摘要 當(dāng)前，針對(duì)高速公路瀝青路面缺陷，養(yǎng)護(hù)加熱多采用單次處理方式，導(dǎo)致路面溫度難以掌握控制，容易引發(fā)路面荷載性能下降等問(wèn)題，為此，文章提出對(duì)高速公路瀝青路面缺陷微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)設(shè)計(jì)研究。根據(jù)既定實(shí)際工程施工需求及標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)開(kāi)展對(duì)瀝青路面的定向清理，采用循環(huán)加熱方式控制路面的加熱溫度，綜合微波加熱技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)老舊路面的循環(huán)加熱及翻松作業(yè)，以此為基礎(chǔ)對(duì)路面復(fù)拌并完成二次加熱，通過(guò)路面攤鋪碾壓及加鋪再生完成微波加熱養(yǎng)護(hù)處理。施工測(cè)試結(jié)果表明：通過(guò)對(duì)4 個(gè)路段經(jīng)過(guò)微波加熱氧化之后，瀝青路面的荷載值均達(dá)到了550 kN 以上，說(shuō)明養(yǎng)護(hù)技術(shù)對(duì)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(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞 高速公路；瀝青路面；路面缺陷；微波加熱；養(yǎng)護(hù)技術(shù)；路面維護(hù)

中圖分類號(hào) U418 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2023）15-0102-03

0 引言

目前，瀝青路面是較為常見(jiàn)的路面鋪設(shè)方法，其修補(bǔ)法也可以劃分為熱補(bǔ)法和冷補(bǔ)法。熱補(bǔ)法的針對(duì)性以及應(yīng)用效果相對(duì)較好，維護(hù)過(guò)程中的限制條件較少，成本可控[1]。熱補(bǔ)法還分為傳統(tǒng)加熱修補(bǔ)法和就地加熱修補(bǔ)法，微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)便是就地加熱修補(bǔ)法的其中一種[2]。其實(shí)，高速公路瀝青路面所形成的缺陷，大多數(shù)為壓力過(guò)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(yǎng)護(hù)處理對(duì)于環(huán)境的要求并不高，還可以綜合超熱效應(yīng)、PMF 效應(yīng)以及光化學(xué)聚焦等方法進(jìn)行輔助，以此來(lái)進(jìn)一步強(qiáng)化最終的維護(hù)養(yǎng)護(hù)效果[3]。但是，微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)對(duì)于設(shè)備以及處理流程的要求相對(duì)較高，為此提出對(duì)高速公路瀝青路面缺陷微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)的多方向研究與驗(yàn)證分析。為確保最終測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性與合理性，選定較為真實(shí)的高速公路工程作為測(cè)試的主要背景，結(jié)合實(shí)際施工建設(shè)中存在的問(wèn)題，構(gòu)建更為靈活、多變的加熱養(yǎng)護(hù)結(jié)構(gòu)，營(yíng)造穩(wěn)定、安全的施工環(huán)境，均勻微波加熱，強(qiáng)化穿透能力，為后續(xù)公路瀝青路面缺陷的處理以及養(yǎng)護(hù)技術(shù)的創(chuàng)新提供參考依據(jù)。

1 工程概況

此次主要是對(duì)高速公路瀝青路面缺陷微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行分析和研究，考慮到最終測(cè)試結(jié)果的真實(shí)性與可靠性，選定D 高速公路建設(shè)工程作為測(cè)試的主要目標(biāo)對(duì)象。此工程已完成并通車一段時(shí)間，但是近年來(lái)，隨著附近沿線來(lái)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(yán)重，其中較難控制的便屬于瀝青缺陷產(chǎn)生的一系列問(wèn)題[4]。

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

根據(jù)圖1 所示，完成對(duì)D 高速公路建設(shè)工程瀝青路面缺陷種類的調(diào)研和分析。不僅如此，該工程由于維護(hù)不到位，處理技術(shù)單一，導(dǎo)致缺陷問(wèn)題向外擴(kuò)延，橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂沉陷以及坑槽等問(wèn)題更加嚴(yán)重，最終導(dǎo)致整合路面沉降程度加深，經(jīng)過(guò)重建加固之后，基本可以恢復(fù)使用。接下來(lái)，綜合微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)，進(jìn)行后期的維護(hù)與處理，延長(zhǎng)使用壽命[6]。

