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1、微波热再生技术在安新高速公路养护中的应用河南通安高速公路养护工程有限责任公司 李俊敏 （458303）一、概述截止2006年底,河南高速公路已达到3439公里,通车里程居全国首位.随着经济的快速发展,高速公路建设和通车里程迅速增长的今天,随着养护市场的改制与成熟,高速公路养护工作的重要性也逐渐显现.高速公路已经从“建设为主”走向了“建养并举”的新局面.因此选用新材料、新工艺与新设备对高速公路的路面质量、通行能力和使用性能及的养护以及保护环境、减少污染、资源的再利用是摆在每个河南高速公路养护人面前的新思路.安新高速公路位于河南境内为京港澳高速公路重要交通枢纽, 自1997年11月通车,我们所用的
2、路面维维修方法是用传统的修补方法，即挖除旧料填补新料。这种养护方法存在着不少问题。一方面，大量浪费资源、严重污染和破坏环境。每年几万平方米沥青路面的维修，因此而产生的沥青混废旧料将超过万吨，直接涉及的材料费损失就高达约亿元；数量如此大的这些沥青混废旧料，一方面要占用很大的地面堆放，更为严重的是污染环境；大量的使用新料，就要开采石矿，将导致森林植被的减少，造成水土流失等严重的生态环境的破坏。在一定程度上，这是无法用金钱来衡量的。另一方面，由于维修速度慢，作业时间长，造成道路被关闭或半关闭的时间加长，这对于高级公路特别是高速公路来说将是一个十分严重的问题。车量多，车速高，道路被关闭或半关闭时间的加
3、长，将意味着车流堵塞的加重，行车事故的增多。因此,为了降低维修成本、减少维修时间、减轻人工劳作、提高路用性能,现在国内外推广利用旧沥青路面的再利用对路面进行修补.二、微波热再生技术简介热再生技术就是，沥青路面表面虽然被行画所磨损，失去了应有的粗糙度；或者由于沥青混和料中含油较多，出现了并不十分严重的车辙；或者由于低温收缩，路面出现许多裂缝，但面层材料并未老化，而下层还仍然坚实完好，没有必要将路面面层进行大修，而只要在表面加以修整，就能恢复路面的使用性能。为此，可以就地修复沥青路面，可以使原沥青路面材料全面重新利用。就地热再生技术也称热表面再生，主要是指加热旧路面层至要求的深度，翻松路面，添加还
4、原或再生剂，重新铺筑成型的施工方法。采用热再生工艺能够提升路面修补质量,节约成本,所以热再生修补路技术逐渐推广。红处线热再生技术是最早出现的就地热再生技术.红外线加热的特点是采用红外线幅射方式加热沥青路面表层，再由表层材料把热量传导至下层。沥青路面加热到一定温度后燃烧,燃烧温度高达800,沥青路面被烧焦.部分红外线设备为避免烧焦路面,采用间歇式加热方式.由于沥青路面是不良导体,即使是采用反复加热方式,最大加热深度不过4.而且由于沥青路面重复加热,其老化程度增大,所以采用间歇式加热沥青路面,加大了沥青表面老化程度,无法保证施工质量.另外,红外线采用液化气体燃烧发的热,巨大的能量通过加热辐射加热辐
5、射加热路面,对相关设备的防火防爆工艺也提出了很高的要求.为了克服红外线热再生技术的不足,目前,微波技术在沥青路面热再生技术被推广.微波加热与红外线加热等传统加热工艺不同，微波能量对材料物质有较强的穿透力，能对被照射物质产生深层加热作用，内外同时加热，达到加热快速、均匀的效果。微波热再生技术就是利用微波加热沥青混和料是通过磁场的变化,使被加热物体中的极性分子做轮摆运动,产生类似摩擦的作用,物体本身成为发热源，从而达到加热的效果。这种加热方式无需传导介质，物体本身就是热源，通常的加热效率可以达到80%-90%，基本上没有热量上的损失。由于沥青中几乎没有极性分子，所以微波加热不能直接加热沥青。而是通
