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热再生技术在沥青路面病害修补中的应用

随着我国高速公路建设的迅猛发展，高速公路养护特别是沥青路面预防性养护工作正逐渐受到各级高速公路管理部门的高度重视。岳阳市107国道管理处是经市委、市政府批准成立的副处级事业单位,隶属市公路局管辖,主要负责岳阳市境内165.391公里国道的建设、养护、管理和征费工作。下设临湘所、皇姑塘所、新市所和通衢兴路公司，均为正科级事业单位。建处11年来，多次被省、市交通公路主管部门评为养护管理和征收工作先进单位。我单位在2004年就开始高速公路养护工作,主要从事岳阳至长沙的京珠高速公路段的养护，并于2005年从美的威特公司购买了微波沥青热再生设备，在高速公路养护工作中效果显著。

一、有关高速公路养护工程分类和处治对象探讨

1养护工程的作业分类

按照养护工程性质、规模，交通部《公路养护工程管理办法》将公路养护工程基本分为保养、小修、中修、大修和改建。该分类方法主要偏重工程规模而忽视了工程性质，如果再综合考虑养护工程的性质、内容、时效等因素，公路养护工程作业也可以按日常养护、预防性养护和专项养护进行分类。

(1)日常养护:主要指对公路、桥梁、隧道、涵洞及其沿线防护和附属工程的保养、维护工作。养护是通过人工、机械或辅助专用工具所进行的经常性、制度性作业，一般不改变工程对象的结构，也基本不需要工程材料。它应该是保持公路经常处于良好技术状态最基础的养护作业活动。

(2)预防性养护:主要是指为保持或改善公路、桥梁、隧道、涵洞等主体工程的营运功能而实施的基本不改变工程内部结构的技术工艺。养护是通过专门的技术措施在最佳的时问对合适的主体工程对象所进行的特别作业，一般也不改变工程对象的结构，主要是在工程的上部或外部实施，但需要动用工程材料、机械进行专业施工。它应该是保持公路经常处于良好技术状态、最应提倡的养护作业活动。

(3)专项养护:主要是指针对公路、桥梁、隧道、涵洞及其沿线防护和附属工程的结构性恢复或补强而实施的一系列工程措施。它既针对不同的工程对象，又针对各工程对象的不同缺损或病害，因此只有工程性质区别而没有规模之分。专项养护同样也要求是在最佳的时问对合适的主体工程对象及时进行专项作业。它应该是为了保持公路经常处于良好技术状态的、最有效的养护作业活动。

2养护工程的处治对象

在养护工作中一般把养护处治对象统称为病害，而通常又认为病害基本上都是在通车运营以后才发生的。但随着大家对公路养护特别是高速公路养护工作的重视，工程设计、施工等前期建设所遗留问题也已引起广泛关注。综合以上相关因素，养护工程处治对象应该包括缺陷、隐患和病害三个方面。

(1)缺陷:是指公路、桥梁、隧道、涵洞及其沿线防护和附属工程结构设计或施工上的欠缺或不完善。缺陷基本上属于设计或施工遗留问题。

(2)隐患:是指公路、桥梁、隧道、涵洞及其沿线防护和附属工程结构设计或施工上的缺陷、新技术或施工工艺自身特点所附带的负面或潜在不利因素对保持工程主体良好技术状态所造成的困难或威胁。隐患基本上属于设计、施工或工艺技术附带问题。

(3)病害:具有一定的形式、一定的数量表现的已经危害工程主体使用或影响其耐久的现象或存在。病害首先是已有缺陷、隐患的暴露与发展，然后就是后期运营上的大交通、超载和水损害等引起的影响行车或工程结构耐久性的现象或问题。

二、微波热再生技术简介

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。目前采用的比较多的是微波热再生技术和红外线热再生技术。我单位主要使用了微波热再生技术。

1、微波热再生技术的特点如下：

(1)加热速度快。微波加热是使加热物质本身成为发热体，称之为内部加热方式。不需要热传导的过程，内外同时加热。因此能在短时间内达到加热的效果。

(2)加热均匀。常规加热方法为提高加热速度，就需要升高加热温度，容易产生外焦内生现象。而微波加热时，物体各部分通常都能均匀渗透电磁波，产生热量，因此均匀性大大改善。

