浅析微波加热技术在沥青路面修补中的应用
沥青路面现场微波加热再生模型与实验
沥青路面现场微波加热再生模型与实验沥青路面现场微波加热再生模型与实验一、引言在道路交通领域,路面的维护和再生一直是一个重要的话题。
沥青路面作为耐磨、抗压的材料,承担着车辆行驶的重要功能。
然而,随着时间的推移和车辆的频繁行驶,路面往往会出现裂缝、坑洼等问题,影响行车安全和舒适性。
如何高效地对沥青路面进行再生和维护,成为了道路施工领域一个备受关注的问题。
微波加热再生技术作为一种新型的路面再生方法,受到了越来越多的关注和研究。
二、微波加热再生技术的原理1. 微波加热原理微波加热是利用微波照射物体,使其内部分子产生摩擦热而达到加热的目的。
在沥青路面再生中,通过微波加热可以快速将路面中的沥青加热到高温,软化沥青,使其重新与路面骨料充分融合,从而实现路面的再生和修补。
2. 微波加热再生模型在微波加热再生技术中,需要建立微波场、温度场、电磁场等多个物理场的模型,以全面地描述微波对路面沥青的加热、传热和变形过程。
通过模型的建立,可以指导微波加热再生设备的设计和优化,提高再生效率和质量。
三、实验研究1. 微波加热再生设备在进行微波加热再生实验时,需要设计和制造符合实际工程要求的微波加热再生设备。
这些设备需要具备一定的微波功率、频率、辐射方式等特性,以确保对不同类型的路面沥青都能够有效加热、再生。
2. 实验数据分析通过实验,可以获取微波加热再生过程中的温度分布、沥青软化程度、路面变形等数据。
这些数据对于验证微波加热再生模型的准确性,以及评估微波加热再生技术的效果具有重要意义。
四、对主题的理解与个人观点微波加热再生技术作为一种新兴的路面再生方法,具有很大的发展潜力。
通过微波加热再生,可以不仅可以大大缩短路面维护时间,减少施工对交通的影响,还可以有效提高路面再生的质量和耐久性。
然而,在推广应用微波加热再生技术的过程中,需要考虑设备成本、能耗、操作安全等诸多方面的因素,以确保其在工程实践中的可行性和经济性。
五、总结与展望微波加热再生技术作为一种绿色、高效的路面再生手段,将在未来得到更广泛的应用。
沥青路面微波加热技术的应用葛海啸
沥青路面微波加热技术的应用葛海啸发布时间:2023-05-08T02:01:36.616Z 来源:《工程建设标准化》2023年5期作者:葛海啸[导读] 沥青路面使用一段时间后,路面极易出现坑槽、裂缝等病害,若一味选用传统热补法进行维修养护河南鹏程路桥建设有限公司摘要:沥青路面使用一段时间后,路面极易出现坑槽、裂缝等病害,若一味选用传统热补法进行维修养护,存在诸多问题,比如效率低、工期长等。
因此,亟待寻求一种修补速度快、维修效果良好的沥青路面修补方法。
据大量实践研究显示,在旧路病害养护当中采用微波加热技术可以取得良好的修补效果。
为此,本文在全面了解微波加热技术特点的基础上,依托具体案例,对沥青路面微波加热养护技术要点进行了分析与探讨。
关键词:沥青路面;微波加热;技术要点引言近年来,我国公路建设事业取得了令人瞩目的成绩,通车里程迅速增长。
然而,在公路建设里程增长的同时,也面临着大量的养护维修任务。
沥青路面因其优异的性能在高等级公路中得到了广泛应用。
但在长期实践中发现,在行车荷载和自然因素作用下,沥青路面极易出现大量早期病害,比如坑槽、裂缝、车辙等。
为了消除病害,恢复路面使用性能,必须采取切实可行的养护维修方案,全面提升道路通行服务质量。
目前,沥青路面修补法常分为两大类,即热补法和冷补法,其中热补法最为常见,又将其分为传统加热修补法和就地加热修补法,微波加热技术属于就地加热修补法之一,相比其他修补方法,微波加热技术性能可靠、成本低、效率高,是一种较为理想的道路病害修补工艺。
一、微波加热技术的特点目前,热补法是沥青路面最常见的一种修补方式,传统热补法不仅工作效率低,作业时间长,还会污染环境,造成资源浪费。
同时,很难保证修补部位和原有路面紧密连接,不利于路面整体服务性能,具有不太理想的修补效果。
微波加热是一种新型的筑路技术,其主要依托于电磁波内的微波(频率300兆赫~300千兆赫)进行物体加热。
根据波长不同,又可以将微波划分为不同的波段,且频率各不相同。
沥青路面检查井周边病害的微波加热修复技术
2 微波加热修复检查井专利方法
图4所示为一套完善的、安全的、便于填补料同 时加热的微波加热修复原创方法[5]。在利用微波路面 加热器检查井周边的沥青混凝土时,不需冷开挖周 边的污染沥青混合料,只需将井盖去掉,将井圈周 边清理干净,再将按照井口形状制作的专用金属容 器(最好为不锈钢)放置在井圈上,最后在其中放 入所需要的填补沥青混合料冷料即可。
若井圈采用的是复合材料(可能会吸收微波), 则首先用悬挂在金属容器周边的屏蔽链网将其遮蔽 好,然后按修补普通沥青路面的正常工序加热。
图3 污水井沼气引燃发生爆炸
人工冷开挖还存在的缺点包括:1)劳动强度 大;2)手镐和风镐的冲击可能损害井筒结构;3) 镐的冲击火花存在引燃可燃气体的风险;4)挖出 的旧料即使没有被污染,但由于骨料已被打碎,沥 青混凝土的级配受到了破坏,因此只能丢弃。
重复利用,既可节约资源,又能减少污染。微波加热修复技术已申请专利,是一种安全快捷、
省时省力、节约环保的沥青路面检查井周边病害修复的原创性技术。
关键词: 沥青路面;微波加热;检查井周边病害;沥青混合料
中图分类号:U418.6
文献标识码:B
文章编号:2095-8412 (2019) 03-060-05
工 业 技 术 创 新 U R L : http: // D O I : 10.14103/j.issn.2095-8412.2019.03.013