2 設(shè)計(jì)公路瀝青路面缺陷微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)

2.1 瀝青路面清理

路面處理主要是對(duì)加熱區(qū)域進(jìn)行整合處理，針對(duì)裂縫車轍等存在的問(wèn)題做出具體標(biāo)定，為后續(xù)的微波加熱養(yǎng)護(hù)營(yíng)造穩(wěn)定、安全的應(yīng)用環(huán)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(gè)路段。經(jīng)過(guò)調(diào)研分析，D 高速公路建設(shè)工程的車轍平均深度在3.5～5.5 mm 之間，較為嚴(yán)重，對(duì)于公路的應(yīng)用也形成了較大的阻礙。

可以利用專業(yè)的掃除設(shè)備對(duì)車轍上的沙礫、塵土等進(jìn)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(fā)現(xiàn)了一部分龜裂情況，深度在2.5 mm 以內(nèi)。采用高壓吹掃的方式，將裂縫中的雜質(zhì)砂石清理干凈，以待后續(xù)的微波加熱養(yǎng)護(hù)處理。

2.2 舊路面微波循環(huán)加熱

舊路面加熱對(duì)于溫度以及設(shè)備的靈敏度要求均相對(duì)較高，為確保路面加熱的速度以及質(zhì)量，選擇再生機(jī)組加熱系統(tǒng)進(jìn)行處理。以微波加熱和熱風(fēng)循環(huán)加熱組合的形式對(duì)D 高速公路瀝青路面進(jìn)行加固與維護(hù)。首先，將燃料投入燃燒爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生熱量，利用電熱絲發(fā)熱將周圍的空氣加熱至最高溫度，此時(shí)，通過(guò)大型的風(fēng)機(jī)或者傳輸管道進(jìn)行熱能量的引導(dǎo)，熱空氣瀝青路面不斷吹動(dòng)，熱對(duì)流實(shí)現(xiàn)對(duì)瀝青路面的基礎(chǔ)性加熱。

待溫度達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)之后，采用微波加熱技術(shù)，進(jìn)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(kāi)進(jìn)行。瀝青混合料在電磁場(chǎng)的作用下，內(nèi)部的分子和成分會(huì)發(fā)生一定的改變，重新排列取向，在這個(gè)過(guò)程中，瀝青混合料會(huì)逐漸摩擦加熱，同構(gòu)存在的介質(zhì)產(chǎn)生熱量以此來(lái)達(dá)到加熱的目的，具體如圖2 所示。

根據(jù)圖2 所示，完成對(duì)微波循環(huán)加熱原理的設(shè)計(jì)與分析。微波加熱時(shí)間相對(duì)較短，施工效率高，應(yīng)用過(guò)程中所產(chǎn)生的溫度也相對(duì)較小一些，整體的加熱針對(duì)性要強(qiáng)，均勻性好，所以日常的利用率更高。利用建設(shè)的微波加熱墻，進(jìn)一步加快實(shí)際的公路瀝青路面的加熱速度，提升對(duì)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(fù)，直到完成加熱任務(wù)。

2.3 翻松施工

完成對(duì)瀝青路面的加熱之后，根據(jù)路面缺陷位置進(jìn)行后續(xù)的翻松施工作業(yè)。這部分一般是為了將加熱軟化的路面重新翻動(dòng)，對(duì)于凹陷、凸起的位置平整壓實(shí)。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(guò)程中可以使用銑刨進(jìn)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(shí)對(duì)其粗糙度進(jìn)行把控，具體如表1 所示。

根據(jù)表1，完成對(duì)翻松路面粗糙度的進(jìn)一步把控。接下來(lái)，經(jīng)過(guò)三次的攪拌翻松后，此時(shí)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(shí)，使用轉(zhuǎn)子銑刨上面的鋼制刀頭，依據(jù)實(shí)際情況對(duì)瀝青混合料進(jìn)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(nèi)，瀝青路面的平整度將會(huì)大大提高，為后續(xù)的施工提供便利條件。