6、过加热沥青混和料中的集料，使集料温度上升，把热量传导给沥青，从而达到加热沥青的目的。这种加热方式，在正常加热时间控制下，不会使沥青的温度超过规范要求（190）。为此，通安养护公司引进佛山威特公司开发、生产的世界首台采用微波热再生沥青路面综合养护车，对安新高速公路K487+358K560+650-政路面的部分坑槽、裂缝、唧泥、松散等小面积的路面病害进行试验段的修补。微波热再生养护列车由以下主要功能模块组成：功能模块名称技术特点路面加热器（加热墙）短时间（715分钟）内加热沥青路面至施工要求温度，具有高效、加热均匀、环保等优点）辅料加热器以压缩混和料的微波加热胶体，加热高效，为公路养护提供修补热料
7、乳化沥青喷洒装置以压缩空气为动力，利用空气喷枪喷枪喷酒乳化沥青，形成路面与路基之间的牢固粘合路面压实机压实再生的沥青路，马力强劲，工作稳定，操作简便路面加热器可分成多个区控制加热能够在15min之内将10cm厚的沥青路面加热到140，达到施工要求。辅料加热器可以在一小时内提供800-1000kg的热沥青混和料，并有一个沥青混和料保温箱，可以kg的热的沥青混和料。乳化沥青可以作为再生剂从喷洒装置中喷出。废料回收装置用于将不能进行现场再生的旧料回收，也可以作熌以料的储存箱。还配备有路面压实机，用于路面的压实。三、微波热再生修补工艺及过程：1、热槽热补工艺：本工工艺适用于沥青路面的早期病害或一些外力
8、损伤性病害，在路面混和料的性能没有降低或降低很少的情况下，多使用该工艺。施工过程是：首先将加热墙罩在病害处，将路面加热到130-150之间，然后用铁锹按照加热区向内约5的距离铲边，将加热区内的沥青混和料翻松，堆积在中间，翻松深度控制在比病害最大深度1-2即可；然后喷洒乳化沥青，加入适量热的新沥青混合料并摊平；最后压实，一般先静压两遍，再震动压实四遍以上，最后静压一遍。在确保修补温度小于40时开放交通。安新路即是使用此种工艺对路面进行维修的。从图中我们可以看到，修补后的路面与原路面.2、冷槽热补工艺：此工艺适用于面层沥青混和料自身性能完全丧失或大部分丧失，因此丧失热再生的意义或热再生的效果较差不
9、能满足路面强度的需要，根据实际情况可以使用此工艺。此工艺的施工过程如下：（1）用直尺划出需要切割病害的图形（矩形），切割面积一般为加热墙能完全罩着；（2）用切割机沿标线切开病害位置，用液压镐或风镐将病害路面打碎，并清理干净，然后用压缩空气将坑槽中的灰尘吹除，最后在坑槽底部、边缘处喷洒乳化沥青，一般以0.2-0.3L/为宜;(3)将冷新沥青混和料投入坑槽内,约高出路面8-10为宜,然后将加热墙罩在坑槽上,加热至130-150之间,将加热后的新料充分翻松,并在坑槽的四边喷洒适量的乳化沥青,把混合料摊平,压实,先静压两遍,再震动压实四遍,最后静压一遍.在确保修补处温度低于40时再开放交通.3、就地同
10、步热再生工艺:此工艺适用于在10年内的沥青路面,沥青料含油量较高,根据实际情况可用此工艺.施工过程如下（1）用直尺和粉笔标出需要切割的病害位置(遵循圆坑方补原则);(2)针对病害的大小,在加热范围内放上块状沥青辅料(补充量尽量多而不能少,但注意沥青辅料不能顶到加热板的底部)（3）使用加热墙对病害处进行加热,一般路面15分钟,改性和SMA需加热17-20分钟（4）加热完成后对路面进行铲边、耙松处理。（对于通车时间较长、失油严重的路面料层，不适合再生，为不影响路面修补效果，把旧路面料层铲掉为好）在通车5年内的沥青路面，只要加入适量乳化沥青，沥青料即可再生（5）整平后喷洒乳化沥青，喷洒时注意从四周边
