浅析微波加热技术在沥青路面修补中的应用

沥青路面现场微波加热再生模型与实验沥青路面现场微波加热再生模型与实验一、引言在道路交通领域，路面的维护和再生一直是一个重要的话题。

沥青路面作为耐磨、抗压的材料，承担着车辆行驶的重要功能。

然而，随着时间的推移和车辆的频繁行驶，路面往往会出现裂缝、坑洼等问题，影响行车安全和舒适性。

如何高效地对沥青路面进行再生和维护，成为了道路施工领域一个备受关注的问题。

微波加热再生技术作为一种新型的路面再生方法，受到了越来越多的关注和研究。

二、微波加热再生技术的原理1. 微波加热原理微波加热是利用微波照射物体，使其内部分子产生摩擦热而达到加热的目的。

在沥青路面再生中，通过微波加热可以快速将路面中的沥青加热到高温，软化沥青，使其重新与路面骨料充分融合，从而实现路面的再生和修补。

2. 微波加热再生模型在微波加热再生技术中，需要建立微波场、温度场、电磁场等多个物理场的模型，以全面地描述微波对路面沥青的加热、传热和变形过程。

通过模型的建立，可以指导微波加热再生设备的设计和优化，提高再生效率和质量。

三、实验研究1. 微波加热再生设备在进行微波加热再生实验时，需要设计和制造符合实际工程要求的微波加热再生设备。

这些设备需要具备一定的微波功率、频率、辐射方式等特性，以确保对不同类型的路面沥青都能够有效加热、再生。

2. 实验数据分析通过实验，可以获取微波加热再生过程中的温度分布、沥青软化程度、路面变形等数据。

这些数据对于验证微波加热再生模型的准确性，以及评估微波加热再生技术的效果具有重要意义。

四、对主题的理解与个人观点微波加热再生技术作为一种新兴的路面再生方法，具有很大的发展潜力。

通过微波加热再生，可以不仅可以大大缩短路面维护时间，减少施工对交通的影响，还可以有效提高路面再生的质量和耐久性。

然而，在推广应用微波加热再生技术的过程中，需要考虑设备成本、能耗、操作安全等诸多方面的因素，以确保其在工程实践中的可行性和经济性。

五、总结与展望微波加热再生技术作为一种绿色、高效的路面再生手段，将在未来得到更广泛的应用。

沥青路面微波加热技术的应用葛海啸发布时间：2023-05-08T02:01:36.616Z 来源：《工程建设标准化》2023年5期作者：葛海啸[导读] 沥青路面使用一段时间后，路面极易出现坑槽、裂缝等病害，若一味选用传统热补法进行维修养护河南鹏程路桥建设有限公司摘要：沥青路面使用一段时间后，路面极易出现坑槽、裂缝等病害，若一味选用传统热补法进行维修养护，存在诸多问题，比如效率低、工期长等。

因此，亟待寻求一种修补速度快、维修效果良好的沥青路面修补方法。

据大量实践研究显示，在旧路病害养护当中采用微波加热技术可以取得良好的修补效果。

为此，本文在全面了解微波加热技术特点的基础上，依托具体案例，对沥青路面微波加热养护技术要点进行了分析与探讨。

关键词：沥青路面；微波加热；技术要点引言近年来，我国公路建设事业取得了令人瞩目的成绩，通车里程迅速增长。

然而，在公路建设里程增长的同时，也面临着大量的养护维修任务。

沥青路面因其优异的性能在高等级公路中得到了广泛应用。

但在长期实践中发现，在行车荷载和自然因素作用下，沥青路面极易出现大量早期病害，比如坑槽、裂缝、车辙等。

为了消除病害，恢复路面使用性能，必须采取切实可行的养护维修方案，全面提升道路通行服务质量。

目前，沥青路面修补法常分为两大类，即热补法和冷补法，其中热补法最为常见，又将其分为传统加热修补法和就地加热修补法，微波加热技术属于就地加热修补法之一，相比其他修补方法，微波加热技术性能可靠、成本低、效率高，是一种较为理想的道路病害修补工艺。

一、微波加热技术的特点目前，热补法是沥青路面最常见的一种修补方式，传统热补法不仅工作效率低，作业时间长，还会污染环境，造成资源浪费。

同时，很难保证修补部位和原有路面紧密连接，不利于路面整体服务性能，具有不太理想的修补效果。

微波加热是一种新型的筑路技术，其主要依托于电磁波内的微波（频率300兆赫~300千兆赫）进行物体加热。

根据波长不同，又可以将微波划分为不同的波段，且频率各不相同。

春季路面养护系列三：沥青路面坑槽新技术----微波修补作者：陕西交通建设集团公司张东省根据中国统计年鉴数据，截止2015年底，中国公路总里程450万公里，其中全国高速公路通车里程12.5万公里，二级以上约65万公里，全国公路里程435.62万公里。