(3)节能高效。在微波加热中，微波能只被加热物体自身吸引而生热，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。

(4)工艺先进、易于控制。微波加热只需有水，只要控制微波功率即可实现立即加热或终止。微波加热的热惯性极小，若配用微机控制，则特别适宜用于加热过程和加热工艺的自动化控制。

(5)占地面积小。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。

(6)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，有利于水分温度上升，促使水分蒸发，对保证沥青路面的修补质量有利。

(7)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。

(8)安全无害。微波能加热沥青混合料，不会产生有毒气体和烟雾，因此不会污染环境，微波能加热旧沥青混凝土，只要沥青混合料没有完全老化，就可以使旧沥青混合料再生。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降低，是一种十分安全的高新技术。

损的传统冷修补法和利用红外线辐射板加热破损路面进行修复的红外线加热修补法。三种方法的优劣点如下：

1冷修补法

优点：方便灵活，设备投入少，维修成本相对较低，每平方综合维修费用为70～80元。

缺点：维修效率低，存在弱接面等问题，而且修补质量难以保证。虽然维修时坑壁四周涂刷了粘层沥青以增强新旧沥青混凝土的粘接度，但在交通量较大的情况下，雨水还是会从新旧沥青混凝土的弱接缝处渗透下去，造成二次损坏。同时，冷修补法修补的热沥青料须要专用的沥青拌和设备拌和，才能保证修补料的质量。而拌和设备一次出料在几十吨，甚至上百吨，但是每个坑槽的修补一般用量在1吨左右，因此不可能为修补一个坑塘开启拌和设备。而且由于成本原因，不是每个高速公路管理单位都有自己的拌和设备。如从周边购买拌和好的沥青混合料，一是购买材料的规格不统一，不一定都能适合沥青面层修补；二是只有拌和场出料时，才能进行维修，不能满足高速公路养护及时性的要求。该方法只适合交通量小，道路等级较低的路面，高速公路应该避免使用。

2红外线热修补法

优点：维修界面热粘结，维修质量较传统冷补法有保证。

缺点：①维修效率较低，一次性加热较浅，深度只有2～4㎝。实际应用时，根据坑槽“浅洞深补”的维修原则，一般修补深度都在中面层以上，即10～12 ㎝，需要多次加热才能完成修补工作，降低了维修效率；②加热温度不均匀，易烧焦表面沥青，影响维修质量。根据维修时的实测温度，加热10min后，上层沥青超过300℃，而4㎝以下沥青仅为60℃。而且加热时间稍长就可能烧焦表面沥青，影响维修质量。在实际应用时，为保证维修质量，往往需将1cm左右的面层去除。③设备投入和维修成本相对较高。

3微波养护技术

优点：（1）质量好微波技术修补路面，解决了传统冷挖补修补工艺的弱接缝问题，使修补处的沥青混合料与原路面形成一个整体，连接更加紧密，减小了出现病害维修中“补中补”的几率。（2）效率高微波加热可在短时间内使物体的温度迅速提高，微波渗透力强，一次性加热深度为8～16cm；加热均匀，根据机场路维修时的实测温度，常温下用微波加热15min后，上面层温度在110～160℃，中面层温度在100～90℃。因此，在修补路面时，该设备能有效缩短维修路面加热时间，提高维修效率。根据我们对坑槽修补实例的现场计算来看，一般情况下，微波技术修补时间比红外线热修补时间缩短30％左右。⑶用料省由于微波加热对沥青混合料性能的影响很小，不会产生红外线加热修补法中沥青焦化现象。因此，在维修路面时，只需在旧料中添加适量的乳化沥青和新料，可继续使用，节约了用料成本。⑷污染少微波养护维修技术可对沥青混合料就地再生利用，减少了废料的产生，保护了环境。

缺点：设备投入和维修成本相对较高。

综上所述，虽然微波养护技术的前期设备投入高，但其维修用料成本较低，维修质量好，寿