沥青路面加热中的温度变化与就地热再生目标的实现

<正>0引言在沥青路面就地热再生施工中,旧路而和混合料的加热温度和再生工艺是影响整个再生施工质量的关键因素~([1])。热风循环加热技术是就地热再生技术的一种,它通过燃烧燃油加热空气,形成高温气流,实现对路面或热铣刨后的混合料的持续加热。由于热风循环是封闭系统,且沥青路面与混合料的导热呈非线性变化,这给该技术实施中的路面和混合料加热及控制带来困     

就地热再生技术加热等级和作业速度研究

加热技术是沥青路面就地热再生技术的关键,加热过程直接影响着施工的质量。基于热风循环加热方式的沥青路面就地热再生技术,使用一维非稳态导热模型,建立传热温度场,研究沥青路面就地热再生技术中加热的分级和作业速度的控制。通过实地温度测量,证实了加热等级和机群作业速度二者有着直接的联系。通过技术人员的实时温度量测和现场指挥,可以有效指导施工、提高作业效率、提高燃料利用率、节约成本。     

就地风热再生沥青路面温度场计算方法研究

就地热再生沥青路面施工过程中的加热效果对路面的再生质量具有重要影响。该文以热风循环式加热装置为研究对象,分别建立数学模型与Abaqus有限元模型,计算得到就地热再生沥青路面加热温度场的解析解与数值解。结果表明:路面加热温度场的解析解与数值解存在较大误差,Abaqus有限元模型的计算结果与实测值拟合度较高,建议采用Abaqus有限元模型进行沥青路面就地风热再生温度场的相关计算。     

不同就地热再生装备处治沥青路面的短期和长期效果分析

依据江苏省某高速公路沥青路面养护工程,基于再生加热设备的加热温度、路面抗滑性能、渗水系数、平整度和压实度等指标对比分析不同就地热再生装备处治路段的短期效果;进一步基于车辙深度、路面抗滑性能和平整度等路表指标分析就地热再生技术的长期处治效果,结果表明,本文分析的两种就地热再生装备处治效果基本类似,且就地热再生工艺处治路段的车辙深度在通车4年后仍处于5mm以下,表明对路面车辙具有良好的处治效果。     

基于最小能耗的沥青路面就地热再生加热机组优化控制

原路面加热是沥青路面就地热再生的核心工艺环节,为探寻就地热再生加热机组运行速度及加热功率的合理组合,根据能量守恒定律建立了沥青路面就地热再生加热过程的传热模型,结合就地热再生原沥青路面加热特点,将传热模型转化为沿路面深度方向的一维传热,并依托沥青路面就地热再生实体工程,通过现场埋置温度传感器,监测加热机不同加热功率下路...     

多步法就地热再生工艺中的沥青路面加热速度

针对就地热再生过程中沥青路面加热速度慢、严重影响再生施工速度提升这一问题,从改变施工工艺的角度出发研究提高沥青路面加热速度的方法。建立了沥青路面温度场数值计算模型,求解得出单步法和多步法再生加热过程中沥青路面内部温度场变化趋势,并通过实验室模拟试验对数值分析结果进行了验证。结果表明:沥青路面加热速度慢的主要原因在于沥青路面传热性能差导致的加热过程中沥青路面内部沿深度方向温度梯度大,并且传统单步法就地热再生工艺中单次加热的厚度过大;多步法再生工艺中通过铣刨移除上部已达到再生温度要求的沥青路面材料,从沥青路面内部直接输入加热能量,减小了沥青路面厚度及沥青路面传热系数对沥青路面加热速度的影响,能够以更少的加热能量和更快的速度完成沥青路面加热;多步法就地热再生工艺中完成4cm厚沥青路面加热所需时间仅为传统单步法就地热再生工艺中沥青路面加热所需时间的43%,所需能量仅为单步法就地热再生工艺中所需能量的70%。     

旧沥青路面就地热再生并加铺沥青混合料面层技术

旧沥青路面就地热再生并加铺技术,将老化路面利用就地热再生机理进行就地热再生,再生的同时加铺一层新沥青磨耗层,再生旧路面与加铺新料同时进行,两层之间是平面热结合并同时碾压,再生路面整体强度很好。实践证明,可节约资源,100%地利用旧路面沥青混合料,生态环保。施工现场作业面为半封闭路面施工,不产生封路施工问题,经济效益明显。     

中联生产的国内首套综合式就地热再生成套设备推向市场

由中联重科自主研发制造的国内首套热风循环加热综合式沥青路面就地热再生成套设备，目前在连霍高速公路河南商丘段成功地进行了工业性考核试验。完成施工的再生路面，质量完全达到高速公路各项检测指标的要求。此外，设备在节能、环保和控制等方面都有卓越的性能。     