11、缘开始喷洒，然后喷洒中间部分（6）再次充分拌和，将乳化沥青均匀拌和，摊平（7）用压实机进行压实，起压温度应在80-120，压实时，先压实四边，再压实中间，每次横向移动碾压时轮迹有二分之一位置重叠。（8）等温度降到50以下即可撤除安全防护，修补处应高出路面5-10比较好。四、微波热再生技术在安新路中的应用及与传统修补技术的比较：通安养护公司通过对全线路段调查,根据安新路的实际情况,采用就地同步热再生工艺对病害进行修补.以往,通安养护公司采用传统方法对路面病害进行修补坑槽的程序是：沿病害轮廓线用切割机切除沥青砼面层，开挖后对裂缝进行灌缝处理，然后用 “高分子抗裂贴膜”进行贴缝，贴缝宽度为，贴缝前要
12、洒布聚合物改性乳化沥青，在4以上晴天进行施工，侧壁涂刷聚合物改性乳化沥青23遍，然后分层铺筑新拌制的沥青混合料.在施工过程中必需的机械设备有切割机、自卸运输车、工具车、冲击夯、空压机、吹风机3台、风镐、小型振动压路机等；还有施工技术人员2名，施工人员5名，安全保通人员2名。采用微波热再生技术，只需将路面加热器移到病害的位置，开动路面加热器设定加热时间对路面进行加热，路面加热完成后，只要加入乳化沥青，旧料即可再生，所以直接将路面的再生料搅拌后即可完成施工。而所需要的机械只有一台微波热再生车与五名施工人员即可完成整个施工；由于对旧料的回收利用，节约了资料与能源。通安养护公司采用热再生技术对路面坑槽
13、、裂缝等对路面进行维修，我们可以从照片中我们可以看到与传统的修补技术的不同威特公司的波微热再生列车与修补坑槽后的路面图片:传统修补路面的图片:采用微波热再生修补的路面与原路面的接缝很平整。通过实验，热再生修补的坑槽压实度能达到99%以上，平整度在3mm以内。通过以上比较,我们可以得出以下结论:1、威特公司微波热再生修补技术,不需要拌和楼,它可以在任何地方作业，只需 12 分钟就可以使沥青混凝土加热到140，加热厚度可达到18，加热深度可以调节。不管在夏天还是冬天，施工可以照常进行，能充分满足高速公路养护作业时效性的要求；由于在加热过程中没有出现明火减少了对环境的污染;微波热再生列车的施工工艺使
14、修补路面与原路面接缝平整，增加了美观度与经济适用性。2、 使用微波综合养护车不仅使修补质量大大提高，最重要还带来巨大的经济效益。从综合评价来看，微波热再生工艺年度修补费用和交通布控次数都比传统修补工艺少。从环保、安全等角度来看，社会效益更为明显。从长远乃至整个公路生命周期来看，重视小修补等预防性养护，就可以延长大、中修周期，达到延长公路寿命的目的。例如： 以通安养护公司113km的养护里程，双幅四车道，一次大修花费的费用大概是3.6亿。如果 8年进行一次大修，分摊下来每年就是 4500 万。我们通过做好预防性养护，如果把 8 年一大修推延为 10 年一大修，而大修控制在路的面层，这样费用会节省
15、20%，仅需2.9亿，分摊下来每年的费用为 2900 万。因此，公路预防性养护是非常必要的。3、 此次,通安养护公司请威特公司在京港澳高速公路安新段进行养护施工，不仅给我们带来了微热再生的新技术、新设备、新工艺，且在养护机械的合理应用上十分到位，现场只有一辆微波综合养护车和一台摆放标志的机械，组织有序，养护机械化程度较高，养护机械的完好率和利用率也都较高。整个作业效率和养护质量能适应高速公路大交通量和快速开放交通的要求，满足了高速公路养护作业的时效性、机动性、安全性和可靠性的要求。参考文献：公路沥青路面养护新技术 2001 人民交通出版社 常奎和、高群公路沥青路面技术技术规范人民交通出版社 2005-01-01 微波波热再生行业资讯2005-2006微波养护车推介书2006年8月
