和真

摘 要：改革開放以來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速騰飛，公路建設(shè)取得了令人矚目的成績(jī)，通車?yán)锍讨鹉暝鲩L(zhǎng)。瀝青路面因其自身優(yōu)勢(shì)在高速公路建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，然而，在行車荷載等因素長(zhǎng)期影響下，路面病害情況加劇，常見路面損壞形式包括坑槽、車轍、裂縫等，如何快速、有效修復(fù)路面病害，改善路面使用性能成為了當(dāng)前亟待解決的問題。微波加熱技術(shù)用于舊路病害養(yǎng)護(hù)維修，可大幅提高施工效率，且具有良好應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：微波加熱技術(shù);瀝青路面;養(yǎng)護(hù)維修

0 引言

近年來，我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)取得了令人矚目的成績(jī)，通車?yán)锍萄杆僭鲩L(zhǎng)。然而，在公路建設(shè)里程增長(zhǎng)的同時(shí)，也面臨著大量的養(yǎng)護(hù)維修任務(wù)。瀝青路面因其優(yōu)異的性能在高等級(jí)公路中得到了廣泛應(yīng)用。但在長(zhǎng)期實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，在行車荷載和自然因素作用下，瀝青路面極易出現(xiàn)大量早期病害，比如坑槽、裂縫、車轍等。為了消除病害，恢復(fù)路面使用性能，必須采取切實(shí)可行的養(yǎng)護(hù)維修方案，全面提升道路通行服務(wù)質(zhì)量。目前，瀝青路面修補(bǔ)法常分為兩大類，即熱補(bǔ)法和冷補(bǔ)法，其中熱補(bǔ)法最為常見，又將其分為傳統(tǒng)加熱修補(bǔ)法和就地加熱修補(bǔ)法，微波加熱技術(shù)屬于就地加熱修補(bǔ)法之一，相比其他修補(bǔ)方法，微波加熱技術(shù)性能可靠、成本低、效率高，是一種較為理想的道路病害修補(bǔ)工藝。

1 工程概況

某公路工程建成通車多年，隨著沿線交通量日益增長(zhǎng)，路面病害問題愈加嚴(yán)重。為了修補(bǔ)路面病害，本工程采用了微波加熱法。選取具有代表性的路段作為試驗(yàn)段，共500 m長(zhǎng)。為了保證修補(bǔ)效果，需提前做好路面損壞狀況調(diào)查，經(jīng)調(diào)查結(jié)果顯示，本路段主要病害為車轍、橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂沉陷、坑槽等。決定采用微波加熱技術(shù)修復(fù)瀝青路面。

2 瀝青混合料路用性能分析

微波對(duì)于我們來講并不陌生，在日常生活中便可接觸，譬如微波爐加熱原理。目前，已證實(shí)在微波加熱機(jī)理當(dāng)中包含多種原理，如超熱效應(yīng)、光化學(xué)聚焦、PMF效應(yīng)等等。在瀝青路面維修養(yǎng)護(hù)當(dāng)中，微波加熱技術(shù)屬于就地加熱修補(bǔ)法之一，相比其他修補(bǔ)方法，微波加熱技術(shù)性能可靠、成本低、效率高，是一種較為理想的道路病害修補(bǔ)工藝。

2.1 高溫性能

采用微波加熱技術(shù)修復(fù)后的瀝青混合料性能存有一定變化，針對(duì)其高溫性能本文采用60℃車轍試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)定分析。車轍板試樣尺寸為300×300×30 mm，在車轍板上橡膠輪（0.7 MPa壓力）往返運(yùn)動(dòng)的頻率為42次/min，測(cè)定其動(dòng)穩(wěn)定度。檢測(cè)結(jié)果為修復(fù)前動(dòng)穩(wěn)定度為6 500次/min，修復(fù)后為7 600次/min，由此可見，瀝青混合料經(jīng)微波加熱修復(fù)后，其動(dòng)穩(wěn)定度大幅提升。原因在于2點(diǎn)，第一，微波加熱導(dǎo)致的老化問題并不嚴(yán)重，提升了抗變形能力。第二，瀝青混合料微波加熱之后，再次經(jīng)碾壓施工后，大幅降低了混合料的空隙率和密實(shí)度，同樣會(huì)增強(qiáng)抗變形能力。

2.2 低溫性能

在低溫性能檢測(cè)中，本文采用了低溫彎曲試驗(yàn)，以-10℃為試驗(yàn)溫度，250×30×35 mm為試件尺寸，50 mm/min為加載速率。試驗(yàn)結(jié)果顯示，微波加熱修復(fù)前，彎拉應(yīng)變?yōu)? 500 με;修復(fù)后，彎拉應(yīng)變?yōu)? 800 με。由此說明很大程度上，瀝青混合料經(jīng)微波加熱后，可大幅降低其低溫性能。但相比現(xiàn)行規(guī)范要求2 500 με，修復(fù)后仍可滿足規(guī)定。

2.3 水穩(wěn)定性

當(dāng)瀝青混合料內(nèi)部浸入雨水后，將會(huì)引發(fā)大量病害，增加水損壞程度。因此，本文針對(duì)水穩(wěn)定性檢測(cè)，采用了兩種試驗(yàn)方法，即浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)。

（1）浸水馬歇爾試驗(yàn)。在60℃水內(nèi)，將瀝青混合料馬歇爾試件浸泡2 d，以此測(cè)取殘留馬歇爾穩(wěn)定度。

（2）凍融劈裂試驗(yàn)。在真空條件下，浸泡試件15 min，待恢復(fù)壓力達(dá)到環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)后，在水內(nèi)在此浸泡試件30 min，隨后在冰箱低溫條件下（-18℃）進(jìn)行16 h冷凍存放，之后取出試樣，浸泡熱水（60℃）1 d。最后，在25℃水內(nèi)放置試樣2 h，按照加載速率50 mm/min進(jìn)行試驗(yàn)分析。

