高速公路瀝青路面缺陷微波加熱養護技術研究

摘要 當前，針對高速公路瀝青路面缺陷，養護加熱多采用單次處理方式，導致路面溫度難以掌握控制，容易引發路面荷載性能下降等問題，為此，文章提出對高速公路瀝青路面缺陷微波加熱養護技術設計研究。根據既定實際工程施工需求及標準，通過開展對瀝青路面的定向清理，采用循環加熱方式控制路面的加熱溫度，綜合微波加熱技術實現對老舊路面的循環加熱及翻松作業，以此為基礎對路面復拌并完成二次加熱，通過路面攤鋪碾壓及加鋪再生完成微波加熱養護處理。施工測試結果表明：通過對4 個路段經過微波加熱氧化之后，瀝青路面的荷載值均達到了550 kN 以上，說明養護技術對于高速公路瀝青路面缺陷的處理效果更佳，路面承載能力得到顯著提升，具有實際應用價值。

關鍵詞 高速公路；瀝青路面；路面缺陷；微波加熱；養護技術；路面維護

中圖分類號 U418 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）15-0102-03

0 引言

目前，瀝青路面是較為常見的路面鋪設方法，其修補法也可以劃分為熱補法和冷補法。熱補法的針對性以及應用效果相對較好，維護過程中的限制條件較少，成本可控[1]。熱補法還分為傳統加熱修補法和就地加熱修補法，微波加熱養護技術便是就地加熱修補法的其中一種[2]。其實，高速公路瀝青路面所形成的缺陷，大多數為壓力過大超出路面承受荷載所造成的，多為裂縫、沉降以及斷裂等缺陷，而微波加熱養護處理對于環境的要求并不高，還可以綜合超熱效應、PMF 效應以及光化學聚焦等方法進行輔助，以此來進一步強化最終的維護養護效果[3]。但是，微波加熱養護技術對于設備以及處理流程的要求相對較高，為此提出對高速公路瀝青路面缺陷微波加熱養護技術的多方向研究與驗證分析。為確保最終測試結果的穩定性與合理性，選定較為真實的高速公路工程作為測試的主要背景，結合實際施工建設中存在的問題，構建更為靈活、多變的加熱養護結構，營造穩定、安全的施工環境，均勻微波加熱，強化穿透能力，為后續公路瀝青路面缺陷的處理以及養護技術的創新提供參考依據。

1 工程概況

此次主要是對高速公路瀝青路面缺陷微波加熱養護技術的實際應用效果進行分析和研究，考慮到最終測試結果的真實性與可靠性，選定D 高速公路建設工程作為測試的主要目標對象。此工程已完成并通車一段時間，但是近年來，隨著附近沿線來往車輛的日益增多，路面承受的壓力逐漸增大，高速公路路面的病害情況也愈加嚴重，其中較難控制的便屬于瀝青缺陷產生的一系列問題[4]。

瀝青路面的缺陷覆蓋范圍以及深入程度是相對大的，包括路面裂縫、車轍、松散、沉降以及塌陷等，均對日常的車輛運行造成阻礙，嚴重的甚至威脅人們的生命安全[5]。具體如圖1 所示。

根據圖1 所示，完成對D 高速公路建設工程瀝青路面缺陷種類的調研和分析。不僅如此，該工程由于維護不到位，處理技術單一，導致缺陷問題向外擴延，橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂沉陷以及坑槽等問題更加嚴重，最終導致整合路面沉降程度加深，經過重建加固之后，基本可以恢復使用。接下來，綜合微波加熱養護技術，進行后期的維護與處理，延長使用壽命[6]。

2 設計公路瀝青路面缺陷微波加熱養護技術

2.1 瀝青路面清理

路面處理主要是對加熱區域進行整合處理，針對裂縫車轍等存在的問題做出具體標定，為后續的微波加熱養護營造穩定、安全的應用環境[7]。通常情況下，車轍這一類的瀝青路面缺陷分布范圍較廣，且連成片，分布于整個路段。經過調研分析，D 高速公路建設工程的車轍平均深度在3.5～5.5 mm 之間，較為嚴重，對于公路的應用也形成了較大的阻礙。

可以利用專業的掃除設備對車轍上的沙礫、塵土等進行處理，保證路面干燥整潔即可。而存在的裂縫大致可以劃分為橫向裂縫和縱向裂縫兩種，且路面局部還發現了一部分龜裂情況，深度在2.5 mm 以內。采用高壓吹掃的方式，將裂縫中的雜質砂石清理干凈，以待后續的微波加熱養護處理。

2.2 舊路面微波循環加熱

舊路面加熱對于溫度以及設備的靈敏度要求均相對較高，為確保路面加熱的速度以及質量，選擇再生機組加熱系統進行處理。以微波加熱和熱風循環加熱組合的形式對D 高速公路瀝青路面進行加固與維護。首先，將燃料投入燃燒爐內燃燒產生熱量，利用電熱絲發熱將周圍的空氣加熱至最高溫度，此時，通過大型的風機或者傳輸管道進行熱能量的引導，熱空氣瀝青路面不斷吹動，熱對流實現對瀝青路面的基礎性加熱。

待溫度達到一定的標準之后，采用微波加熱技術，進行第二階段的加熱處理，這部分主要是以微波加熱的方式展開進行。瀝青混合料在電磁場的作用下，內部的分子和成分會發生一定的改變，重新排列取向，在這個過程中，瀝青混合料會逐漸摩擦加熱，同構存在的介質產生熱量以此來達到加熱的目的，具體如圖2 所示。

