摘 要:瀝青路面中加入吸波材料,然后采用微波加熱技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)對瀝青混凝土路面的快速養(yǎng)護,從而提升瀝青路面的養(yǎng)護效率,提升施工質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:吸波材料;瀝青路面;快速養(yǎng)護
一、吸波材料概述與設(shè)計思路
(一)吸波材料概述。吸波材料主要可以分為吸收型和干涉型兩種材料,吸收型吸波材料主要是材料本身內(nèi)部對電磁波損耗的吸收,通過將入射的電磁波轉(zhuǎn)化為熱能,從而提升周圍的加熱性能;干涉型材料是利用電磁波的干擾,將入射的電磁波與反射的電磁波相互干涉抵消,從而達(dá)到衰減電磁波的作用。將吸波材料與瀝青材料組合,能夠利用吸波材料的性能,提升瀝青材料的加熱效率,從而實現(xiàn)快速加熱,提升瀝青路面的養(yǎng)護質(zhì)量。
(二)吸波材料在瀝青養(yǎng)護中的優(yōu)勢。吸波材料能夠通過高導(dǎo)磁、導(dǎo)電材料形成孔家結(jié)構(gòu),將微波轉(zhuǎn)化為熱能,從而實現(xiàn)瀝青路面的快速加熱,達(dá)到迅速養(yǎng)護的目的。通過吸波材料在瀝青路面的作用,能夠有效的修復(fù)瀝青混凝土路面的小型病害,從而提升瀝青混凝土的質(zhì)量。相比于其他養(yǎng)護方式,吸波材料在瀝青路面微波熱再生養(yǎng)護中的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在:(1)溫度可控,加熱能夠?qū)r青路面進行修復(fù),從而提升瀝青路面質(zhì)量,而且可以有效的控制溫度,確保瀝青路面修復(fù)的針對性;(2)加熱均勻,微波熱再生快速養(yǎng)護技術(shù)能夠?qū)β访孢M行有效分析,加熱均勻,而且對瀝青沒有損傷,效果較好;(3)可及時提供熱料,使用吸波材料能夠?qū)崿F(xiàn)快速加熱,提升加熱效率,從而提升養(yǎng)護效率,不需要其他的拌合等方式提升加熱效率;(4)深度可控,能夠通過吸波材料的質(zhì)量與電磁的頻率控制瀝青路面的控制深度,滿足不同路病對深度的要求,有效的增強養(yǎng)護質(zhì)量。
二、吸波材料在瀝青路面施工中的應(yīng)用
(一)材料的選擇。將玻璃纖維和他纖維作為瀝青中的稀薄材料,其中玻璃纖維布為E玻纖布,拉設(shè)強度為1750Mpa,楊氏模量為70Gpa,將玻璃纖維與碳纖維混合,介電常數(shù)為5.2,其中玻璃纖維能夠提升材料的強度,也能起到匹配阻抗的作用。
(二)復(fù)合材料的設(shè)計。將玻璃布、瀝青纖維等材料構(gòu)成;玻璃布→玻璃布→瀝青纖維→瀝青纖維→瀝青基碳纖維→玻璃纖維的符合結(jié)構(gòu),從而形成三維網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu),能夠增強瀝青材料的韌性與強度,同時能夠起到吸熱的作用,符合材料具有介電損耗和磁損耗的作用,提高瀝青基吸波材料的電磁波損耗。為了提升微波熱再生的效率,需要確保吸波材料的與瀝青材料的有效配比與組合。
(三)配合比設(shè)計。按現(xiàn)行規(guī)范GB50092—96《瀝青路面施工及驗收規(guī)范》規(guī)定進行配合比設(shè)計,主要確定瀝青最佳用量、吸波材料添加量以及礦質(zhì)混合料的配合比等設(shè)計,通過設(shè)計,確保瀝青材料的強度、吸波性能,滿足道路的需求。格局道路等級、路面類型,所處的結(jié)構(gòu)層位確定瀝青混合料的類型,確保礦料的級配,測定礦料的密度、吸水率、篩分情況以及吸波性能。
