ECA 罩面沥青路面就地热再生温度场研究

吴键华 杨振海

（1.重庆交通大学，重庆 400074；

2.江苏宁宿徐高速有限公司，江苏 宿迁 223800）

在行车荷载和自然环境的作用下沥青路面会出现不同程度的病害[1]。这时就需对公路进行大、中修，就地热再生就是一种可回收再利用的绿色养护技术[2]。但当前主要通过路表温度和铣刨后的路槽温度来控制加热温度，无法得知内部温度场状况，所以本文通过埋设温度传感器、改变加热机速率和功率来监测加热时路面内部温度，揭示温度的分布状况，以推荐合适的加热工艺。

1 研究方案

1） 原路面结构，在S49 新扬高速公路扬新方向K162+650～K161+850 埋置温度传感器，路面结构为：2.5cmECA-10+4cmSMA-13+6cmAC-20+7cmAC-25，分别在路表下2cm、4.5cm、5.5cm、6.5cm 处埋设传感器，选取9 个桩号。

2） 温度监测方案，仅考虑加热机速率、功率对路面加热效果的影响。本文在进行温度监测时，始终保持3 台加热机进行加热，且加热机的间距为3m。加热机的速率是可以通过操控按钮直接进行调节，而加热机的功率与油风比和开的加热枪嘴的数量有关，本次温度监测保持油风比不变，将每台加热机加热喷嘴的数量定为4 个、3 个、2 个以区别加热机功率的大小。

2 就地热再生施工监测温度分析

1） 速率影响分析，将加热机的功率保持为中，速率调为2m/min、3m/min 和3.5m/min，所测得的具体温度如图1 所示。

图1 温度监测结果

从图1 可以看出：随着加热机加热，温度传感器测得各埋置深度的温度逐步升高。第一台加热机加热结束时，温度传感器测得各埋置深度的温度变化较小。第二台加热机加热结束时，温度传感器测得各埋置深度的温度升高，尤其是深度在0～4.5cm 的温度传感器，温度上升趋势较为明显，这是因为沥青路面不是理想的热传导体，加热温度从沥青路面路表向下传导需要一定时间。第三台加热机加热结束时，温度传感器测得各埋置深度的温度再次升高。

对比相同功率不同速率的加热效果，加热机速率为2m/min 的加热效果最好，加热机速率为3.5m/min 的加热效果最差。加热机的速率越慢，加热效果也就越好。

2） 功率影响分析，在研究加热机速率对沥青路面路表温度场的影响时，将加热机的速率调为3m/min，并始终保持不变，将影响加热机的功率的加热喷嘴分别调为2、3、4 个，各桩号以及各埋置深度加热结束后的具体温度如图2 所示。

图2 温度监测结果

从图2-2 可以看出：随着加热机加热，温度传感器测得各埋置深度的温度逐步升高。第一台加热机加热结束时，温度传感器测得各埋置深度的温度变化较小。第二台加热机加热结束时，温度传感器各个埋置深度的温度都有了加大提高，尤其是埋置深度在0～4.5cm 的传感器。当第三台加热机加热结束时，温度传感器各个埋置深度的温度均有再次提升。

对比相同速率不同功率的加热效果，功率为大的加热效果最好，功率为小的加热效果最差。加热机的功率越大，加热效果也就越好。

3 红外温枪实测温度分析

在埋设温度传感器进行温度监测的同时，通过红外温枪对加热后的路表、路槽温度进行量测。九个桩号（K162+650-K161+850） 的路槽温度（℃） 分别为101、99.5、90.1、88、77.9、76.4、94.3、88.3、83.2。

埋深4.5cm 的温度与路槽温度有一定的温度差，这个温度差来源于以下三个方面。首先，在用沥青封钻孔时，钻孔中留有部分空气，温度传感器没有与路面形成贴合，导致了传感器的采集温度存在一些误差；其次，SBS 改性沥青作为封孔的材料，在导热性上与原路面材料有差异；最后，在埋设温度传感器时，传感器埋设的深度存在一定的误差。这也导致了传感器采集的温度与红外温枪测得的温度存在一定的误差，这个误差在5%之内，属于可接受误差范围。

4 结语

1） 加热机的速率越慢，路表以下各深度的受热效果也就越好。施工中，加热机的速率可以保持在3m/min 左右，保持这个加热速率既能保证加热效果达到要求，同时也不会影响到施工进度和原路面沥青的性能。2） 加热机的功率越大，路表以下各深度的受热效果也就越好。施工中，加热机的功率可以保持在每台加热机开3 个枪嘴，并根据实际的天气情况以及加热机运行情况做出实时调整，这样可以保证加热效果达到要求。