2.4 復(fù)拌及二次加熱

翻松對(duì)于瀝青路面缺陷的處理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，為了進(jìn)一步增強(qiáng)路面的承壓能力和平整度，需要對(duì)舊瀝青混合料進(jìn)行復(fù)拌處理，測(cè)算出此時(shí)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(shù)量； —— 攪拌次數(shù)。綜合上述測(cè)算，完成對(duì)測(cè)試瀝青路面粗糙度的計(jì)算，對(duì)其進(jìn)行比照研究，確保粗糙度在合理的范圍之內(nèi)，環(huán)境穩(wěn)定，接下來(lái)進(jìn)行復(fù)拌作業(yè)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(nèi)，使用刮板將料器送到攪拌筒內(nèi)部，調(diào)整攪拌筒內(nèi)的攪拌葉角度，一般控制在35～55° 左右即可，增強(qiáng)攪拌的速度和精細(xì)度，確保復(fù)拌的質(zhì)量。隨后，針對(duì)所標(biāo)定的路面，進(jìn)行二次微波加熱處理。過(guò)程中針對(duì)還未平整的瀝青路面進(jìn)行最后的調(diào)節(jié)與處理，填料壓實(shí)，確保路面無(wú)需處理之后，逐漸降低微波加熱的溫度，直至恢復(fù)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(duì)路面的施工深度和寬度，對(duì)復(fù)拌加熱后的路面進(jìn)行鋪設(shè)修整，確保其實(shí)際的建設(shè)質(zhì)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(yǎng)護(hù)的方式，對(duì)標(biāo)定的瀝青路面缺陷位置連續(xù)鋪設(shè)瀝青混合材料，同時(shí)實(shí)現(xiàn)防滑、防水和修復(fù)的目的。以此為基礎(chǔ)，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(jìn)一步增加路面的厚度。當(dāng)超負(fù)荷車輛運(yùn)行經(jīng)過(guò)時(shí)，能夠有效延緩對(duì)路面的沖擊，更好地增強(qiáng)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(duì)瀝青路面進(jìn)行平行壓實(shí)處理。在施工路面選定4 個(gè)壓實(shí)測(cè)試點(diǎn)，依據(jù)實(shí)際需求，進(jìn)行壓實(shí)度的設(shè)定，如表2 所示。

根據(jù)表2 所示，完成對(duì)瀝青路面壓實(shí)度的設(shè)定后，選擇寬度在3.5 m 的壓實(shí)機(jī)器對(duì)路面進(jìn)行反復(fù)碾壓，直至路面成形，不存在沉降等問(wèn)題。

2.6 加鋪再生完成微波加熱養(yǎng)護(hù)處理

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

根據(jù)圖3，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(qiáng)度，增強(qiáng)支撐能力，一定程度上進(jìn)一步延長(zhǎng)了公路的使用壽命。

3 結(jié)果分析

綜合上述設(shè)計(jì)分析，結(jié)合微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)，對(duì)D公路工程的養(yǎng)護(hù)效果進(jìn)行比照分析。在該路段選定4 個(gè)區(qū)域作為測(cè)定的目標(biāo)對(duì)象，選擇三種不同類型的卡車逐一通過(guò)對(duì)應(yīng)路段，利用專業(yè)的設(shè)備及儀器進(jìn)行瀝青路面荷載值的測(cè)定，具體如表3 所示。

根據(jù)表3 所示，完成對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析：針對(duì)4 個(gè)路段進(jìn)行測(cè)定，經(jīng)過(guò)微波加熱氧化之后，瀝青路面的荷載值均可以達(dá)到550 kN 以上，說(shuō)明此種養(yǎng)護(hù)技術(shù)對(duì)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(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，該文對(duì)高速公路瀝青路面缺陷微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行分析和驗(yàn)證研究，此次針對(duì)真實(shí)的高速公路建設(shè)施工背景，融合微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)，所構(gòu)建的養(yǎng)護(hù)結(jié)構(gòu)更加靈活、多元，針對(duì)性也更強(qiáng)。在復(fù)雜的背景環(huán)境下，分析瀝青路面缺陷的成因，制定多方向的應(yīng)對(duì)方案，從行車荷載、自然環(huán)境、外部沖擊等因素進(jìn)行后期模擬，對(duì)施工處理流程做出合理調(diào)節(jié)，以此來(lái)進(jìn)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(fā)生概率，推動(dòng)瀝青路面微波加熱養(yǎng)護(hù)技術(shù)的發(fā)展邁入一個(gè)新的發(fā)展臺(tái)階，具有重要的創(chuàng)新意義。

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