图1 人工冷开挖 鉴于以上情况,养护单位一般会储存一定量的 搅拌站收班尾料,需要时,晚上用热料箱加热8 h左 右,以满足第二天路面修补的需求。但下文会分析 到,这种加热冷料的方法会导致沥青严重老化,直
春季路面养护系列三:沥青路面坑槽新技术----微波修补
春季路面养护系列三:沥青路面坑槽新技术----微波修补作者:陕西交通建设集团公司张东省根据中国统计年鉴数据,截止2015年底,中国公路总里程450万公里,其中全国高速公路通车里程12.5万公里,二级以上约65万公里,全国公路里程435.62万公里。
公路养护里程425.14万公里以上,从增长速度看,公路运营及养护压力越来越大。
路面坑槽病害介绍坑槽作为沥青路面水损害的一种损害形式,是由路面表层局部松散,形成凹槽,在水浸和车辆动水压力作用下进一步扩大发展形成,是沥青路面常见的病害,严重影响着行车的安全性和舒适性。
坑槽是从小到大,从轻到重,既影响行车舒适性又是高速公路严重的安全隐患问题。
坑槽成因复杂,主要是施工隐患和水损害造成。
传统修补方式传统低等级道路坑槽修补常用做法是集中修补,即全线统一开挖坑槽,等若干日后开启最近的沥青混合料拌合楼,因此,许多公路常常面临的养护现状是大量坑槽得不到及时修补,从而严重影响道路使用质量和行车安全。
现代修补方式1、现有拌合设备开启麻烦、效益差,且运输过程中的沥青温度下降,冬季难以保证施工质量。
2、已有的路面微波加热板法也很难保证工程质量。
高速公路从安全的要求考虑,坑槽要随时修补,不能过夜。
二、路面微波加热修补技术介绍1、微波加热技术微波加热原理为了满足沥青路面坑槽随时修补不过夜的要求,我们开发了沥青路面微波坑槽修补车。
内加热:微波振动同物质分子偶极振动有相似的频率,在快速振动的微波磁场中,物质分子的偶极振动尽力同微波振动相匹配,而分子的偶极振动通常落后于微波磁场,这样物质分子吸收电磁能以数十亿的高速振动产生热能,因此微波对物质的加热是从物质分子出发的,称为“内加热”。
微波加热是介质材料自身损耗电磁能量而加热。
微波加热的基本条件是:物体本身要吸收微波。
微波加热特点1)加热速度快:不需要热传导,内外同时加热。
2)加热均匀:各部分都能均匀渗透电磁波。
3)节能高效:加热物体生热,加热室壁、空气及容器不发热。
微波加热技术在沥青路面综合养护车上的应用
AK1 3 2 +1 1 4 AK1 3 2 +1 1 4 BK1 1 4 +4 0 0
l 2 2
9 9 9
1 08. 6 1 1 5 . 3
7 0 7 5
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桥 面
1 2 5 . 4
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王程 拔 豢
微波加热技术在沥青路面综合养护车上的应用
吴宝良 福建省三顺交通工程有限公司 福建漳州 3 6 3 0 0 0
. Biblioteka 【 擒 ■l介 绍了 微 波加热综合养护车与热辐射加热综合养护车的加
热原理及优 缺点 , 实际测试结果 表明微 波加 热具有加热速度 快、 加 热均 匀 、 加热深度 大等特点, 通过计算说明使用微 波加热综合养护车修补坑 槽 成 本低于传 统热辐射加 热综合 养护车, 针对使 用人 员担 心的微 波辐射 问 题, 介绍 了 微 波加热综合 养护车在防止微 波泄漏上采取的措 施。 【 关键 词】 微 波加热; 综合养护车; 公路 养护
3 5
3 . 3测试 数据分析 通过以上 测试 数据可 以看 出微波加 热具有 以下特点: 3 . 3 . 1 作业速 度快。 从 上表 1 可以看 出, 微波设 备只需 约1 5 mi n 左右 引 言 的时 间就可 以将深度 达9 CM的沥青混 合料加热  ̄1 4 0  ̄ C左右 , 满足了修 随 着福建 省 高速公路 通车 里程 的不 断增 长, 路 龄 的不 断增加 , 我 补的 要求 , 并且在3 0 mi n 左右 完成修补作 业, 修补工作结束后 即可开放 省 目前仅有的 l 1 台传 统辐 射式 加热 沥青 路面修补 车已经无 法满足我 省 交 通 。 高速公路沥 青路面养护 需求 。 为确保 养护生产 任务的顺利开展 , 保 障高 3 . 3 . 2 加热 均匀, 温 度梯度小。通过 表1 数据分析 可以看出 , 微 波加 速公路 的安全畅 通, 添 置新 型、 适合我省 高速公路养护 的沥青路面综 合 热后 , 加 热表面最高温度为 1 5 0  ̄ C 左右 , 9 C M以下最低温度 为7 0  ̄ C 左右, 养护 设备 已经成 为当务之 急。 2 0 1 0 年8 月N1 1 月, 福建省 高速 公路养护工 每厘 米 的温 度差 只有9 " C 左右 , 这完全 体现 了微波 加热 均匀、 温度梯度 程 有限公司 引进一 台微 波加 热 沥青综 合养 护车在龙 岩 区域养 护公司试 小的优点。 用, 并对 相关性能指标 、 成本进行了实际测算 。 3 . 3 . 3 环保 性能好 , 不会造成 污染 。 从微 波加 热修补现 场可以看 出 1 , 现有 沥 青路 面修 补车 的加 热 原理 及优 缺 点 加 热后路面颜色基本 不改变, 没有 刺激性气味 , 环保健康 。 福 建省高速 公路养 护工程有 限公司承担福 建省2 7 0 0 公里 高速公路 3 . 3 . 4 使用成 本低 。 根据 测算数 据及实际使用 数据计算 , 微 波加热 的 养护任务。 路面坑 槽修补任务主要 由l 1 台早 期的沥 青路面综 合养护 养护车修补 路面成 本为 2 0 0 . 8 9 元/ M , 而热 辐射加 热 综合 养护车修补 车 来完成 。 该 车对 沥青 路面的加 热 方式 为热辐 射加 热 方式 。 加 热 原理 路面 成本为2 1 7 . 