1、微波熱再生技術在安新高速公路養(yǎng)護中的應用河南通安高速公路養(yǎng)護工程有限責任公司 李俊敏 （458303）一、概述截止2006年底,河南高速公路已達到3439公里,通車里程居全國首位.隨著經濟的快速發(fā)展,高速公路建設和通車里程迅速增長的今天,隨著養(yǎng)護市場的改制與成熟,高速公路養(yǎng)護工作的重要性也逐漸顯現(xiàn).高速公路已經從“建設為主”走向了“建養(yǎng)并舉”的新局面.因此選用新材料、新工藝與新設備對高速公路的路面質量、通行能力和使用性能及的養(yǎng)護以及保護環(huán)境、減少污染、資源的再利用是擺在每個河南高速公路養(yǎng)護人面前的新思路.安新高速公路位于河南境內為京港澳高速公路重要交通樞紐, 自1997年11月通車,我們所用的

2、路面維維修方法是用傳統(tǒng)的修補方法，即挖除舊料填補新料。這種養(yǎng)護方法存在著不少問題。一方面，大量浪費資源、嚴重污染和破壞環(huán)境。每年幾萬平方米瀝青路面的維修，因此而產生的瀝青混廢舊料將超過萬噸，直接涉及的材料費損失就高達約億元；數(shù)量如此大的這些瀝青混廢舊料，一方面要占用很大的地面堆放，更為嚴重的是污染環(huán)境；大量的使用新料，就要開采石礦，將導致森林植被的減少，造成水土流失等嚴重的生態(tài)環(huán)境的破壞。在一定程度上，這是無法用金錢來衡量的。另一方面，由于維修速度慢，作業(yè)時間長，造成道路被關閉或半關閉的時間加長，這對于高級公路特別是高速公路來說將是一個十分嚴重的問題。車量多，車速高，道路被關閉或半關閉時間的加

3、長，將意味著車流堵塞的加重，行車事故的增多。因此,為了降低維修成本、減少維修時間、減輕人工勞作、提高路用性能,現(xiàn)在國內外推廣利用舊瀝青路面的再利用對路面進行修補.二、微波熱再生技術簡介熱再生技術就是，瀝青路面表面雖然被行畫所磨損，失去了應有的粗糙度；或者由于瀝青混和料中含油較多，出現(xiàn)了并不十分嚴重的車轍；或者由于低溫收縮，路面出現(xiàn)許多裂縫，但面層材料并未老化，而下層還仍然堅實完好，沒有必要將路面面層進行大修，而只要在表面加以修整，就能恢復路面的使用性能。為此，可以就地修復瀝青路面，可以使原瀝青路面材料全面重新利用。就地熱再生技術也稱熱表面再生，主要是指加熱舊路面層至要求的深度，翻松路面，添加還

4、原或再生劑，重新鋪筑成型的施工方法。采用熱再生工藝能夠提升路面修補質量,節(jié)約成本,所以熱再生修補路技術逐漸推廣。紅處線熱再生技術是最早出現(xiàn)的就地熱再生技術.紅外線加熱的特點是采用紅外線幅射方式加熱瀝青路面表層，再由表層材料把熱量傳導至下層。瀝青路面加熱到一定溫度后燃燒,燃燒溫度高達800,瀝青路面被燒焦.部分紅外線設備為避免燒焦路面,采用間歇式加熱方式.由于瀝青路面是不良導體,即使是采用反復加熱方式,最大加熱深度不過4.而且由于瀝青路面重復加熱,其老化程度增大,所以采用間歇式加熱瀝青路面,加大了瀝青表面老化程度,無法保證施工質量.另外,紅外線采用液化氣體燃燒發(fā)的熱,巨大的能量通過加熱輻射加熱輻

5、射加熱路面,對相關設備的防火防爆工藝也提出了很高的要求.為了克服紅外線熱再生技術的不足,目前,微波技術在瀝青路面熱再生技術被推廣.微波加熱與紅外線加熱等傳統(tǒng)加熱工藝不同，微波能量對材料物質有較強的穿透力，能對被照射物質產生深層加熱作用，內外同時加熱，達到加熱快速、均勻的效果。微波熱再生技術就是利用微波加熱瀝青混和料是通過磁場的變化,使被加熱物體中的極性分子做輪擺運動,產生類似摩擦的作用,物體本身成為發(fā)熱源，從而達到加熱的效果。這種加熱方式無需傳導介質，物體本身就是熱源，通常的加熱效率可以達到80%-90%，基本上沒有熱量上的損失。由于瀝青中幾乎沒有極性分子，所以微波加熱不能直接加熱瀝青。而是通