通過上述2項(xiàng)試驗(yàn)，可獲取結(jié)果如表1所示。

由此可見，瀝青混合料經(jīng)微波加熱處理后，將會(huì)影響混合料的水穩(wěn)定性能。但整體來講，降低幅度不大，仍可達(dá)到規(guī)范要求。修復(fù)后殘留穩(wěn)定度為82%，大于規(guī)范值≥80%，滿足規(guī)定。修復(fù)后凍融劈裂強(qiáng)度比為84.2%，大于規(guī)范值≥75%，滿足規(guī)定。

通過上述分析，瀝青混合料經(jīng)微波加熱處理后，高溫性能、低溫性能、水穩(wěn)定性均受到了一定影響，但均處于規(guī)范要求以內(nèi)，具有可行性。

3 瀝青路面微波加熱養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 車轍處理

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)路面損壞調(diào)查情況顯示，本路段存在較為嚴(yán)重的車轍病害，范圍覆蓋全段，平均深度在5 mm左右，多為失穩(wěn)型車轍病害。為了解決此類車轍病害，可采用“微波加熱+碾壓整平”方案。施工流程為：清理原路面—加熱病害區(qū)域—添加新料—攤鋪整平—碾壓。

第一，清理原路面。在車轍病害處治前，要先將原路面清理干凈，保證病害部位無雜質(zhì)、無塵土等，確保其潔凈、干燥。第二，加熱病害區(qū)域。通過微波加熱設(shè)備進(jìn)行病害區(qū)域加熱處理，保證加熱溫度等參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。第三，添加新料。針對(duì)車轍病害部位缺料情況，需及時(shí)添加適量的瀝青混合料，確保新料和舊路面材料相符，保證填補(bǔ)適中。第四，攤鋪整平。針對(duì)新?lián)郊拥牟牧希杓皶r(shí)攤鋪、整平。第五，碾壓。待完成上述施工作業(yè)后，需及時(shí)進(jìn)行碾壓，保證壓實(shí)度滿足規(guī)定要求。

3.2 裂縫處理

目前，裂縫修補(bǔ)施工常采用兩種方法，即熱灌封與冷灌縫。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)可知，在裂縫修補(bǔ)當(dāng)中若采用單一的冷灌縫法，存在很多問題，且不利于提升后期施工質(zhì)量。究其原因在于灌縫材料和舊料間的粘結(jié)性能不足。若一味采用熱灌縫法，雖能克服冷灌縫的缺陷，但存在施工效率低，環(huán)境污染大等問題。針對(duì)這一問題，本文決定采用微波加熱法。這種方法需提前對(duì)裂縫周邊的舊料進(jìn)行預(yù)熱，待灌注施工之后，便可灌注新材料。根據(jù)本工程的病害情況，主要裂縫類型為縱向、橫向裂縫，長(zhǎng)度多在2 m以上，且存在橫貫裂縫，但整體來講，多為輕微裂縫。此外，局部存在龜裂沉陷情況，深度多為43 mm～52 mm，面積不超過2.5 m×1.5 m。

為了解決此類病害，決定采用“微波加熱+灌注瀝青”方案。施工流程為：清理裂縫部位—加熱—灌注新瀝青材料

—開放交通。

第一，清理裂縫部位。施工前，要先將裂縫部位及其施工作業(yè)區(qū)域清理干凈，確?？p內(nèi)無雜物，也可通過高壓氣吹掃裂縫。第二，加熱。通過微波加熱設(shè)備對(duì)所需施工部位進(jìn)行連續(xù)不斷地加熱，加熱時(shí)間不得少于15 min ，且嚴(yán)控加熱溫度。第三，灌注新瀝青。完成上述施工作業(yè)后，便可按量灌注新瀝青材料，保證灌注量充足。第四，開放交通。待縫口多余瀝青材料清理干凈之后，且各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)定要求，即可開放交通。

3.3 坑槽處理

在本工程當(dāng)中，也存在大量坑槽病害，面積多在2.0 m

×1.2 m以下。為了修復(fù)此類病害，需先清理干凈松散的顆粒材料，隨后填筑新材料。施工流程為：加熱—填筑新料—碾壓—開放交通。

第一，加熱。針對(duì)坑槽病害區(qū)域進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間可控制在20 min～25 min之間。第二，完成微波加熱施工工序之后，便可加入一定量的新瀝青混合料。并完成攤鋪、整平施工工藝，隨后清除多余的松散粒料。第三，碾壓。按照碾壓施工原則，進(jìn)行“2遍靜壓+4遍振壓”施工，保證壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求。第四，待滿足各項(xiàng)施工要求后，且修補(bǔ)部位的溫度基本與外部環(huán)境溫度相同的情況下，即可開放交通。

4 結(jié)束語

綜上所述，瀝青路面因其行車舒適、噪音小、平整度良好等優(yōu)勢(shì)在高速公路建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。然而，在車輛荷載和自然因素的長(zhǎng)期作用下，路面病害時(shí)常發(fā)生，尤其是裂縫、車轍、坑槽等較為普遍。傳統(tǒng)熱補(bǔ)方法存在施工周期長(zhǎng)、交通影響大、施工效率低等不足之處，微波加熱技術(shù)是一種新型的路面修補(bǔ)方法，該技術(shù)可有效克服傳統(tǒng)熱補(bǔ)方法缺點(diǎn)，是一種修補(bǔ)迅速、效果良好的瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)，將其用于舊路養(yǎng)護(hù)維修具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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