4 3 元/ M 。 微 波加热养 护车修 补路面的成 本比热辐射加 为: 液 态的液化气经过汽化 后在 加热墙底部 充分燃烧 , 热量通 过耐火砖 热养 护车低了1 6 . 5 4 元/ M 。 所以从长 远利益 上看, 使用微 波加 热养 护 吹到地面 , 间断加 热 , 层层渗透 。 这种加 热方 式实际上是 一种可见光在 车能为维修节省更多的资金。 烤 路面 , 因为其传导 和对 流所 占比重 大, 辐 射出的热 量小 , 容 易使路面 4 微波加热沥青路面综合养护车微波屏蔽采用的防护措施 被烤 焦或者 氧化 。 也 不利 于沥 青混 合料 的再生 利用 。 热 辐射 加热 方式 近几年来微波养护车 已广泛应用于高等级沥青路面的养护 中, 并取 的优 点为: 1 、 加 热墙 热储量 大 , 辐 射温 度较高 , 从而保证 了足够 的辐射 得 良好 的社会、 经济效 益。 但是 微波泄漏对 设备使 用人 员造成伤害一直 能置 。 2 、 耐火 砖工作 时, 温 度达 到1 0 0 0  ̄以上 , 表面一片赤 红 , 点火 容 以来 都是人们 所担心 的问题 。 威 特公司生产 的微 波养护车 主要采取 以 易, 且 在工作区内温 度比较均 匀。 主要不足为 : 1 、 尽 管使用 间歇 加热 的 下措施 对微波进行屏蔽 , 有效 防止微 波泄漏。 方式 , 也不容易控制加 热路面的表 层温度 。 因为大 量的可见光辐射非 常 4 . 1 柔性屏 蔽网 集 中, 能 量辐 射波动 进行, 路面 温度峰 值连 连 , 不易均衡 。 2 、 耐火砖 强 屏蔽 网是用 不锈 钢环 编织 成 的网带 , 可 以适应各 种复 杂路 况 , 取 度较 低、 成本较 高 , 连续高 温使用和振 动后容 易损坏 , 增加使用成 本。 得 良好 的微 波屏蔽效果 , 与其他金属 网孔 板、 金 属网带、 编织 网相比抗 耐火砖更换需专业人 员与专业工具 , 维 修很不方便 。 拉、 抗压 强度更高。 2 . 微 波 加 热的 原理 及在 沥 青路 面修 补车 上 的应 用 4 . 2 扼流槽弹片 微 波 是 一 种 电 磁 波 ,波 长 很 短 ,频 率 很 高 ,一 般 在 微 波加 热沥 青路面 综合养 护车 的屏 蔽系统 中, 除了在微 波加 热装 3 0 0 3 0 0 0 0 0 MH z , 当微波 以2 4 5 0 MHz 频率工作 时, 能 带动被加热 物体 置的 四周 使用柔性 屏蔽 链 网外 , 还在 金属 链 网的 内侧采 用了扼 流槽弹 中的极性 分子 以相同的频率 来回摆 动、 摩 擦, 分子在彼 此摩擦 的过程 中 片进行防护。 扼流槽弹片具 有引导微波 反转相位 的作用, 在扼流 槽入 口 产生 热量 , 从而把 热量传 递给被加 热 的物 体 , 达到加 热物 体的 目的。 微 处, 微波会被逆 向的反射波抵消 , 达 到微波屏蔽的 目的。 波加 热修补车采用微 波加热的原理 对病害的沥青路面进行现场加 热。 利 4 . 3  ̄ J [ I 热墙四角限位 开关 并与微波加热系统开关联锁
微波加热技术在沥青路面综合养护车上的应用
微波加热技术在沥青路面综合养护车上的应用【摘要】介绍了微波加热综合养护车与热辐射加热综合养护车的加热原理及优缺点,实际测试结果表明微波加热具有加热速度快、加热均匀、加热深度大等特点,通过计算说明使用微波加热综合养护车修补坑槽成本低于传统热辐射加热综合养护车,针对使用人员担心的微波辐射问题,介绍了微波加热综合养护车在防止微波泄漏上采取的措施。
【关键词】微波加热;综合养护车;公路养护引言随着福建省高速公路通车里程的不断增长,路龄的不断增加,我省目前仅有的11台传统辐射式加热沥青路面修补车已经无法满足我省高速公路沥青路面养护需求。
为确保养护生产任务的顺利开展,保障高速公路的安全畅通,添置新型、适合我省高速公路养护的沥青路面综合养护设备已经成为当务之急。
2010年8月到11月,福建省高速公路养护工程有限公司引进一台微波加热沥青综合养护车在龙岩区域养护公司试用,并对相关性能指标、成本进行了实际测算。
1、现有沥青路面修补车的加热原理及优缺点福建省高速公路养护工程有限公司承担福建省2700公里高速公路的养护任务。
路面坑槽修补任务主要由11 台早期的沥青路面综合养护车来完成。
该车对沥青路面的加热方式为热辐射加热方式。
加热原理为:液态的液化气经过汽化后在加热墙底部充分燃烧,热量通过耐火砖吹到地面,间断加热,层层渗透。
这种加热方式实际上是一种可见光在烤路面,因为其传导和对流所占比重大,辐射出的热量小,容易使路面被烤焦或者氧化。
也不利于沥青混合料的再生利用。
热辐射加热方式的优点为:1、加热墙热储量大,辐射温度较高,从而保证了足够的辐射能量。
2、耐火砖工作时,温度达到1000℃以上,表面一片赤红,点火容易,且在工作区内温度比较均匀。
主要不足为:1、尽管使用间歇加热的方式,也不容易控制加热路面的表层温度。
因为大量的可见光辐射非常集中,能量辐射波动进行,路面温度峰值连连,不易均衡。
2、耐火砖强度较低、成本较高,连续高温使用和振动后容易损坏,增加使用成本。
微波加热技术在沥青路面综合养护车中的应用
场 占用道路 面积较小 ,减少 了对道路交通 的干扰 。 ( )选择 性 加 热 。微 波 对 不 同 性 质 的物 质 有 6 不 同的作 用 ,这 一 点 对 于 沥 青 路 面 的养 护 作 业 极
为有利 。因为水 分子对微波 的吸收较好 ,所 以沥
青 路面 中含水 量 高 的部 位 ,吸 收 微 波 功 率 多 于 含 水 量较低 的部 位 ;路 面 中 的水 比其 他 路 面 材 料 吸
[ 中图分类号]T 7 11 U 4.
