ECA 罩面瀝青路面就地熱再生溫度場研究

吳鍵華 楊振海

（1.重慶交通大學，重慶 400074；

2.江蘇寧宿徐高速有限公司，江蘇 宿遷 223800）

在行車荷載和自然環境的作用下瀝青路面會出現不同程度的病害[1]。這時就需對公路進行大、中修，就地熱再生就是一種可回收再利用的綠色養護技術[2]。但當前主要通過路表溫度和銑刨后的路槽溫度來控制加熱溫度，無法得知內部溫度場狀況，所以本文通過埋設溫度傳感器、改變加熱機速率和功率來監測加熱時路面內部溫度，揭示溫度的分布狀況，以推薦合適的加熱工藝。

1 研究方案

1） 原路面結構，在S49 新揚高速公路揚新方向K162+650～K161+850 埋置溫度傳感器，路面結構為：2.5cmECA-10+4cmSMA-13+6cmAC-20+7cmAC-25，分別在路表下2cm、4.5cm、5.5cm、6.5cm 處埋設傳感器，選取9 個樁號。

2） 溫度監測方案，僅考慮加熱機速率、功率對路面加熱效果的影響。本文在進行溫度監測時，始終保持3 臺加熱機進行加熱，且加熱機的間距為3m。加熱機的速率是可以通過操控按鈕直接進行調節，而加熱機的功率與油風比和開的加熱槍嘴的數量有關，本次溫度監測保持油風比不變，將每臺加熱機加熱噴嘴的數量定為4 個、3 個、2 個以區別加熱機功率的大小。

2 就地熱再生施工監測溫度分析

1） 速率影響分析，將加熱機的功率保持為中，速率調為2m/min、3m/min 和3.5m/min，所測得的具體溫度如圖1 所示。

圖1 溫度監測結果

從圖1 可以看出：隨著加熱機加熱，溫度傳感器測得各埋置深度的溫度逐步升高。第一臺加熱機加熱結束時，溫度傳感器測得各埋置深度的溫度變化較小。第二臺加熱機加熱結束時，溫度傳感器測得各埋置深度的溫度升高，尤其是深度在0～4.5cm 的溫度傳感器，溫度上升趨勢較為明顯，這是因為瀝青路面不是理想的熱傳導體，加熱溫度從瀝青路面路表向下傳導需要一定時間。第三臺加熱機加熱結束時，溫度傳感器測得各埋置深度的溫度再次升高。

對比相同功率不同速率的加熱效果，加熱機速率為2m/min 的加熱效果最好，加熱機速率為3.5m/min 的加熱效果最差。加熱機的速率越慢，加熱效果也就越好。

2） 功率影響分析，在研究加熱機速率對瀝青路面路表溫度場的影響時，將加熱機的速率調為3m/min，并始終保持不變，將影響加熱機的功率的加熱噴嘴分別調為2、3、4 個，各樁號以及各埋置深度加熱結束后的具體溫度如圖2 所示。

圖2 溫度監測結果

從圖2-2 可以看出：隨著加熱機加熱，溫度傳感器測得各埋置深度的溫度逐步升高。第一臺加熱機加熱結束時，溫度傳感器測得各埋置深度的溫度變化較小。第二臺加熱機加熱結束時，溫度傳感器各個埋置深度的溫度都有了加大提高，尤其是埋置深度在0～4.5cm 的傳感器。當第三臺加熱機加熱結束時，溫度傳感器各個埋置深度的溫度均有再次提升。

對比相同速率不同功率的加熱效果，功率為大的加熱效果最好，功率為小的加熱效果最差。加熱機的功率越大，加熱效果也就越好。

3 紅外溫槍實測溫度分析

在埋設溫度傳感器進行溫度監測的同時，通過紅外溫槍對加熱后的路表、路槽溫度進行量測。九個樁號（K162+650-K161+850） 的路槽溫度（℃） 分別為101、99.5、90.1、88、77.9、76.4、94.3、88.3、83.2。

埋深4.5cm 的溫度與路槽溫度有一定的溫度差，這個溫度差來源于以下三個方面。首先，在用瀝青封鉆孔時，鉆孔中留有部分空氣，溫度傳感器沒有與路面形成貼合，導致了傳感器的采集溫度存在一些誤差；其次，SBS 改性瀝青作為封孔的材料，在導熱性上與原路面材料有差異；最后，在埋設溫度傳感器時，傳感器埋設的深度存在一定的誤差。這也導致了傳感器采集的溫度與紅外溫槍測得的溫度存在一定的誤差，這個誤差在5%之內，屬于可接受誤差范圍。

4 結語

1） 加熱機的速率越慢，路表以下各深度的受熱效果也就越好。施工中，加熱機的速率可以保持在3m/min 左右，保持這個加熱速率既能保證加熱效果達到要求，同時也不會影響到施工進度和原路面瀝青的性能。2） 加熱機的功率越大，路表以下各深度的受熱效果也就越好。施工中，加熱機的功率可以保持在每臺加熱機開3 個槍嘴，并根據實際的天氣情況以及加熱機運行情況做出實時調整，這樣可以保證加熱效果達到要求。