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沥青路面综合养护车采用的路面加热机理

日期:2021/7/15 Click:577
由于沥青路面具有平整度好、行车舒适、施工工艺相对简单、抗滑构造易于形成和保持及开放交通快等诸多优点,已在国内外公路施工中广泛应用。导热油加热是目前公路工程中普遍采用的加热方法,也是一种典型的有机热载体加热方式。
沥青路面具有平坦度好、行驶舒适、施工技术比较简单、防滑结构容易形成和维持、开放交通快等诸多优点,已广泛应用于国内外道路施工。现在我国150万km的等级道路开通距离,沥青路面约占90%以上。但沥青路面对基础承载能力要求高,路面层易损坏,沥青使用技术复杂。在施工和养护工程中,必须根据沥青路面的特点制定适当的施工技术、工序和适用的机械设备。根据目前我国等级公路沥青路面养护存在的问题,笔者提出了以下看法。

1沥青加热方式

大多数沥青在常温下呈固态,加热后才能投入工程施工应用。目前在公路工程中的沥青加热通常有3种方式。

(1)可见光加热。

可见光加热暴露燃烧加热。一般来说,可见光的温度可达1000℃以上,而普通石油沥青的闪光点约为210℃,使用温度约为160~180℃,显然直接用可见光加热不能避免沥青老化。采用这种加热方式,在加热容器和加热技术设计时,必须注意沥青在运动中加热。笔者在市政工程施工中,进行过传统加热工艺的改进,即在加热容器中增设搅拌装置或容器外的泵送系统,使沥青在搅拌中或运动中受热,取得了良好的效果。这不仅提高了加热效率,还消除了加热死角,避免了沥青加热不均匀的锅现象,消除了安全上的危险。

采用搅拌技术时,搅拌桨的转速不应过高。一般来说,最好取60~90r/min。沥青不会在搅拌中泄漏,不仅浪费材料,还保证了作业安全。

(2)蒸汽加热。

蒸汽加热是典型的热载体加热方式,蒸汽温度低,可有效避免沥青加热过程中老化,具有一定的使用优势,特别是蒸汽热稳定性好,潜热大。但随着温度的提高,在常压下采用蒸汽作为热载体已不能满足沥青加热的要求。而且水蒸汽随着供热量的提高,压力迅速上升。当水汽温度为150℃时,其饱和蒸汽压力为0.4MPa,当水汽温度为250℃时,其饱和蒸汽压力为3.4MPa。这使得采用蒸汽加热的设备结构复杂投资大,馀热利用和供水回收困难,热损失大。因此,目前蒸汽加热多用于输送管道和热设备的保温技术,沥青加热逐渐被淘汰。

(3)热传导油加热。

导热油加热是目前公路工程中普遍采用的加热方法,也是典型的有机热载体加热方式。采用导热油为热载体,当使用温度为300℃时其蒸汽压力仅为0.018MPa,在使用温度达325℃时,系统压力也仅为0.035MPa。而且,以导热油为载体进行加热属液态循环加热,不需余热回收,系统简单,综合效率高。

在沥青熔化、加热过程中,经实验统计,采用导热油加热比蒸汽加热节省燃料50%,而且温度控制准确,有效避免沥青加热过程中老化现象,操作简单,无污染,是当今世界上最先进的沥青加热技术。总而言之,沥青加热方法对提高施工质量和降低施工成本具有非常重要的意义。限制条件和当次生产量小时,必须采用可见光加热时,首先采取必要措施,降低成本,防止老化,提高加热效率,但加热方式的选择优先于导热油加热。

2采用强制搅拌

随着道路等级的提高,沥青混凝土取代了其他沥青混凝土用于表层铺设,但目前我国道路施工部门仍保留着许多连续干燥搅拌设备。这是典型的采用式搅拌机械,难以搅拌高质量的沥青混凝土,因此必须采用强制间歇搅拌装置和高计量精度的沥青计量系统,保证生产的沥青混凝土材料(沥青混凝土材料)符合高等级道路的常规指标。

3采用改性沥青及其混合的沥青混合材料

目前,许多高级公路养护采用的普通(非改性)沥青混合材料用于去除坑槽和其他沥青路面病害后的填充,但整个路面多采用改性沥青(SBR、SBS、PE等)因此,改性沥青及其拌制的沥青拌料用于高档公路的养护工程,也是提高公路养护工程的使用寿命,维持公路正常运行的必要条件。

4采用路面加热修补技术值得讨论

路面加热修补可以使原路面材料再生利用,其优点不言而喻。但目前沥青路面综合养护车采用的路面加热机理大多为可见光、混合加热(红外和可见光)等。在野外环境下,加热温度不易掌握,而加热基体表面温度往往高于1000℃,因此加热时路面沥青材料易老化。原路面病害部分的材料出现问题的同时,与新材料混合后,很难掌握油石的配比和强度指标,因此加热修补后的修补部分容易损坏是必然的。

5关于当地制作混合材料的问题

由于道路具有线长(通车距离长)和点少(养护基地少)的特征,道路日常养护工程应采用机动性高的多功能综合养护机械完成。但是,如何制作路上使用的沥青混合材料(沥青混凝土)符合要求是当前相关领域的学术争论之一。

目前,许多汽车配备了小型干燥混合设备作为流动基地制作混合材料。这种简单的设备很难掌握油石比的控制,但大多数滚筒落下式搅拌机不能制造高质量的沥青混凝土。

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