根據圖2 所示，完成對微波循環加熱原理的設計與分析。微波加熱時間相對較短，施工效率高，應用過程中所產生的溫度也相對較小一些，整體的加熱針對性要強，均勻性好，所以日常的利用率更高。利用建設的微波加熱墻，進一步加快實際的公路瀝青路面的加熱速度，提升對溫度的控制，一般微波加熱溫度大概保持在500～700 ℃之間即可，如此反復，直到完成加熱任務。

2.3 翻松施工

完成對瀝青路面的加熱之后，根據路面缺陷位置進行后續的翻松施工作業。這部分一般是為了將加熱軟化的路面重新翻動，對于凹陷、凸起的位置平整壓實。由于瀝青路面加熱之后為舊瀝青混合料，黏度較高，所以，施工過程中可以使用銑刨進行處理，確保路面的翻松深度以及均勻性。銑刨翻松共需要三次，主要是在翻松路面時對其粗糙度進行把控，具體如表1 所示。

根據表1，完成對翻松路面粗糙度的進一步把控。接下來，經過三次的攪拌翻松后，此時的瀝青混合料黏度更大，可以與再生混合料黏連得更加牢固。此時，使用轉子銑刨上面的鋼制刀頭，依據實際情況對瀝青混合料進行正切或者反切，降低其中的牽引阻力，在完成翻松之后，如果粗糙度在合理的范圍之內，瀝青路面的平整度將會大大提高，為后續的施工提供便利條件。

2.4 復拌及二次加熱

翻松對于瀝青路面缺陷的處理是遠遠不夠的，為了進一步增強路面的承壓能力和平整度，需要對舊瀝青混合料進行復拌處理，測算出此時瀝青路面的粗糙度，具體如公式（1）所示：

式中，H—— 瀝青路面的粗糙度；x—— 定向牽引阻力； —— 主承壓路段；u—— 路段數量； —— 攪拌次數。綜合上述測算，完成對測試瀝青路面粗糙度的計算，對其進行比照研究，確保粗糙度在合理的范圍之內，環境穩定，接下來進行復拌作業及處理?？梢韵仍诎韬脱b置中添加攪拌舊料與再生劑，攪拌均勻之后，再添加新瀝青混合料，把混合料卸入新料供給料斗內，使用刮板將料器送到攪拌筒內部，調整攪拌筒內的攪拌葉角度，一般控制在35～55° 左右即可，增強攪拌的速度和精細度，確保復拌的質量。隨后，針對所標定的路面，進行二次微波加熱處理。過程中針對還未平整的瀝青路面進行最后的調節與處理，填料壓實，確保路面無需處理之后，逐漸降低微波加熱的溫度，直至恢復常溫即可。

2.5 路面攤鋪碾壓

所謂瀝青路面的攤鋪處理，主要是針對路面的施工深度和寬度，對復拌加熱后的路面進行鋪設修整，確保其實際的建設質量，一定程度上也可以增加公路的承壓能力。先采用封層加固養護的方式，對標定的瀝青路面缺陷位置連續鋪設瀝青混合材料，同時實現防滑、防水和修復的目的。以此為基礎，還需要在原瀝青路面上均勻地撒下一層混合骨料作為路面的第二攤鋪層，這樣可以進一步增加路面的厚度。當超負荷車輛運行經過時，能夠有效延緩對路面的沖擊，更好地增強承壓能力，提高了行車的安全性與舒適性。完成攤鋪之后，需要對瀝青路面進行平行壓實處理。在施工路面選定4 個壓實測試點，依據實際需求，進行壓實度的設定，如表2 所示。

根據表2 所示，完成對瀝青路面壓實度的設定后，選擇寬度在3.5 m 的壓實機器對路面進行反復碾壓，直至路面成形，不存在沉降等問題。

2.6 加鋪再生完成微波加熱養護處理

完成路面的攤鋪碾壓之后，接下來進行加鋪處理。在壓實的路面上再鋪設一層新的瀝青混合料，采用分路段處理的方式，確保各個路段的加鋪厚度一致，加鋪橫斷面如圖3 所示。

根據圖3，實現對加鋪橫斷面的分析。加鋪再生可以改善路面的摩擦性能、提升路面的承壓強度，增強支撐能力，一定程度上進一步延長了公路的使用壽命。

3 結果分析

綜合上述設計分析，結合微波加熱養護技術，對D公路工程的養護效果進行比照分析。在該路段選定4 個區域作為測定的目標對象，選擇三種不同類型的卡車逐一通過對應路段，利用專業的設備及儀器進行瀝青路面荷載值的測定，具體如表3 所示。

根據表3 所示，完成對測試結果的分析：針對4 個路段進行測定，經過微波加熱氧化之后，瀝青路面的荷載值均可以達到550 kN 以上，說明此種養護技術對于瀝青路面缺陷的處理效果更佳，公路的承載能力得到了顯著提升，具有實際的應用價值。

4 結語

綜上所述，該文對高速公路瀝青路面缺陷微波加熱養護技術進行分析和驗證研究，此次針對真實的高速公路建設施工背景，融合微波加熱養護技術，所構建的養護結構更加靈活、多元，針對性也更強。在復雜的背景環境下，分析瀝青路面缺陷的成因，制定多方向的應對方案，從行車荷載、自然環境、外部沖擊等因素進行后期模擬，對施工處理流程做出合理調節，以此來進一步提升公路行車的舒適性以及安全性，降低交通安全事故的發生概率，推動瀝青路面微波加熱養護技術的發展邁入一個新的發展臺階，具有重要的創新意義。

參考文獻

[1] 李永浩， 孫廣超， 陳俊杉. 高速公路瀝青混凝土路面性能評價及養護技術分析[J]. 黏接， 2022（7）： 133-136.

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[4] 崔凱. 基于Novachip 超薄磨耗層的高速公路瀝青路面養護技術[J]. 四川建材， 2021（11）： 105-106+108.

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