[ 文献标识码]B
[ 文章编号]10—5X 20 )4 060 0 1 4 (080— 9—2 5 0
M ir wa eh a i g tc noo y a d isa pl a i n i y t e i antna c r c c o v e tn e h l g n t p i to n s n h tc m i e n e t u k c
该机每次路面养护的施工时间约为: 确定 已损 路 面并 画切割 洗刨 线/ n mi 2 洗刨 转子 洗刨 并清 除废料 / n mi 1 5
LIOa — i TANG n — u , Z ANG e — o,ZH U ec a o we, Ya g g i H W nb Xu -h o
1 微 波加 热 技术 概 述
微波是一种高频 电磁波 ,其频 率 在 30 0 × (  ̄30 }
1 0MHz 。通常 ,一些介质材料 由极性 分子和非 极性 分子组成 ,在微 波 电磁 场 的作用 下 ,介 质 中的极 性 分子从 原来的热运 动状 态转 为跟 随微波 电磁 场 的交 变 而排列 取 向,分 子 间就会 产生激 烈 的摩擦 。在 这
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专题论述
沥青路面养护中微波加热技术的应用
Q A u L o g ln I N P , I n —o g L
( l g w y Ad n sr t n o h a x r vn e Y l 0 0 C i a Yu i Hih a mi it i f a n i o i c , u i 7 0 , h n ) n ao S P n 1 9
内 ,损耗 的 微波 功率 与 电场 强度 和频 率厂 间有 之
下列 关系 :
到其 融化 状态 的效率 是不 添加 时 的3 7 。 ~倍
我 国 从 2 世 纪 9 年 代 末 开 始 该 领 域 的 研 中 , 为 真空 介 电常 数 ;占为 物 料介 电常数
H ha Eg er 道路工程 iw y nien g n g i
沥青路面养护中微波加热技术 的
应 用
钱 璞 ,李 龙 龙
榆林 7 9 0 ) 10 0 ( 西 省 榆 林公 路 管理 局 .陕 西 陕
摘 要 :介 绍微 波加 热 技 术 在 沥 青路 面 养护 中的 应 用 和 发展 ,探 讨 采 用微 波 技 术 进行 路 面病 害无 损检 测 的 工作 原理 ,提 出
微波加热技术在沥青路面养护维修中的应用研究
>104论文/THESIS微波加热技术在沥青路面养护维修中的应用研究张集海(重庆市綦江区交通局,重庆401420)摘要:沥青混凝土路面出现坑槽等病害后,如采用传统热补方法进行维修,存在效率低、工期长等问题,因而亟待研究一种修补速度快、维修效果好的沥青路面修补方法。
有研究表明,将微波加热技术应用于旧路病害养护,能够取得较好的效果。
目前,国内已有一些应用案例,但并未进入大规模推广阶段。
本文旨在通过对微波加热技术的研究,推动该技术在沥青路面养护中的应用。
关键词:微波加热技术;沥青公路;路面养护一、沥青路面微波加热技术概述微波的频率介于300兆赫与300千兆赫之间,波长分为8个阶段。
被微波加热介质由偶极分子组成,无电场下,偶极分子呈杂乱无序状态分布;直流电场下,偶极分子重新排列;交流电场下,偶极分子会随电场方向的改变而摆动。
目前,已有实验证明微波加热机理具有超热效应、产生电离分子、感应涡流损耗等特性。
由于微波在吸收性、穿透性、反射性方面具有优势,使得微波加热具有加热均匀、加热速度快且温度可控等特点。
沥青路面微波加热技术主要利用微波加热设备对破损路面加热。
20世纪70年代初,Bosisin等人利用微波加热技术修复沥青路面裂缝,经冬季荷载作用后,路面的各项性能依然良好;1988年,Al-Ohaly等人发现利用微波加热技术处理老化沥青混合料,能够大大提升其抗水损害能力;1989年,Hutcheso n等人在沥青混合料中添加微波吸收性能较好的材料,确保路面快速恢复;20世纪90年代末,我国开始研究如何将微波加热技术应用于沥青路面,其中,广东威特公路养护设备公司研发了基于微波加热的沥青路面现场热再生养护工程车,科研人员通过实验分析发现,经微波加热后,沥青混合料的稳定性并无明显变化,但沥青的针入度有所降低,这表明微波加热不会导致沥青混合料性能老化。
图1.路面修补方法二、微波加热对沥青混合料性能的影响高温条件下,沥青会产生复杂的物理化学变化,其中沥青组分改变、沥青老化会影响路面使用性能,使沥青路面产生裂缝等病害。
浅谈高速公路沥青路面养护新技术
浅谈高速公路沥青路面养护新技术高速公路沥青路面养护是保障道路安全和用户出行的重要环节。
随着科技的进步和发展,越来越多的新技术被应用于高速公路沥青路面的养护工作中,以提高养护效果和节省养护成本。
下面将就目前较为常见的一些高速公路沥青路面养护新技术进行简要介绍。
远程监控技术。
利用高速公路沥青路面远程监控系统,可以实时监控路面的运行状况和异常情况。
通过安装在路面上的传感器,可以获取路面的温度、湿度和压力等参数,并即时传输到监控中心。
监控中心可以根据数据分析,判断路面是否需要维修和养护,并及时采取相应的措施,从而有效避免因路面损坏而导致的事故和拥堵。
冷再生技术。
冷再生技术是将已损坏的沥青路面进行破碎、筛分、再度加热和搅拌等工序,使其重新成为可用的路面材料。
与传统的热再生技术相比,冷再生技术具有工艺简单、能耗低、环保无污染的优点。
通过冷再生技术可以有效降低养护成本,减少对原有资源的浪费。