公路养护里程425.14万公里以上，从增长速度看，公路运营及养护压力越来越大。

路面坑槽病害介绍坑槽作为沥青路面水损害的一种损害形式，是由路面表层局部松散，形成凹槽，在水浸和车辆动水压力作用下进一步扩大发展形成，是沥青路面常见的病害，严重影响着行车的安全性和舒适性。

坑槽是从小到大，从轻到重，既影响行车舒适性又是高速公路严重的安全隐患问题。

坑槽成因复杂，主要是施工隐患和水损害造成。

传统修补方式传统低等级道路坑槽修补常用做法是集中修补，即全线统一开挖坑槽，等若干日后开启最近的沥青混合料拌合楼，因此，许多公路常常面临的养护现状是大量坑槽得不到及时修补，从而严重影响道路使用质量和行车安全。

现代修补方式1、现有拌合设备开启麻烦、效益差，且运输过程中的沥青温度下降，冬季难以保证施工质量。

2、已有的路面微波加热板法也很难保证工程质量。

高速公路从安全的要求考虑，坑槽要随时修补，不能过夜。

二、路面微波加热修补技术介绍1、微波加热技术微波加热原理为了满足沥青路面坑槽随时修补不过夜的要求，我们开发了沥青路面微波坑槽修补车。

内加热：微波振动同物质分子偶极振动有相似的频率，在快速振动的微波磁场中，物质分子的偶极振动尽力同微波振动相匹配，而分子的偶极振动通常落后于微波磁场，这样物质分子吸收电磁能以数十亿的高速振动产生热能，因此微波对物质的加热是从物质分子出发的，称为“内加热”。

微波加热是介质材料自身损耗电磁能量而加热。

微波加热的基本条件是：物体本身要吸收微波。

微波加热特点1)加热速度快：不需要热传导，内外同时加热。

2)加热均匀：各部分都能均匀渗透电磁波。

3)节能高效：加热物体生热，加热室壁、空气及容器不发热。

微波加热技术在沥青路面综合养护车上的应用【摘要】介绍了微波加热综合养护车与热辐射加热综合养护车的加热原理及优缺点，实际测试结果表明微波加热具有加热速度快、加热均匀、加热深度大等特点，通过计算说明使用微波加热综合养护车修补坑槽成本低于传统热辐射加热综合养护车，针对使用人员担心的微波辐射问题，介绍了微波加热综合养护车在防止微波泄漏上采取的措施。

【关键词】微波加热；综合养护车；公路养护引言随着福建省高速公路通车里程的不断增长，路龄的不断增加，我省目前仅有的11台传统辐射式加热沥青路面修补车已经无法满足我省高速公路沥青路面养护需求。

为确保养护生产任务的顺利开展，保障高速公路的安全畅通，添置新型、适合我省高速公路养护的沥青路面综合养护设备已经成为当务之急。

2010年8月到11月，福建省高速公路养护工程有限公司引进一台微波加热沥青综合养护车在龙岩区域养护公司试用，并对相关性能指标、成本进行了实际测算。

1、现有沥青路面修补车的加热原理及优缺点福建省高速公路养护工程有限公司承担福建省2700公里高速公路的养护任务。

路面坑槽修补任务主要由11 台早期的沥青路面综合养护车来完成。

该车对沥青路面的加热方式为热辐射加热方式。

加热原理为：液态的液化气经过汽化后在加热墙底部充分燃烧，热量通过耐火砖吹到地面，间断加热，层层渗透。

这种加热方式实际上是一种可见光在烤路面，因为其传导和对流所占比重大，辐射出的热量小，容易使路面被烤焦或者氧化。

也不利于沥青混合料的再生利用。

热辐射加热方式的优点为：1、加热墙热储量大，辐射温度较高，从而保证了足够的辐射能量。

2、耐火砖工作时，温度达到1000℃以上，表面一片赤红，点火容易，且在工作区内温度比较均匀。

主要不足为：1、尽管使用间歇加热的方式，也不容易控制加热路面的表层温度。

因为大量的可见光辐射非常集中，能量辐射波动进行，路面温度峰值连连，不易均衡。

2、耐火砖强度较低、成本较高，连续高温使用和振动后容易损坏，增加使用成本。

>104论文/THESIS微波加热技术在沥青路面养护维修中的应用研究张集海（重庆市綦江区交通局，重庆401420）摘要：沥青混凝土路面出现坑槽等病害后，如采用传统热补方法进行维修，存在效率低、工期长等问题，因而亟待研究一种修补速度快、维修效果好的沥青路面修补方法。

