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瀝青路面綜合養護車采用的路面加熱機理

日期:2021/7/15 Click:727
由于瀝青路面具有平整度好、行車舒適、施工工藝相對簡單、抗滑構造易于形成和保持及開放交通快等諸多優點,已在國內外公路施工中廣泛應用。導熱油加熱是目前公路工程中普遍采用的加熱方法,也是一種典型的有機熱載體加熱方式。
瀝青路面具有平坦度好、行駛舒適、施工技術比較簡單、防滑結構容易形成和維持、開放交通快等諸多優點,已廣泛應用于國內外道路施工。現在我國150萬km的等級道路開通距離,瀝青路面約占90%以上。但瀝青路面對基礎承載能力要求高,路面層易損壞,瀝青使用技術復雜。在施工和養護工程中,必須根據瀝青路面的特點制定適當的施工技術、工序和適用的機械設備。根據目前我國等級公路瀝青路面養護存在的問題,筆者提出了以下看法。

1瀝青加熱方式

大多數瀝青在常溫下呈固態,加熱后才能投入工程施工應用。目前在公路工程中的瀝青加熱通常有3種方式。

(1)可見光加熱。

可見光加熱暴露燃燒加熱。一般來說,可見光的溫度可達1000℃以上,而普通石油瀝青的閃光點約為210℃,使用溫度約為160~180℃,顯然直接用可見光加熱不能避免瀝青老化。采用這種加熱方式,在加熱容器和加熱技術設計時,必須注意瀝青在運動中加熱。筆者在市政工程施工中,進行過傳統加熱工藝的改進,即在加熱容器中增設攪拌裝置或容器外的泵送系統,使瀝青在攪拌中或運動中受熱,取得了良好的效果。這不僅提高了加熱效率,還消除了加熱死角,避免了瀝青加熱不均勻的鍋現象,消除了安全上的危險。

采用攪拌技術時,攪拌槳的轉速不應過高。一般來說,最好取60~90r/min。瀝青不會在攪拌中泄漏,不僅浪費材料,還保證了作業安全。

(2)蒸汽加熱。

蒸汽加熱是典型的熱載體加熱方式,蒸汽溫度低,可有效避免瀝青加熱過程中老化,具有一定的使用優勢,特別是蒸汽熱穩定性好,潛熱大。但隨著溫度的提高,在常壓下采用蒸汽作為熱載體已不能滿足瀝青加熱的要求。而且水蒸汽隨著供熱量的提高,壓力迅速上升。當水汽溫度為150℃時,其飽和蒸汽壓力為0.4MPa,當水汽溫度為250℃時,其飽和蒸汽壓力為3.4MPa。這使得采用蒸汽加熱的設備結構復雜投資大,馀熱利用和供水回收困難,熱損失大。因此,目前蒸汽加熱多用于輸送管道和熱設備的保溫技術,瀝青加熱逐漸被淘汰。

(3)熱傳導油加熱。

導熱油加熱是目前公路工程中普遍采用的加熱方法,也是典型的有機熱載體加熱方式。采用導熱油為熱載體,當使用溫度為300℃時其蒸汽壓力僅為0.018MPa,在使用溫度達325℃時,系統壓力也僅為0.035MPa。而且,以導熱油為載體進行加熱屬液態循環加熱,不需余熱回收,系統簡單,綜合效率高。

在瀝青熔化、加熱過程中,經實驗統計,采用導熱油加熱比蒸汽加熱節省燃料50%,而且溫度控制準確,有效避免瀝青加熱過程中老化現象,操作簡單,無污染,是當今世界上最先進的瀝青加熱技術。總而言之,瀝青加熱方法對提高施工質量和降低施工成本具有非常重要的意義。限制條件和當次生產量小時,必須采用可見光加熱時,首先采取必要措施,降低成本,防止老化,提高加熱效率,但加熱方式的選擇優先于導熱油加熱。

2采用強制攪拌

隨著道路等級的提高,瀝青混凝土取代了其他瀝青混凝土用于表層鋪設,但目前我國道路施工部門仍保留著許多連續干燥攪拌設備。這是典型的采用式攪拌機械,難以攪拌高質量的瀝青混凝土,因此必須采用強制間歇攪拌裝置和高計量精度的瀝青計量系統,保證生產的瀝青混凝土材料(瀝青混凝土材料)符合高等級道路的常規指標。

3采用改性瀝青及其混合的瀝青混合材料

目前,許多高級公路養護采用的普通(非改性)瀝青混合材料用于去除坑槽和其他瀝青路面病害后的填充,但整個路面多采用改性瀝青(SBR、SBS、PE等)因此,改性瀝青及其拌制的瀝青拌料用于高檔公路的養護工程,也是提高公路養護工程的使用壽命,維持公路正常運行的必要條件。

4采用路面加熱修補技術值得討論

路面加熱修補可以使原路面材料再生利用,其優點不言而喻。但目前瀝青路面綜合養護車采用的路面加熱機理大多為可見光、混合加熱(紅外和可見光)等。在野外環境下,加熱溫度不易掌握,而加熱基體表面溫度往往高于1000℃,因此加熱時路面瀝青材料易老化。原路面病害部分的材料出現問題的同時,與新材料混合后,很難掌握油石的配比和強度指標,因此加熱修補后的修補部分容易損壞是必然的。

5關于當地制作混合材料的問題

由于道路具有線長(通車距離長)和點少(養護基地少)的特征,道路日常養護工程應采用機動性高的多功能綜合養護機械完成。但是,如何制作路上使用的瀝青混合材料(瀝青混凝土)符合要求是當前相關領域的學術爭論之一。

目前,許多汽車配備了小型干燥混合設備作為流動基地制作混合材料。這種簡單的設備很難掌握油石比的控制,但大多數滾筒落下式攪拌機不能制造高質量的瀝青混凝土。

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