微波加热技术。
微波加热技术是利用微波电磁波对路面进行加热,以提高路面温度和沥青的流动性。
相比传统的火焰加热方法,微波加热技术具有加热速度快、沥青损失少、操作简便等优点。
微波加热技术可以快速修补路面的裂缝和坑洞,提高路面的平整度和安全性。
聚合物改性技术。
聚合物改性技术是将聚合物添加剂与沥青进行混合,以提高路面的抗老化、抗裂和抗滑性能。
聚合物改性技术可以有效延长路面的使用寿命,减少因老化和裂缝而导致的路面损坏。
无机捏合料技术。
无机捏合料技术是将无机材料与沥青进行混合,形成一种具有自我修复功能的路面材料。
当路面出现微细裂缝时,捏合料会自动填充裂缝,防止裂缝扩大和发展,从而提高路面的耐久性和稳定性。
微波加热技术在沥青加热系统中的应用初探
沥青加 热是沥 青路面施 工与 日常 养 护 中一 道必不可 少的生 产工序 ,加热 方
式直接 影响沥青 的质量 、贮 运效 果和使
沥 青是一 种温感性 较强 的材料 ,只 有 在一定 温度下 ,才有较好 的流动 性 ,
制加热温度 散的砂 石
果 在沥 青加热过程 中 , 成沥青 温度过 造
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特 5 策 她 i 嘎
Sp i Pln ecal a
影响工程质量。 ( )生产成本 加热沥青需要消耗 3
用 ,以增加 层面的粘结 力 。因此 ,沥 青
一
的沥青 质分解 叠合生成 碳化物 ,高度叠
合 生成炭 青质 。碳 化物 和炭青 质的产 出
般不能单 纯作为胶体 材料 用在道路 工
严重影 响了沥青 的延伸 度和粘 结性 ,使
沥 青的 性质和使 用性能 变坏 。因此 ,如
程上 ,必须 与砂石材料 混合 在一起 ,在
们 的加热机理 为表面传导 式加热 ,所 以 加 热 温度 必须 高 于 沥 青要 求 的 加热 温 度 。但 这样易造 成沥青 的局部老 化 ,而 且 加热不均 匀 ,必然会 影响沥青 的使 用 质量 。而微波加 热可 以避 免传统 加热 方
式存在 的一些 问题 ,如 需要预 热、加 热
长安大学 道路施工技术与装备教 育部重点实验室 张青哲 西安交通大学 机械工程学院 贾 国华
西安市公路勘测设计所
王亚兵
U 削 舌
材料 粘结在 一起 ,形 成板体 ,达到 一定
的强度。
高 ,或 局 部 温 度 过 高 ,或 加 热 时 间 太 长 ,都 会不 同程度 地影 响沥青 的使 用性
微波加热技术在沥青路面修补中的应用
浅析微波加热技术在沥青路面修补中的应用摘要:微波加热技术是一项路面养护的新技术,本文介绍了微波加热技术修补沥青路面的施工步骤,以及微波加热技术的优点和施工时应注意的事项和局限性,最后提出微波加热技术的关键点和发展方向。
关键词:微波加热技术沥青路面热修补养护由于沥青路面良好的路用性能,沥青混凝土路面在公路路面中所占的比重越来越高,我国高等级公路中沥青路面占90%以上。
沥青路面在长期的使用过程中,由于日晒雨淋和车辆长期作用的结果, 不可避免会出现各种各样的损坏。
诸如坑槽、拥包、网裂和松散为表现形态的各种病害。
严重影响道路的通行效率, 且是不安全的重要因素之一如何保证沥青路面的养护质量,在沥青路面出现病害时,采取有效的方法或手段,及时地进行修复,同时对旧沥青混合料进行再生利用,又不使旧沥青混合料老化而降低混合料的路用性能,是沥青路面养护工作中的一项重要课题。
道路管理和养护部门迫切需要一种先进的沥青路面养护工艺及其配套的机械设备来解决这些问题。
沥青路面的病害的修复方法, 一般主要有常温修补或热修补方法。
常温修补的方法主要是利用人工或机械方式直接挖掘破损路面, 然后添加、压实新沥青混合料; 而热修补则是先对沥青路面进行加热,使混合料变为松软状态再进行铲挖。
1 微波加热技术简介利用微波能加热和烘干沥青料及加热修补沥青路面的方法, 在20世纪80年代国外一些发达国家就已经开始尝试了。
经研究发现, 微波加热沥青路面最大深度可达125 mm, 而且不会把表面烧焦。
此外,路面材料经微波处理后沥青料与聚焦料的结合黏性有明显的改善。
沥青路面在修补中由于采用快速加热, 不但可以减轻沥青材料的老化, 而且修补后的沥青表面抗水腐性能有所增强, 这样就可以进一步保证路面的修补质量。
同时, 微波加热技术在沥青路面修补中的使用带来的经济效益也是非常可观的。
据估算, 微波加热再生沥青路面比传统加热方法要节省30%~40%的费用。
微波加热技术还有一些特殊的应用, 如壶形坑洞的修补、纵向路面接缝的加热和修补、乳化沥青的加热拌和等。
微波加热技术在沥青路面养护中的应用与分析
车辆工程技术119工程技术1 工程概况某公路工程通车运营时间较长,近年来,由于沿线交通量和车辆轴载的急速增长,导致路面病害问题加重。
经现场勘查发现,本路段多为裂缝、车辙和坑槽病害,选取K10+000~K10+600段为试验段,全长600m。
根据病害情况,经多方讨论决定采用微波处置法进行路面病害修复。
2 沥青路面养护中微波加热技术应用要点2.1 车辙修复在交通荷载长期作用下,沥青路面很容易出现永久累积变形,即车辙。
作为沥青路面的主要病害之一,当产生车辙病害之后,将会大幅降低路面的平整度,并会影响车辆驾驶的舒适性和安全性。
造成路面车辙病害的原因较多,一般可将其分为4种类型,压密型车辙、失稳型车辙、结构型车辙和磨损型车辙。
根据现场调查发现,本工程多为失稳型类型和压密型车辙。
失稳型车辙是指在行车荷载剪切应力作用下,路面层材料将逐渐失稳,并形成凹陷、横向位移等现象。