有研究表明，将微波加热技术应用于旧路病害养护，能够取得较好的效果。

目前，国内已有一些应用案例，但并未进入大规模推广阶段。

本文旨在通过对微波加热技术的研究，推动该技术在沥青路面养护中的应用。

关键词：微波加热技术；沥青公路；路面养护一、沥青路面微波加热技术概述微波的频率介于300兆赫与300千兆赫之间，波长分为8个阶段。

被微波加热介质由偶极分子组成，无电场下，偶极分子呈杂乱无序状态分布；直流电场下，偶极分子重新排列；交流电场下，偶极分子会随电场方向的改变而摆动。

目前，已有实验证明微波加热机理具有超热效应、产生电离分子、感应涡流损耗等特性。

由于微波在吸收性、穿透性、反射性方面具有优势，使得微波加热具有加热均匀、加热速度快且温度可控等特点。

沥青路面微波加热技术主要利用微波加热设备对破损路面加热。

20世纪70年代初，Bosisin等人利用微波加热技术修复沥青路面裂缝，经冬季荷载作用后，路面的各项性能依然良好；1988年，Al-Ohaly等人发现利用微波加热技术处理老化沥青混合料，能够大大提升其抗水损害能力；1989年，Hutcheso n等人在沥青混合料中添加微波吸收性能较好的材料，确保路面快速恢复；20世纪90年代末，我国开始研究如何将微波加热技术应用于沥青路面，其中，广东威特公路养护设备公司研发了基于微波加热的沥青路面现场热再生养护工程车，科研人员通过实验分析发现，经微波加热后，沥青混合料的稳定性并无明显变化，但沥青的针入度有所降低，这表明微波加热不会导致沥青混合料性能老化。

图1.路面修补方法二、微波加热对沥青混合料性能的影响高温条件下，沥青会产生复杂的物理化学变化，其中沥青组分改变、沥青老化会影响路面使用性能，使沥青路面产生裂缝等病害。

浅谈高速公路沥青路面养护新技术高速公路沥青路面养护是保障道路安全和用户出行的重要环节。

随着科技的进步和发展，越来越多的新技术被应用于高速公路沥青路面的养护工作中，以提高养护效果和节省养护成本。

下面将就目前较为常见的一些高速公路沥青路面养护新技术进行简要介绍。

远程监控技术。

利用高速公路沥青路面远程监控系统，可以实时监控路面的运行状况和异常情况。

通过安装在路面上的传感器，可以获取路面的温度、湿度和压力等参数，并即时传输到监控中心。

监控中心可以根据数据分析，判断路面是否需要维修和养护，并及时采取相应的措施，从而有效避免因路面损坏而导致的事故和拥堵。

冷再生技术。

冷再生技术是将已损坏的沥青路面进行破碎、筛分、再度加热和搅拌等工序，使其重新成为可用的路面材料。

与传统的热再生技术相比，冷再生技术具有工艺简单、能耗低、环保无污染的优点。

通过冷再生技术可以有效降低养护成本，减少对原有资源的浪费。

微波加热技术。

微波加热技术是利用微波电磁波对路面进行加热，以提高路面温度和沥青的流动性。

相比传统的火焰加热方法，微波加热技术具有加热速度快、沥青损失少、操作简便等优点。

微波加热技术可以快速修补路面的裂缝和坑洞，提高路面的平整度和安全性。

聚合物改性技术。

聚合物改性技术是将聚合物添加剂与沥青进行混合，以提高路面的抗老化、抗裂和抗滑性能。

聚合物改性技术可以有效延长路面的使用寿命，减少因老化和裂缝而导致的路面损坏。

无机捏合料技术。

无机捏合料技术是将无机材料与沥青进行混合，形成一种具有自我修复功能的路面材料。

当路面出现微细裂缝时，捏合料会自动填充裂缝，防止裂缝扩大和发展，从而提高路面的耐久性和稳定性。

浅析微波加热技术在沥青路面修补中的应用摘要：微波加热技术是一项路面养护的新技术，本文介绍了微波加热技术修补沥青路面的施工步骤，以及微波加热技术的优点和施工时应注意的事项和局限性，最后提出微波加热技术的关键点和发展方向。

