红外线加热技术在高速公路沥青路面养护中的应用

李龙飞

（石家庄市公路桥梁建设集团有限公司，河北 石家庄 050000）

0 引言

高速公路沥青路面经过长时间的通车可能产生一些病害，轻则影响路面的整体外观和行车舒适度，重则引起不同程度的结构损坏，甚至威胁行车安全。因此，有必要研究高速公路沥青路面养护方法。红外线加热是近年出现的一种新的路面养护方法，本文将对其技术原理、技术优势与实际应用展开分析。

1 路面裂缝成因分析

裂缝是沥青路面最常见的病害类型，它的产生与很多因素有关，如路面结构形式、工程地质条件、基层和面层的施工质量、混合料配合比、自然气候条件及交通状况等。在温差相对较大的地区，裂缝问题往往比较严重。

沥青路面的裂缝可分为横向裂缝与纵向裂缝两种。以某高速公路路段为例，自其通车至今，沥青路面出现了很多横向裂缝，某些路段每间隔30m就有1条横向裂缝，个别病害比较严重的路段甚至每间隔10m就有1条裂缝。在这些横向裂缝中，有一些已经贯穿整个面层，还有一些在面层上弯曲分布，缝宽从几毫米到数厘米不等。虽然这些裂缝不会给正常行车造成实质上的影响，但如果未能及时有效地处理，裂缝将进一步扩展，并为积水或雨水提供下渗通道，导致内部结构进一步损坏。横向裂缝具有分布广、宽度不同等特点，给养护工作带来了很大困难[1]。

纵向裂缝通常出现在高填方路基段，其产生原因为在路基填方施工中，填筑不够均匀或填筑的密实程度未能达到要求，施工完成后由于发生自然沉降，尤其是在受到雨水长时间浸泡后，路基强度大幅下降，产生纵向裂缝，个别严重的路段甚至还会出现错台。这类裂缝的长度与宽度都比较大，一旦发现必须立即处理，否则将造成更加严重的损坏，影响路面的正常行驶，带来安全隐患。

2 红外线加热技术的原理

红外线加热技术是将液化气作为主要热源，只需很短的时间便可加热沥青路面，以此对路面上的各类病害进行处理，包括裂缝和坑槽等，是一种先进、便捷的养护方法。该技术的主要优势在于解决了加热问题，保证了养护效果与质量，且操作十分简单，能极大地提高路面日常养护效率，缩短由于路面养护而封闭交通的时间。加热装置主要由以下几部分构成：①液化气罐，用于储存液化气；②液化气管道，用于传输液化气；③开关，用于控制液化气传输；④风门，通过控制开闭程度增大或减小液化气传输量；⑤红外线发生器，是装置的核心，用于产生红外线；⑥点火枪，用于点火。从装置的组成可以看出其使用十分简单，普通施工人员很快即可掌握。该装置通过燃烧液化气，在红外线发生器的作用下产生红外线，然后对待养护路段的沥青路面进行加热[2]。红外线具有很强的穿透能力，只需很短的时间即可将热量传递至路面结构的深层，使温度至少提高至80℃。具体的加热深度受客观因素的影响有所不同，但普遍不小于3cm。然而，在使用这项技术的过程中需要注意，路面温度一般不能超出180℃，否则可能会使表面的混合料被烧焦，导致路面损坏，对下一步的路面养护及维修造成不利影响[3]。

3 红外线加热技术的应用

3.1 在轻微裂缝处理中的应用

轻微裂缝作为最早产生的一种病害，若未能及时处理，将很快发展成裂缝或网裂，导致路面结构损坏。然而，由于轻微裂缝宽度很小，采用灌缝的方法进行处理时灌缝材料难以进入，而采用涂刷沥青的方法又无法根治这一病害，一段时间后涂刷的沥青可能与原路面脱落，导致养护失效。而采用红外线加热的方法来处理轻微裂缝具有独特的优势。基于红外线加热的沥青路面轻微裂缝处理方法，主要有以下两种。