压密型车辙是指由于施工碾压不到位,当工后车辆通行后,路面逐渐压密,进而产生压密型车辙。
为此,可根据车辙深度情况,合理选择微波修复处治措施。
(1)耙松施工措施。
根据微波修复具体施工过程,可合理选择车辙修复方案。
根据现行规定要求,针对失稳型车辙可采用耙松施工措施。
这是一种较为常见的微波车辙修复工艺,是指在加热路面病害部位后,先耙松局部表面层,随后碾压修复处治施工。
具体工艺流程如下:第一,清理原路面。
施工前,应确保施工作业面清洁、无污染。
要求清理干净施工区域内的杂质、积水、垃圾、尘土等,保证施工路面洁净、干燥。
第二,加热处理。
微波养护车就位,通过微波加热方式进行车辙病害部位加热处理。
第三,耙松。
病害区域加热软化后,需及时耙松表面层。
第四,喷洒乳化沥青。
为及时恢复病害区域的路面性能,可根据施工现场具体情况,均匀喷洒乳化沥青,特殊情况下,也需喷洒沥青再生剂。
第五,回填新料。
根据病害区域内旧料缺失现状,回填一定量的混合料新料。
第六,摊平与压实。
新旧料拌和后,可均匀摊铺到施工作业面。
微波在沥青路面养护中的应用
顺 便制 作 ,也 可利 用 沥青 路 面施 工 ,减 少 了浪 费 ,若 没 有沥
面 出 现 少 量 病 害 时 ,能 快 速 、及 时 修 复 。缺 点 是 该 车 没 有 加
易于 控制 。 波加 热 的热惯 性 极小 , 配 用微 机 控制 , 微 若 则 青 拌 和 机 ,也 可 购 买 沥 青 混 合 料 来 制 作 ,方 便 灵 活 。 当 路 特别 适宜 于加 热过 程 和加热 工艺 的 自动化 控 制 。
环 保 ,无 污 染 。 微 波 能 加 热 沥 青 混 合 料 ,不 会 产 生 有 毒 热 墙 ,不 能 对 沥 青 路 面 就 地 加 热 。
廷 气体和烟雾, 因此不会污染环境 , 微波能加热旧沥青混凝土 ,
节 能 高 效 。在 微 波 加 热 中 ,微 波 能 使 被 加 热 物 体 自 身 吸 沥 青 路 面 修 复 必 备 的 设 备 和 料 箱 , 箱 能 放 置 路 面 开 挖 的 旧 料 热 ,加热 室 壁和 加热 室 内 的空 气 及相 应 的 容 器都 不 会发 热 , 所 以 热 效 率 极 高 ,生 产 环 境 也 明 显 改 善 。 沥 青混 合料 和 沥青 混 合料 预制块 , 制 块可 在拌 和机 工 作时 , 预
一
一 拳红群
选 择 性 加 热 。 微 波 对 不 同 性 质 的 物 质 有 不 同 的 作 用 ,这 点 对于 沥青 路 面 的养 护 作业 极 为,采 取 有 效 的 方 法 或 手 段 ,及 时 地 进 行 修 复 , 同 的 吸 收 较 好 ,所 以 沥 青 路 面 中 含 水 量 高 的 部 位 ,吸 收 微 波 功
性 较 差 的 物 质所 需 的时 间 就 更 长 。
沥青路面现场微波加热再生模型与实验
沥青路面现场微波加热再生模型与实验随着社会经济的快速发展,交通运输行业一直处于高速发展阶段。
道路建设和养护一直是交通运输行业的重要组成部分。
沥青路面作为道路建设中的重要材料,其性能和养护方式一直备受关注。
而沥青路面的再生利用技术成为了目前路面养护的热点之一。
在沥青路面的再生利用技术中,微波加热再生技术被广泛认可为一种高效、环保的技术手段。
通过微波加热再生技术,可以将旧沥青路面进行再生,减少资源浪费,降低对环境的影响,同时也可以提高路面的使用寿命和安全性能。
为了实现对沥青路面现场微波加热再生模型与实验的深入了解,我们需要对其进行全面评估。
我们需要了解微波加热再生技术的原理和特点。
我们需要对现场微波加热再生过程进行建模,并进行实验验证。
我们需要对现场微波加热再生技术的优缺点进行评估,并给出个人观点和理解。
一、微波加热再生技术的原理和特点微波加热再生技术是利用微波在物料中的导致分子、原子和离子产生相对较大的运动能而产生的热效应,通过微波电磁场的加热效应将路面中老化的沥青材料加热到高温状态,再重新摊铺、压实形成新的路面结构。
微波加热再生技术的特点主要包括以下几点:1. 高效节能。
微波加热再生技术可以在短时间内将路面中的老化材料加热到高温,再进行重新摊铺、压实,省时省力,提高施工效率,降低施工成本。
2. 环保减排。
采用微波加热再生技术可以减少对新资源的消耗,减少对环境的影响,降低对大气的污染。
3. 提高路面性能。
微波加热再生技术可以提高路面的紧密度和平整度,延长路面的使用寿命,提高路面的安全性能。
二、现场微波加热再生过程的建模和实验验证现场微波加热再生过程的建模和实验验证是对微波加热再生技术进行深入了解的重要环节。
在建模过程中,我们需要考虑微波加热再生过程中的电磁场分布、热场分布、材料变形等因素,建立相应的数学模型,并进行仿真分析。
在实验验证过程中,我们需要设计合理的实验方案,选择适当的实验设备和材料,对微波加热再生过程进行实际操作,并进行数据采集和分析。
浅析微波加热技术在沥青路面修补中的应用
业主对 建筑工 程项 目_期要求 过紧 ,不 能正确合 理地给 m一个要 需 要 的经济资源 。技术方 面 ,在工 程设计T 作的前期 ,特别 是在工程 T 求工期 ,没有充 分考虑 工期缩 短对_ T程造价 的影响 。主管项 目的领导
进行 。
作风不 正派 ,乱卡乱要 ,不 能按合 同及时付款 ,也会影 响进度 的正常 较 ,在项 目设施 过程 中,技术措施 和施工方 案确定必 须有提前 量 ,做
微波加 热沥青 路面最 大深度 可达 1 5m 2 m, 而且 不会把 表面烧 焦 。此