关键词：微波加热技术沥青路面热修补养护由于沥青路面良好的路用性能，沥青混凝土路面在公路路面中所占的比重越来越高，我国高等级公路中沥青路面占90％以上。

沥青路面在长期的使用过程中,由于日晒雨淋和车辆长期作用的结果, 不可避免会出现各种各样的损坏。

诸如坑槽、拥包、网裂和松散为表现形态的各种病害。

严重影响道路的通行效率, 且是不安全的重要因素之一如何保证沥青路面的养护质量，在沥青路面出现病害时，采取有效的方法或手段，及时地进行修复，同时对旧沥青混合料进行再生利用，又不使旧沥青混合料老化而降低混合料的路用性能，是沥青路面养护工作中的一项重要课题。

道路管理和养护部门迫切需要一种先进的沥青路面养护工艺及其配套的机械设备来解决这些问题。

沥青路面的病害的修复方法, 一般主要有常温修补或热修补方法。

常温修补的方法主要是利用人工或机械方式直接挖掘破损路面, 然后添加、压实新沥青混合料; 而热修补则是先对沥青路面进行加热,使混合料变为松软状态再进行铲挖。

1 微波加热技术简介利用微波能加热和烘干沥青料及加热修补沥青路面的方法, 在20世纪80年代国外一些发达国家就已经开始尝试了。

经研究发现, 微波加热沥青路面最大深度可达125 mm, 而且不会把表面烧焦。

此外,路面材料经微波处理后沥青料与聚焦料的结合黏性有明显的改善。

沥青路面在修补中由于采用快速加热, 不但可以减轻沥青材料的老化, 而且修补后的沥青表面抗水腐性能有所增强, 这样就可以进一步保证路面的修补质量。

同时, 微波加热技术在沥青路面修补中的使用带来的经济效益也是非常可观的。

据估算, 微波加热再生沥青路面比传统加热方法要节省30%～40%的费用。

微波加热技术还有一些特殊的应用, 如壶形坑洞的修补、纵向路面接缝的加热和修补、乳化沥青的加热拌和等。

车辆工程技术119工程技术1　工程概况某公路工程通车运营时间较长，近年来，由于沿线交通量和车辆轴载的急速增长，导致路面病害问题加重。

经现场勘查发现，本路段多为裂缝、车辙和坑槽病害，选取K10+000~K10+600段为试验段，全长600m。

根据病害情况，经多方讨论决定采用微波处置法进行路面病害修复。

2　沥青路面养护中微波加热技术应用要点2.1　车辙修复在交通荷载长期作用下，沥青路面很容易出现永久累积变形，即车辙。

作为沥青路面的主要病害之一，当产生车辙病害之后，将会大幅降低路面的平整度，并会影响车辆驾驶的舒适性和安全性。

造成路面车辙病害的原因较多，一般可将其分为4种类型，压密型车辙、失稳型车辙、结构型车辙和磨损型车辙。

根据现场调查发现，本工程多为失稳型类型和压密型车辙。

失稳型车辙是指在行车荷载剪切应力作用下，路面层材料将逐渐失稳，并形成凹陷、横向位移等现象。

压密型车辙是指由于施工碾压不到位，当工后车辆通行后，路面逐渐压密，进而产生压密型车辙。

为此，可根据车辙深度情况，合理选择微波修复处治措施。

（1）耙松施工措施。

根据微波修复具体施工过程，可合理选择车辙修复方案。

根据现行规定要求，针对失稳型车辙可采用耙松施工措施。

这是一种较为常见的微波车辙修复工艺，是指在加热路面病害部位后，先耙松局部表面层，随后碾压修复处治施工。

具体工艺流程如下：第一，清理原路面。

施工前，应确保施工作业面清洁、无污染。

要求清理干净施工区域内的杂质、积水、垃圾、尘土等，保证施工路面洁净、干燥。

第二，加热处理。

微波养护车就位，通过微波加热方式进行车辙病害部位加热处理。

第三，耙松。

病害区域加热软化后，需及时耙松表面层。

第四，喷洒乳化沥青。

为及时恢复病害区域的路面性能，可根据施工现场具体情况，均匀喷洒乳化沥青，特殊情况下，也需喷洒沥青再生剂。

第五，回填新料。

根据病害区域内旧料缺失现状，回填一定量的混合料新料。

第六，摊平与压实。

新旧料拌和后，可均匀摊铺到施工作业面。

沥青路面现场微波加热再生模型与实验随着社会经济的快速发展，交通运输行业一直处于高速发展阶段。