热再生施工中SBS改性沥青老化与再生效果评价

采用智能化监测设备获取就地热再生高温加热后的沥青路面温度分布,研究就地热再生施工过程中高温加热对SBS改性沥青的老化与再生效果的影响;采用常规试验和红外光谱分析,对比室内外再生效果的差异。结果表明：沥青经过长期自然老化后低温性能下降,黏性增强,再生剂加入可改善老化沥青的低温延展性能,红外光谱分析表明,再生剂加入有助于调整老化沥青的组分。就地热再生高温加热后沥青路面的表面温度可达230℃,原路面老化改性沥青经过加热机高温加热后发生二次老化,此外,现场再生沥青的性能并没有得到有效改善。综合室内外原路面老化沥青的再生效果,提出需根据原路面老化沥青的现场再生情况,为现场施工质量的保证留出一定的再生剂余量。     

基于模糊理论的沥青路面热风加热多参数优化

为了优化就地热再生热风加热参数，提高热风加热沥青路面的加热效果，基于有限元方法，建立了热风加热装置加热沥青路面的模型，模拟计算了热风加热沥青路面的过程，通过试验验证了仿真模型及参数设置的正确性。采用正交试验设计方法研究了热风温度、热风速度、出风孔离地高度对加热效果的影响。提出了基于模糊理论的热风加热效果评价方法，引入综合模糊评价指标代替沥青路面温度场、对流换热系数和加热过程中的能量利用率等单一评价指标对沥青路面加热效果进行评价，采用独立性权系数法确定了各指标的权重系数，仿真分析验证了综合模糊指标评价方法的有效性。结果表明：在加热装置的设计参数范围内，热风温度对沥青路面表面温度及分布均匀性影响最大，热风速度对换热系数影响最大，出风孔离地高度对能量利用率影响最大。以沥青路面温度场、对流换热系数和能量利用率等单一指标为优化目标获得的最佳加热参数组合，仅能保证各自指标最优，但其他指标较差；以综合模糊评价指标E_CFI为优化目标得到的最佳热风加热参数组合，可以同时获得较好的沥青路面温度场、对流换热系数和能量利用率。研究方法和结论为沥青路面热风加热参数的选择和加热效果的评价提供了一种有效可行的途径。     

就地热再生施工规范

就地热再生工艺包括如下工序 :加热软化现有沥青铺层 ;将加热后的铺层耙松到 30～ 6 0 mm深度 ;将耙松下的材料进行复拌再生 ;再生材料的摊铺及压实。上述工序由热再生机组的各工作装置一次性 ,同时连续地完成包括加热、耙松、沥青再生剂的加入、新混合料的添加、新旧材料的拌和、整平、摊铺及预压实。1　设备1.1　再生设备用于加热、复拌及重铺的设备是以液化石油气为燃料的自行式机械 ,在将现有铺层加热到所需深度时 ,至少有 75 0 m2 / h的工作能力。该设备应由以下部分组成 :(1)一台配备多组加热元件的预加热机 ,它在将热能辐射到磨耗层…     

旧水泥路面加铺沥青层结构温度场特性及数值模拟

为研究旧水泥路面加铺沥青层结构温度场特性,采用预埋温度传感器的方式实测路面温度场,根据传热学原理建立旧水泥路面加铺沥青层结构的非线性瞬态3D温度场计算模型。基于实测气象资料,用修正后的双正弦函数、Fourier级数分别表示气温、太阳辐射,作为模型边界条件,采用ANSYS对路面温度场进行数值模拟并与实测温度场对比。研究结果表明:旧水泥路面加铺沥青层结构温度场一天的变化趋势是先降后升再降,升温速率明显大于降温速率,正负温度梯度交替出现,易诱发温度疲劳裂缝;各路面结构层的温度、温度梯度和变温速率的变化幅度随着深度增加而减小,且峰值、峰谷出现时刻随深度逐渐滞后;路面最高温度、最大正温度梯度均出现在沥青加铺层,应提高沥青加铺层抗高温车辙的性能;加铺层有效降低了水泥混凝土层的温度翘曲应力;依实测气温资料修正后的双正弦函数可以很好地模拟近路表气温的日变化规律;路面结构温度场的模拟值与实测值的偏差在3℃以内,说明该温度场模型具有很高的预测精度。     

浅谈就地热再生技术在开阳高速公路的应用

现场热再生是指在原有沥青路面上通过加热软化、以机械方式翻松(铣刨)路面旧料,对旧路面材料进行100%的循环利用,并将所形成的再生混合料现场重新摊铺压实,从而达到消除路面病害、恢复路面性能的道路维修技术。本文通过对就地热再生技术在开阳高速公路的应用,总结该技术在施工中应注意的要点、难点,为今后类似工程提供参考。     