之一如 何保证 沥青路 面的养护 质量 ,在沥青路 面 出现病 害时 ,采 取有 外 ,路 面材料 经微 波处 理后 沥青料 与 聚焦料 的结 合 黏性 有 明显 的改 效 的方 法或手段 ,及时 地进行修 复 ,同时对 旧沥 青混合 料进行再 生利 善 。沥青路面 在修 补 中由于采用快速加 热 , 不但可 以减轻沥青 材料 的 用 ,又不使 旧沥 青混合 料老化 而降低混 合料 的路 用性能 ,是沥青 路面 养护工 作中 的一 项重要课 题 。道路管理 和养护部 门迫切 需要一种 先进 的病 害的修复方法 , 一般 主要有常温修 补或热修 补方法 。常 温修补 的 新沥 青混合 料 ; 而热修 补则 是先对 沥青路 面进 行加热 ,使 混合料 变 为
3 业 主管理方 面的原 因 . 4
其 他资源 ( 物力 和人力资 源 ) 需求计 对 设计 技术 与 工程 进度 的关 系作 分 析 比
好 论证 、试验 、审批 、交底 等 工作 ,特别是 要做好 技术和质 量方 面的 过程控制 ,避免技术 方案滞后造 成停 T 、f 现质量 问题造 成返l f J T。 44 . 强化施 T进度计划管 理
微波加热技术在宁通高速公路沥青路面养护中的应用
微波技术用于沥青路面养护适用性的探讨
微波技术用于沥青路面养护适用性的探讨沥青路面混合料拌和过程中,需对集料、沥青和混合料进行加热,而不同加热方式会对材料的物理力学性能有很大的影响,如现行规范中已禁止沥青路面材料进行二次普通电加热拌合等。
为验证微波加热技术在沥青路面坑槽养护中的适用性,陕西中霖集团科研团队在研发微波坑槽养护车过程中,进行了多种试验研究。
最具有代表性的为通过微波加热集料、沥青及沥青混合料,对试验前后各性能指标进行对比分析试验。
一、微波加热原理分析微波在电磁波谱中介于红外辐射(光波)和无线电波之间,又称超高频,其波长在1mm~1m之间,频率在300~300×103MHz的电磁波。
用于加热技术的微波波长一般固定在12.2cm或33.3cm。
关于微波加热的原理,一般认为:微波振动同物质分子偶极振动有相似的频率,在快速振动的微波磁场中,物质分子的偶极振动尽力同微波振动相匹配,而分子的偶极振动通常落后于微波磁场,这样物质分子吸收电磁能以数十亿次的高速振动产生热能,因此微波对物质的加热是从物质分子出发的,称为“内加热”。
而传统的加热方法如回流则是靠热传导和热对流来实现的,即“外加热”。
通常,一些介质材料由极性分子和非极性分子组成。
在微波电磁场的作用下,介质中的极性分子从原来的热运动状态转为跟随微波电磁场的交变而排列取向。
例如:采用的微波频率为2450MHz,就会出现每秒4亿5千万次交变,分子间就会产生激烈的摩擦。
在这一微观过程中,微波能量转化为介质内的热量,使介质温度呈现为宏观上的升高。
由此可见微波加热是介质材料自身损耗电磁能量而加热。
微波加热的基木条件是:物体本身要吸收微波。
二、微波对集料性能影响研究分析选取了闪长岩、玄武岩与石灰岩三种比较典型的路面集料进行了微波对它们作用后的较有代表性的力学性能:压碎值、磨耗值及坚固性进行试验研究。
由3.6图可知,微波加热三种集料后的压碎值呈下降趋势,说明集料通过微波多次加热后其压碎性能逐步提高,从而初步判断出微波加热集料后的力学性能得到了提高。
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浅析微波加热技术在沥青路面修补中的应用
摘要:微波加热技术是一项路面养护的新技术,本文介绍了微波加热技术修补沥青路面的施工步骤,以及微波加热技术的优点和施工时应注意的事项和局限性,最后提出微波加热技术的关键点和发展方向。
关键词:微波加热技术沥青路面热修补养护
由于沥青路面良好的路用性能,沥青混凝土路面在公路路面中所占的比重越来越高,我国高等级公路中沥青路面占90%以上。
沥青路面在长期的使用过程中,由于日晒雨淋和车辆长期作用的结果, 不可避免会出现各种各样的损坏。
诸如坑槽、拥包、网裂和松散为表现形态的各种病害。
严重影响道路的通行效率, 且是不安全的重要因素之一如何保证沥青路面的养护质量,在沥青路面出现病害时,采取有效的方法或手段,及时地进行修复,同时对旧沥青混合料进行再生利用,又不使旧沥青混合料老化而降低混合料的路用性能,是沥青路面养护工作中的一项重要课题。
道路管理和养护部门迫切需要一种先进的沥青路面养护工艺及其配套的机械设备来解决这些问题。
沥青路面的病害的修复方法, 一般主要有常温修补或热修补方法。
常温修补的方法主要是利用人工或机械方式直接挖掘破损路面, 然后添加、压实新沥青混合料; 而热修补则是先对沥青路面进行加热,使混合料变为松软状态再进行铲挖。
1 微波加热技术简介
利用微波能加热和烘干沥青料及加热修补沥青路面的方法, 在20世纪80年代国外一些发达国家就已经开始尝试了。
经研究发现, 微波加热沥青路面最大深度可达125 mm, 而且不会把表面烧焦。
此外,路面材料经微波处理后沥青料与聚焦料的结合黏性有明显的改善。
沥青路面在修补中由于采用快速加热, 不但可以减轻沥青材料的老化, 而且修补后的沥青表面抗水腐性能有所增强, 这样就可以进一步保证路面的修补质量。
同时, 微波加热技术在沥青路面修补中的使用带来的经济效益也是非常可观的。
据估算, 微波加热再生沥青路面比传统加热方法要节省30%~40%的费用。
微波加热技术还有一些特殊的应用, 如壶形坑洞的修补、纵向路面接缝的加热和修补、乳化沥青的加热拌和等。
1.1微波加热系统的主要构成