道路建设和养护一直是交通运输行业的重要组成部分。

沥青路面作为道路建设中的重要材料，其性能和养护方式一直备受关注。

而沥青路面的再生利用技术成为了目前路面养护的热点之一。

在沥青路面的再生利用技术中，微波加热再生技术被广泛认可为一种高效、环保的技术手段。

通过微波加热再生技术，可以将旧沥青路面进行再生，减少资源浪费，降低对环境的影响，同时也可以提高路面的使用寿命和安全性能。

为了实现对沥青路面现场微波加热再生模型与实验的深入了解，我们需要对其进行全面评估。

我们需要了解微波加热再生技术的原理和特点。

我们需要对现场微波加热再生过程进行建模，并进行实验验证。

我们需要对现场微波加热再生技术的优缺点进行评估，并给出个人观点和理解。

一、微波加热再生技术的原理和特点微波加热再生技术是利用微波在物料中的导致分子、原子和离子产生相对较大的运动能而产生的热效应，通过微波电磁场的加热效应将路面中老化的沥青材料加热到高温状态，再重新摊铺、压实形成新的路面结构。

微波加热再生技术的特点主要包括以下几点：1. 高效节能。

微波加热再生技术可以在短时间内将路面中的老化材料加热到高温，再进行重新摊铺、压实，省时省力，提高施工效率，降低施工成本。

2. 环保减排。

采用微波加热再生技术可以减少对新资源的消耗，减少对环境的影响，降低对大气的污染。

3. 提高路面性能。

微波加热再生技术可以提高路面的紧密度和平整度，延长路面的使用寿命，提高路面的安全性能。

二、现场微波加热再生过程的建模和实验验证现场微波加热再生过程的建模和实验验证是对微波加热再生技术进行深入了解的重要环节。

在建模过程中，我们需要考虑微波加热再生过程中的电磁场分布、热场分布、材料变形等因素，建立相应的数学模型，并进行仿真分析。

在实验验证过程中，我们需要设计合理的实验方案，选择适当的实验设备和材料，对微波加热再生过程进行实际操作，并进行数据采集和分析。

微波技术用于沥青路面养护适用性的探讨沥青路面混合料拌和过程中，需对集料、沥青和混合料进行加热，而不同加热方式会对材料的物理力学性能有很大的影响，如现行规范中已禁止沥青路面材料进行二次普通电加热拌合等。

为验证微波加热技术在沥青路面坑槽养护中的适用性，陕西中霖集团科研团队在研发微波坑槽养护车过程中，进行了多种试验研究。

最具有代表性的为通过微波加热集料、沥青及沥青混合料，对试验前后各性能指标进行对比分析试验。

一、微波加热原理分析微波在电磁波谱中介于红外辐射（光波）和无线电波之间，又称超高频，其波长在1mm～1m之间，频率在300～300×103MHz的电磁波。

用于加热技术的微波波长一般固定在12.2cm或33．3cm。

关于微波加热的原理，一般认为：微波振动同物质分子偶极振动有相似的频率，在快速振动的微波磁场中，物质分子的偶极振动尽力同微波振动相匹配，而分子的偶极振动通常落后于微波磁场，这样物质分子吸收电磁能以数十亿次的高速振动产生热能，因此微波对物质的加热是从物质分子出发的，称为“内加热”。

而传统的加热方法如回流则是靠热传导和热对流来实现的，即“外加热”。

通常，一些介质材料由极性分子和非极性分子组成。

在微波电磁场的作用下，介质中的极性分子从原来的热运动状态转为跟随微波电磁场的交变而排列取向。

例如:采用的微波频率为2450MHz，就会出现每秒4亿5千万次交变，分子间就会产生激烈的摩擦。

在这一微观过程中，微波能量转化为介质内的热量，使介质温度呈现为宏观上的升高。

由此可见微波加热是介质材料自身损耗电磁能量而加热。

微波加热的基木条件是:物体本身要吸收微波。

二、微波对集料性能影响研究分析选取了闪长岩、玄武岩与石灰岩三种比较典型的路面集料进行了微波对它们作用后的较有代表性的力学性能：压碎值、磨耗值及坚固性进行试验研究。

由3.6图可知，微波加热三种集料后的压碎值呈下降趋势，说明集料通过微波多次加热后其压碎性能逐步提高，从而初步判断出微波加热集料后的力学性能得到了提高。