測(cè)定試驗(yàn)段構(gòu)造深度時(shí)，同樣設(shè)5個(gè)測(cè)點(diǎn)，間距為100m。所得結(jié)果如下：

（1）測(cè)點(diǎn)1構(gòu)造深度實(shí)測(cè)值為0.72mm；

（2）測(cè)點(diǎn)2構(gòu)造深度實(shí)測(cè)值為67mm；

（3）測(cè)點(diǎn)3構(gòu)造深度實(shí)測(cè)值為0.78mm；

（4）測(cè)點(diǎn)4構(gòu)造深度實(shí)測(cè)值為0.62mm；

（5）測(cè)點(diǎn)5構(gòu)造深度實(shí)測(cè)值為0.69mm。

相比規(guī)范值≥0.55mm，本試驗(yàn)段的所有測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)值均可達(dá)到規(guī)定要求。

（四）平整度

在測(cè)定試驗(yàn)段平整度時(shí)，同樣設(shè)5個(gè)測(cè)點(diǎn)，間距為100m。所得結(jié)果如下：

（1）測(cè)點(diǎn)1平整度實(shí)測(cè)值為2.6mm；

（2）測(cè)點(diǎn)2平整度實(shí)測(cè)值為1.2mm；

（3）測(cè)點(diǎn)3平整度實(shí)測(cè)值為1.6mm；

（4）測(cè)點(diǎn)4平整度實(shí)測(cè)值為1.1mm；

（5）測(cè)點(diǎn)5平整度實(shí)測(cè)值為2.1mm。

相比規(guī)范值≤5.0mm，本試驗(yàn)段的所有測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)值均可達(dá)到規(guī)定要求。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，公路交通基礎(chǔ)設(shè)施也取得了突破性的進(jìn)展，公路網(wǎng)絡(luò)基本完善。然而，瀝青路面在使用一段時(shí)間后，由于行車(chē)荷載和自然環(huán)境等因素的作用，很多瀝青路面出現(xiàn)了早期病害，造成大量路面結(jié)構(gòu)無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限。瀝青混凝土路面病害形式多種多樣，比如坑槽、車(chē)轍、裂縫、泛油等等，若處理不當(dāng)，極易導(dǎo)致病害加重，危害行車(chē)舒適性和安全，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重的交通安全事故。為此，必須選取合適的養(yǎng)護(hù)方案。將微波加熱技術(shù)用于舊路病害修補(bǔ)工作，可以提高施工效率，解決病害問(wèn)題。因此，開(kāi)展瀝青路面微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究具有重要的意義。