6、過加熱瀝青混和料中的集料，使集料溫度上升，把熱量傳導給瀝青，從而達到加熱瀝青的目的。這種加熱方式，在正常加熱時間控制下，不會使瀝青的溫度超過規(guī)范要求（190）。為此，通安養(yǎng)護公司引進佛山威特公司開發(fā)、生產的世界首臺采用微波熱再生瀝青路面綜合養(yǎng)護車，對安新高速公路K487+358K560+650-政路面的部分坑槽、裂縫、唧泥、松散等小面積的路面病害進行試驗段的修補。微波熱再生養(yǎng)護列車由以下主要功能模塊組成：功能模塊名稱技術特點路面加熱器（加熱墻）短時間（715分鐘）內加熱瀝青路面至施工要求溫度，具有高效、加熱均勻、環(huán)保等優(yōu)點）輔料加熱器以壓縮混和料的微波加熱膠體，加熱高效，為公路養(yǎng)護提供修補熱料

7、乳化瀝青噴灑裝置以壓縮空氣為動力，利用空氣噴槍噴槍噴酒乳化瀝青，形成路面與路基之間的牢固粘合路面壓實機壓實再生的瀝青路，馬力強勁，工作穩(wěn)定，操作簡便路面加熱器可分成多個區(qū)控制加熱能夠在15min之內將10cm厚的瀝青路面加熱到140，達到施工要求。輔料加熱器可以在一小時內提供800-1000kg的熱瀝青混和料，并有一個瀝青混和料保溫箱，可以kg的熱的瀝青混和料。乳化瀝青可以作為再生劑從噴灑裝置中噴出。廢料回收裝置用于將不能進行現(xiàn)場再生的舊料回收，也可以作熌以料的儲存箱。還配備有路面壓實機，用于路面的壓實。三、微波熱再生修補工藝及過程：1、熱槽熱補工藝：本工工藝適用于瀝青路面的早期病害或一些外力

8、損傷性病害，在路面混和料的性能沒有降低或降低很少的情況下，多使用該工藝。施工過程是：首先將加熱墻罩在病害處，將路面加熱到130-150之間，然后用鐵鍬按照加熱區(qū)向內約5的距離鏟邊，將加熱區(qū)內的瀝青混和料翻松，堆積在中間，翻松深度控制在比病害最大深度1-2即可；然后噴灑乳化瀝青，加入適量熱的新瀝青混合料并攤平；最后壓實，一般先靜壓兩遍，再震動壓實四遍以上，最后靜壓一遍。在確保修補溫度小于40時開放交通。安新路即是使用此種工藝對路面進行維修的。從圖中我們可以看到，修補后的路面與原路面.2、冷槽熱補工藝：此工藝適用于面層瀝青混和料自身性能完全喪失或大部分喪失，因此喪失熱再生的意義或熱再生的效果較差不

9、能滿足路面強度的需要，根據實際情況可以使用此工藝。此工藝的施工過程如下：（1）用直尺劃出需要切割病害的圖形（矩形），切割面積一般為加熱墻能完全罩著；（2）用切割機沿標線切開病害位置，用液壓鎬或風鎬將病害路面打碎，并清理干凈，然后用壓縮空氣將坑槽中的灰塵吹除，最后在坑槽底部、邊緣處噴灑乳化瀝青，一般以0.2-0.3L/為宜;(3)將冷新瀝青混和料投入坑槽內,約高出路面8-10為宜,然后將加熱墻罩在坑槽上,加熱至130-150之間,將加熱后的新料充分翻松,并在坑槽的四邊噴灑適量的乳化瀝青,把混合料攤平,壓實,先靜壓兩遍,再震動壓實四遍,最后靜壓一遍.在確保修補處溫度低于40時再開放交通.3、就地同

10、步熱再生工藝:此工藝適用于在10年內的瀝青路面,瀝青料含油量較高,根據實際情況可用此工藝.施工過程如下（1）用直尺和粉筆標出需要切割的病害位置(遵循圓坑方補原則);(2)針對病害的大小,在加熱范圍內放上塊狀瀝青輔料(補充量盡量多而不能少,但注意瀝青輔料不能頂?shù)郊訜岚宓牡撞?（3）使用加熱墻對病害處進行加熱,一般路面15分鐘,改性和SMA需加熱17-20分鐘（4）加熱完成后對路面進行鏟邊、耙松處理。（對于通車時間較長、失油嚴重的路面料層，不適合再生，為不影響路面修補效果，把舊路面料層鏟掉為好）在通車5年內的瀝青路面，只要加入適量乳化瀝青，瀝青料即可再生（5）整平后噴灑乳化瀝青，噴灑時注意從四周邊