(四)性能測試。將配合確定的材料在規(guī)定溫度和拌合,進行瀝青混合料的拌合,通過拌合后形成試件,試件的尺寸為180cm×180cm,將試件在標(biāo)準(zhǔn)恒溫水浴中保溫2.5h后對試件進行復(fù)合材料的性能測試。根據(jù)GJB2038-94規(guī)定,采用RAM反射略遠(yuǎn)場RCS測試法測量材料的發(fā)射率,測定的工作頻帶為2-18Ghz,允許入射角度范圍4.8°,采用網(wǎng)絡(luò)矢量分析儀急性細(xì)胞材料反射率測試。采用單軸壓縮試驗測定混合料的抗壓強度和抗壓回彈模量,通過1mm/min的速率進行均勻加載,逐漸提升試驗荷載,采用疲勞試驗的方法測定混合料的疲勞壽命,觀察裂紋的情況,采用控制變量法進行質(zhì)量檢驗,對瀝青材料的針入度、軟化點、延度進行試驗,確保復(fù)合材料性能滿足公路的施工需求。
(五)施工工藝流程。通過將瀝青混合料進行拌合后,將混合料進行鋪設(shè)。主要將此材料用于裂縫、塌陷等病害的處理中,通過將吸波材料與瀝青材料得到的混合料進行鋪設(shè),對路面病害進行修補,確保吸波材料的質(zhì)量。通過封閉修補路面,去除坑內(nèi)材料并且清潔坑槽,填充瀝青混合料后急性整平、碾壓,準(zhǔn)備微波發(fā)射裝置并且加熱,提升快速養(yǎng)護效率,確保養(yǎng)護質(zhì)量后進行開放交通,完成瀝青混凝土路面的修復(fù)。
三、討論
對于瀝青路面微波再生快速養(yǎng)護技術(shù)而言,吸波材料的吸波性能是影響技術(shù)的主要因素,主要的影響在以下的方面:(1)吸波復(fù)合材料吸波性能,因為瀝青碳纖維是單螺旋纏繞,因此可以將符合材料看成兩個部分,其中當(dāng)電磁波與瀝青纖維作用時,可以通過環(huán)切面和縱切面兩個方向進行熱量傳導(dǎo),所以需要適當(dāng)增加微波頻率;(2)界面的影響,不同的截面對于吸波材料具有影響,多步法是采用分步成型的方法獲得符合材料,每個層面會有一個清晰的截面,而一步法的復(fù)合材料界面不明顯,亞久表明多步法的界面能夠增加吸收,提升微波效率;(3)吸波材料對復(fù)合材料吸波性能的影響,吸波材料的數(shù)量與密度是影響吸波性能的重要因素,平行極化與垂直極化的過程中,吸波材料數(shù)量越多,則其中的吸波性能越好,而且在達(dá)到一定限度之后,會出現(xiàn)一個峰值,因此選擇合適的吸波材料的含量是確保吸波性能的最主要參數(shù)。
四、結(jié)語
瀝青路面微波熱再生養(yǎng)護技術(shù)能夠?qū)r青路面的缺陷進行及時修補,而且能夠提升加熱效率,30min就可以完成養(yǎng)護管理,確保修復(fù)質(zhì)量,降低封路時間。吸波材料是微波再生快速養(yǎng)護的重點,吸波材料結(jié)構(gòu)與性能有著密切的聯(lián)系,為了確保再生養(yǎng)護的質(zhì)量,需要合理的選用吸波材料的種類、數(shù)量、配合比等參數(shù),確保吸波性能,保證修復(fù)質(zhì)量。相比于傳統(tǒng)的養(yǎng)護方法,吸波材料的微波熱再生技術(shù)具有很好的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益、社會效益,具有推廣的價值。
參考文獻
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