(1)微波加热系统是由磁控管、电源、波导、天线或谐振腔以及微波隔离装置构成;(2)磁控管是真空电子管的一种,通常作为微波能发生器;磁控管按工作状态分,分为脉冲磁控管和连续波磁控管,微波加热主要采用连续波磁控管;(3)电源是驱动磁控管起振并产生微波的装置;(4)波导承担微波的传送;(5)天线负责发射微波;(6)炉腔是微波加热的腔体;(7)微波隔离装置包括微波屏蔽炉门或微波屏蔽装置等。
1.2微波加热技术施工的主要步骤
a) 路面加热。
使用路面加热设备加热路面,由于微波的特性,最大加热深度可以达到15~18㎝,加热效果最好是8~12㎝。
b) 添加活性剂。
微波路面养护设备上面带有乳化沥青喷洒装置,用气压原理把乳化沥青喷洒在翻松的沥青混凝土上。
c) 加入新的沥青混合料。
威特综合养护车如微波王、风驰上带有沥青混合料加热装置,只需用做好的混合料块加热就可以了。
d) 压实。
微波王、灵特养护车上面都带有压路机。
根据病害大小选择冲击夯或压路机对中层进行碾压。
e) 洒沙。
为了提高路面表面的抗滑能力,提早开放交通,最好在压好的路面上均匀喷洒少量的乳化沥青,并撤上一层干净的细砂。
2 微波加热技术的特点
热修补技术主要有红外线加热技术和微波加热技术,本文主要就这两种加热技术进行比较。
虽然目前红外加热技术在沥青路面现场维修中到广泛使用, 但由于采用连续辐射加热方式, 在对沥青路面加热时, 一方面路面面层会被烧焦, 另一方面, 路面内层没有达到施工温度, 降低了路面的实际施工质量。
而微波加热则可以弥补传统加热方法的不足, 更适合于沥青路面现场维修。
经过对微波加热技术的使用与研究发现, 微波加热沥青材料具有以下显著优点:
a) 生产效率高。
微波加热是使加热物体本身成为发热物体, 不需要热传导过程, 特别适合短时间内对热传导较差的物质迅速加热的要求。
微波加热迅速, 热惯性小, 加热均匀, 特别适宜有严格加热规范的领域。
因此, 应用微波加热沥青材料可显著提高路面维修的生产效率, 提高路面质量.
b) 控制及时。
采用微波加热, 接通电源几分钟即可正常运转, 调整微波输出功率, 物料的加热情况立即无惰性地改变, 便于进行自动控制和连续生产。
电磁波的穿透力均匀, 不论物体形状如何, 都能被微波均匀穿透, 不会产生外层烧焦而内层未加热的现象。
c) 热效率高。
目前, 微波系统将50 Hz 的交流电转换成材料中的热, 效率通常在90%左右, 随着微波管效率的提高将进一步提高微波加热的效率。
d) 微波加热清洁卫生, 无污染。
只要满足一定的技术规范和卫生标准, 采用合适的防泄漏措施, 使用微波是安全的。
采用微波加热沥青将使旧沥青的回收效率进一步提高, 同时避免了传统加热方法对周围空气的污染。
e) 节约了沥青和砂石材料,减少了浪费。
无废水、废气、废物产生,也无辐射遗留物存在,其微波泄漏也确保大大低于国家制定的安全标准,是一种十分
安全无害的高新技
f) 选择性加热。
微波对不同性质的物质有不同的作用,这一点对于沥青路面的养护作业极为有利。
因为水分子对微波的吸收较好,所以沥青路面中含水量高的部位,吸收微波功率就多于含水量较低的部位;路面中的水比其他路面材料吸收微波的能力强,故水受热高于其他路面材料,这有利于水分温度上升,促使水分蒸发,这对保证沥青路面的修补质量有利。
选择性加热的特点有:自动平衡吸收微波,避免沥青混合料加热时发生焦化。
g) 改善劳动条件。
微波加热设备本身不发热、不辐射热量,所以大大改善了劳动条件,而且设备结构紧凑,养护施工现场占用道路面积较小,减少了对道路交通的干扰。
3 微波加热技术应注意的事项
采用微波加热,安全问题也成为关注的重点。
微波虽有很多的优点,但它一旦泄漏,将会对操作工人造成伤害,目前一些发达国家都有微波养护作业方面应用的试验,但因防微波泄漏技术没有取得突破,而没有进入实用阶段。
如何控制微波泄漏,是微波加热设备设计者考虑的重要一环。
广东威特公司的沥青路面综合养护车配备的两套微波加热系统:路面加热器采用3重屏蔽网,四角限位装置,确保无微波泄漏;辅料加热器采用双重门关闭设计,内置金属屏蔽条;路面加热器和辅料加热器都有微波检测报警系统;两种加热器外部实测微波辐射小于3mW/cm2,低于国家5mW/cm2的安全规定,使用安全可靠。
4 微波加热技术的关键点
4.1微波加热技术的局限性
微波加热一起实用性和经济性在高等级公路养护中必定会产生客观的经济效益和社会效益,应用前景广阔。
但微波加热也有其局限性,表现在:
a) 微波加热要求的电能较大,在电能紧缺的地区受到限制。
b) 由于微波对人体有伤害,在设计加热容器时应考虑一直微波泄露问题。
c) 微波加热沥青路面非均匀介质加热梯度和深度控制问题需要进一步深入研究。
4.2微波加热技术的关键点
微波加热是一种新的加热方法, 它具有加热的即时性、整体性、选择性、高效性和安全性的特点, 但与其他加热方法相比, 目前对微波加热的研究还不够深
入, 要充分发挥微波加热的优越性, 尚必须进行更加广泛和深入的研究, 主要包括:
a) 进一步完善微波加热对沥青性能指标的影响, 并进行定量化研究。
b) 一般的微波加热是在密封的金属容器中进行的, 没有放射线危害和有害气体排放, 是一种安全高效的加热技术。
但是应用于路面加热修补时, 应充分研究加热装置的结构设计, 保证微波加热方式的安全性。
c) 加强微波加热工艺以及微波加热设备的综合研究与开发, 实现微波加热的在线检测与控制。
5 结论
随着公路建设的发展,交通量不断增多,交通荷载不断增大,在公路养护中,修复的及时性、稳定性、耐久性、经济性非常重要,而先进的微波技术在沥青路面养护中的应用,给解决这个问题提供了新的技术方法和手段。