[发明专利]沥青路面就地热再生加热效果室内试验模拟方法

说明书

技术领域

本发明是一种用于准确分析沥青路面就地热再生加热效果的方法，尤其是一种用室内试验模拟沥青路面加热效果的方法，属于沥青路面热再生的技术领域。

背景技术

沥青路面再生技术按照施工温度和工艺要求的不同，分为厂拌热再生、就地热再生、厂拌冷再生、就地冷再生四类。其中，就地热再生是指采用专门的就地热再生设备，对沥青路面进行加热、铣刨，就地掺入一定数量的新沥青、新集料、再生剂等，经热态拌和、摊铺、碾压等工序，一次性实现对表面一定深度范围内的旧沥青路面再生的技术，基本适用于各种沥青路面的维修、养护。沥青路面就地热再生技术具有环保、节约投资、有利于沥青路面层间联接等优点，是一种经济和社会效益良好热再生技术。

我国公路养路部门进行废旧渣油路面材料进行热再生利用的尝试，采用现有拌和设备作适当改装，南京、武汉、苏州、天津4个城市铺筑了3万多平方米的试验路。东南大学、大连理工大学等针对我国不同沥青路面类型试制不同种类再生剂，在沥青再生剂、再生沥青路面修筑技术方面取得不少成果。近年来随着国内陆续引进多台再生设备，并成功运用于多条高速公路的修复，再生技术逐渐得到认可。与发达国家相比，我国回收沥青路面材料无论从再生利用方式、还是实用技术的研究均处于起步阶段，且缺乏必要的理论指导，再生混合料的性能评价也有待深入研究。

国外对沥青路面热再生技术研究及应用较为成熟，并制定了一套适合本国的沥青路面热再生技术规范。我国在热再生技术应用方面跟国外相差较大，在生产实践体系、理论体系和设计体系方面也有所欠缺。从目前我国公路建设事业的发展情况和公路网规划来看，我国公路的养护维修事业是任重而道远的。因此，深入研究沥青路面热再生有关技术日益显得迫切。

在沥青路面就地热再生的过程中，开始阶段的沥青路面加热效果是其中最为关键控制环节。有研究者通过有限元方法对路面的加热与再生剂的扩散进行了研究，发现辐射光波、环境温度以及风速对于路面的加热都有显著的影响，并提出让加热部分隔离的思路，以减少风的影响。也有研究发现就地热再生的混合料有良好的抗车辙能力，甚至超过部分常规沥青混合料，且热再生混合料也不会比普通混合料更容易水损害。

有研究依托某就地热再生机组，利用有限元软件对加热路面的温度场进行了数值模拟，分别研究了环境因素、加热方式、加热机组的操作参数及加热功率对沥青路面加热温度场的影响，提出就地热再生机组的优化加热方式。有研究者基于离散元对沥青混凝土流变特性模拟的优越性，用离散元软件进行动态仿真，克服了传统连续介质力学模型的宏观连续性假设的局限性，可以从微观角度对铣铇过程进行可视化的数值模拟，然后通过计算和分析建立试验参数、模型参数及模型微观参数之间的联系，再通过单轴压缩试验校正模型参数。

也有研究者依托加热机与复拌机机组，从理论上建立了沥青路面加热的温度计算模型，确定了沥青路面内部温度与加热时间的关系，并计算出了沥青路面内部各点的温度值与沥青路面总的吸热量。但是，利用数值模拟是分析就地热再生的加热效果，但在建模过程中采取了大量的简化、假设，以及对各项参数的理想化设置，模拟结果不够理想。

更多研究人员基于温度控制的质量管理关键技术，即红外图像测温技术，在整个施工过程中使用红外图像测温技术对施工温度进行实时监控量测。红外图像测温技术是利用红外热像仪的红外探测器以及光学成像物镜，接受被测目标的红外福射能量分布图形，再反映到红外探测器的光敏元件上，获得红外图像，即红外热像仪将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。红外线测温可以对就地热再生全过程进行测温，而采用红外线测温原理的测温设备主要有两种，一种是红外热像仪和红外温枪，但这两种设备只能测量表面温度，不能测量内部温度，且受施工现场风速、光照、环境温度等自然因素影响严重，测试结果不够准确。

综上可见，由于沥青路面就地热再生过程中的加热、耙松、铣铇等施工工艺的连续性，目前沥青路面加热效果主要采用非接触式红外热成像仪测试，只能测试沥青路面表面上的温度，难以准确了解沥青路面结构内部温度变化情况，不能全面评价沥青路面就地热再生过程路面内部加热效果，对就地热再生后的沥青路面质量产生不利影响。况且，红外热成像仪靠温差成像，图像对比度低，分辨细节能力较差，价格昂贵，受施工现场风速、光照、环境温度等自然因素影响严重。因此，研发一种沥青路面就地热再生加热效果室内模拟方法对准确评价沥青路面加热效果、为改进就地热再生加热工艺具有重要意义。

发明内容

(1)技术问题