CRC+AC复合式路面温度场影响因素研究

针对CRC+AC复合式路面温度场影响因素的问题,研究基于气象学和传热学理论,运用Abaqus有限元软件进行三维实体建模与数值模拟,分析了CRC+AC复合式路面结构的温度场分布与影响因素。结果表明：在一定条件下,距路表越深,路面结构温度变化越小,当深度超过0.6 m,温度几乎没有变化且与外界环境温度相差不大。通过增加沥青路面的热传导率、热容量、路面发射率和减小太阳辐射吸收率可降低高温时刻路表温度,减轻路面车辙和裂缝的危害。无论是夜晚低温时刻还是白天高温时刻,改变沥青层厚度对路表温度影响不大,但在白天高温时刻,面层内温度会随着沥青层厚度的增加而降低,并且降低的幅度较大。该文研究结果可为CRC+AC复合式路面的沥青层开裂、车辙等病害预防提供技术支持,并为材料选择和结构设计提供理论依据。     

基于实测数据的沥青混凝土路面结构温度场特性分析

为研究沥青路面温度场受外界环境的影响及其敏感程度,对重庆南岸区大气温度及太阳辐射能量进行实测。根据传热学理论,运用ABAQUS有限元软件进行建模并对其进行二次开发。结合沥青混凝土路面结构材料在不同温度时的蠕变非线性效应,改变大气气温、风速等参数,分析沥青路面结构温度场随相关参数的变化的规律。结果表明:沥青路面结构受大气温度的影响主要体现在路面面层,达到路面结构一定深度后,对路面结构的温度场的影响很小;大气温度是影响沥青路面全天温度场变化的主要因素;在中高温天气时,随着太阳辐射能量的增加,大气温度对路表温度的影响随之减小;随着路面结构深度的增加,不同深度位置处与大气对流作用频率下降,只有当上层结构与大气对流完成之后,才能由其以下的结构与大气对流,进而使下层结构温度差峰值向后延迟;风速对沥青路面温度场影响较大,应注意风速产生的温度场结果误差。     

就地热再生技术在高速公路预防性养护工程中的应用研究

为研究就地热再生技术在高速公路预防性养护工程中的应用效果,以泰井高速公路预防性养护工程为研究对象,对再生混合料进行配合比设计,并评价再生路面的施工效果。结果表明,随再生剂掺量增加,沥青针入度增大,软化点减小,延度增大;就地热再生施工期间应对加热、铣刨、摊铺与碾压等关键工艺实施监控,保证就地热再生技术对路面性能的改善效果。     

沥青路面就地热再生施工关键技术研究

为研究沥青路面就地热再生施工关键技术,本文结合某公路改建工程,设置试验路段进行分析,阐述就地热再生技术不同施工方法的特点,探讨再生剂掺量确定、旧路面加热、再生混合料的摊铺及碾压等多个方面,并对就地热再生施工关键环节进行质量监控,结果表明:采用就地热再生技术进行路面改建可取得良好施工效果,且对废旧沥青混合料的利用率高,可有效降低成本。     

微波辅助加热就地热再生在高速公路养护中的应用研究

微波加热是国内外新近研究的一种加热方式,具有深层加热、均匀性好、能量利用率高等优点。以往微波加热技术多应用于沥青路面日常养护,未见在沥青路面就地热再生的应用。该文基于微波加热的原理和特点,提出国内外独特的微波辅助加热就地热再生组合工艺流程,并开展微波辅助加热就地热再生在连霍高速养护工程应用。研究结果表明：微波加热机直接对原路面加热的方案是不合适的,确定了微波加热机二次提温的方案。连霍高速就地热再生工程实践表明：经微波加热后,铣刨料内部的加热温度可提升14℃,保证了后续混合料的拌和摊铺温度和施工质量。     

黄延高速沥青路面就地热再生施工工艺

沥青混凝土路面就地热再生能够最大程度地实现旧沥青混凝土路面的现场再生利用,在资源节约和生态环境保护等方面具有显著的经济效益和社会效益。本文结合黄延高速就地热再生表面处治工程,从沥青混凝土路面就地热再生沥青混合料拌合、原路面加热、耙松、再生剂喷洒、混合料摊铺等方面分析了沥青路面就地热再生技术施工工艺方面的要点及注意事项,以期为就地热再生技术的现场施工提供指导。     

沥青路面再生加热室内试验方法研究

利用路面摊铺与养护综合试验台对沥青路面进行室内热再生加热试验,研究再生路面加热过程中加热板的移动速度、沥青路面的温度变化以及加热量等因素对加热质量的影响.通过试验得出满足加热质量的最优移动速度、最佳加热距离以及合理的加热量等施工参数,为沥青路面再生加热施工提供一定的依据.