11、緣開始噴灑，然后噴灑中間部分（6）再次充分拌和，將乳化瀝青均勻拌和，攤平（7）用壓實機進行壓實，起壓溫度應在80-120，壓實時，先壓實四邊，再壓實中間，每次橫向移動碾壓時輪跡有二分之一位置重疊。（8）等溫度降到50以下即可撤除安全防護，修補處應高出路面5-10比較好。四、微波熱再生技術在安新路中的應用及與傳統(tǒng)修補技術的比較：通安養(yǎng)護公司通過對全線路段調查,根據安新路的實際情況,采用就地同步熱再生工藝對病害進行修補.以往,通安養(yǎng)護公司采用傳統(tǒng)方法對路面病害進行修補坑槽的程序是：沿病害輪廓線用切割機切除瀝青砼面層，開挖后對裂縫進行灌縫處理，然后用 “高分子抗裂貼膜”進行貼縫，貼縫寬度為，貼縫前要

12、灑布聚合物改性乳化瀝青，在4以上晴天進行施工，側壁涂刷聚合物改性乳化瀝青23遍，然后分層鋪筑新拌制的瀝青混合料.在施工過程中必需的機械設備有切割機、自卸運輸車、工具車、沖擊夯、空壓機、吹風機3臺、風鎬、小型振動壓路機等；還有施工技術人員2名，施工人員5名，安全保通人員2名。采用微波熱再生技術，只需將路面加熱器移到病害的位置，開動路面加熱器設定加熱時間對路面進行加熱，路面加熱完成后，只要加入乳化瀝青，舊料即可再生，所以直接將路面的再生料攪拌后即可完成施工。而所需要的機械只有一臺微波熱再生車與五名施工人員即可完成整個施工；由于對舊料的回收利用，節(jié)約了資料與能源。通安養(yǎng)護公司采用熱再生技術對路面坑槽

13、、裂縫等對路面進行維修，我們可以從照片中我們可以看到與傳統(tǒng)的修補技術的不同威特公司的波微熱再生列車與修補坑槽后的路面圖片:傳統(tǒng)修補路面的圖片:采用微波熱再生修補的路面與原路面的接縫很平整。通過實驗，熱再生修補的坑槽壓實度能達到99%以上，平整度在3mm以內。通過以上比較,我們可以得出以下結論:1、威特公司微波熱再生修補技術,不需要拌和樓,它可以在任何地方作業(yè)，只需 12 分鐘就可以使瀝青混凝土加熱到140，加熱厚度可達到18，加熱深度可以調節(jié)。不管在夏天還是冬天，施工可以照常進行，能充分滿足高速公路養(yǎng)護作業(yè)時效性的要求；由于在加熱過程中沒有出現(xiàn)明火減少了對環(huán)境的污染;微波熱再生列車的施工工藝使

14、修補路面與原路面接縫平整，增加了美觀度與經濟適用性。2、 使用微波綜合養(yǎng)護車不僅使修補質量大大提高，最重要還帶來巨大的經濟效益。從綜合評價來看，微波熱再生工藝年度修補費用和交通布控次數(shù)都比傳統(tǒng)修補工藝少。從環(huán)保、安全等角度來看，社會效益更為明顯。從長遠乃至整個公路生命周期來看，重視小修補等預防性養(yǎng)護，就可以延長大、中修周期，達到延長公路壽命的目的。例如： 以通安養(yǎng)護公司113km的養(yǎng)護里程，雙幅四車道，一次大修花費的費用大概是3.6億。如果 8年進行一次大修，分攤下來每年就是 4500 萬。我們通過做好預防性養(yǎng)護，如果把 8 年一大修推延為 10 年一大修，而大修控制在路的面層，這樣費用會節(jié)省20%，僅需2.9億，分攤下來每年的費用為 2900 萬。因此，公路預防性養(yǎng)護是非常必要的。3、 此次,通安養(yǎng)護公司請威特公司在京港澳高速公路安新段進行養(yǎng)護施工，不僅給我們帶來了微熱再生的新技術、新設備、新工藝，且在養(yǎng)護機械的合理應用