第一种方法是借助加热装置沿轻微裂缝走向进行加热，根据裂缝严重程度，确定具体的加热时间。当室外气温在15～20℃范围内时，一般只需要加热1～2min；若气温较低，则适当延长加热时间。加热完成后，尽快利用压路机进行碾压，直至轻微裂缝消除[4]。

第二种方法是先用灌缝机沿轻微裂缝走向进行灌缝，再用加热装置进行加热，通过加热，使灌缝材料充分进入裂缝中，与原路面结构之间良好结合，最后均匀铺撒一层洁净的粗砂或石屑，经自然冷却后方可通车。该方法操作十分简单，所需设备和人员都很少，且修补速度快，无需长时间封闭交通，是一种理想的轻微裂缝养护方法。

3.2 在普通裂缝处理中的应用

对于沥青路面的普通裂缝采用红外线加热的处理方法，与之前提到的轻微裂缝处理方法大体相同，但需要注意的是，在灌缝开始前应先对裂缝进行清理，如使用压缩空气将缝隙中的灰尘和杂物吹净，必要时还应使用清缝机清理。清缝完成后，再采用3.1中的第二种方法施工，完成对裂缝的处理。

3.3 在网裂处理中的应用

网裂不同于普通裂缝，其分布呈网状，采用红外线加热技术处理前，应先对网裂所在位置周围及内部进行全面清扫，然后借助加热装置对待处理的部位加热，同时由人工使用铁耙对通过加热达到松散状态的沥青进行适当拌和，并在缺料的部位添加新拌和的热料（若不具备拌和新热料的条件，也可使用冷料，但要在添加前使用加热装置对其加热，使其温度达到施工要求），借助推平器将添加的新料推平，最后使用压路机进行适当碾压，使其与原路面之间良好结合，形成整体。

3.4 在坑槽处理中的应用

若坑槽的深度超过4cm，需采用分层的方法填补，分层厚度不超过4cm；若坑槽的深度不超过4cm，可一次性填补到位。操作步骤和方法为：

（1）在清理干净的坑槽中填补冷料，可使用之前开挖出的混合料，经适当破碎处理后装袋储存，使用时再将其运输至现场，并填补到坑道内。然后借助红外线加热装置对冷料进行加热。待冷料温度被加热至130～150℃后，使用压路机将其碾压至密实状态。对于深度超过4cm的坑槽，需采用以上方法分层施工，逐层填补冷料、加热并压实。

（2）除以上操作方法外，在条件允许的情况下，还可使用下列方法施工：借助红外线加热装置在储藏箱内先对混合料进行加热，使其温度达到填补施工要求的最大值，即150℃，然后采用与前文相同的方法填补和碾压。但要注意，当采用分层的方法施工时，对于最后一层，在填补完成后应使用加热装置再加热一次，这样是为了使坑槽部分的新料与原路面之间实现热接缝，以免出现冷缝对之后的路面使用造成不良影响。

3.5 在路面铣刨中的应用

在当前的沥青路面养护施工中，路面铣刨大多使用冷铣刨的方法。采用该方法完成铣刨后，路面的边缘处会形成一个垂直面。尽管实际施工中会在接茬部位均匀涂刷黏结沥青，但冷接缝的存在依然很难确保原路面与新铺路面之间结合良好，进而影响养护效果，后期出现很多问题。对此，若在铣刨施工中使用红外线加热装置对接缝边缘部位适当加热，则可能将接缝变成热接缝，从根本上消除过去施工中冷接缝带来的各种问题，从而保证最终的养护质量。可见，对红外线加热技术的合理应用，能为路面养护工作中接缝问题的解决提供有效方法。

4 结语

综上所述，红外线加热技术在高速公路沥青路面养护工作中的应用，可以为沥青路面轻微裂缝、普通裂缝、网裂及坑槽等病害的处理提供一种全新的工具和方法，并且还能从根本上解决路面铣刨存在的冷接缝问题。但目前这项技术的应用还处于起步阶段，缺乏足够的经验。通过对这项技术的不断实践和总结，可以推动其更好地应用于高速公路沥青路面养护工作中。