[科普中国]-路面加热器

背景

沥青是目前各类高速公路的一种主要铺添材料。沥青路面在工作一段时间后，常常会因不同的原因出现坑槽、裂缝、龟裂、拥包与裂块等形式的病害现象，这就需要合理的修复与养护服务，以保证其对不会对公路的运输需求和安全产生影响。而路面加热器则是修复与养护公路的机械设备。

分类目前各国大量使用的加热器大体可分为如下三种：红外线式加热器，热风循环式加热器；红外线热风组合式加热器。
红外线式和红外线热风组合式加热器根据其热源的不同可分为液化石油气式、煤油式两种。从整体结构上看加热器又可分为专用加热车和与沥青路面再生机械溶为一体的加热装置两种。

结构简述
HM-1型远红外路面加热器主要由行走机构、辐射电热元件和电器操纵三部分组成。辐射元件由三块碳化硅远红外辐板及保温、反射层组成，用以将电能转换为红外辐射能。电热元件的升降通过手轮连杆机构实现，升降范围为10~100mm，以适应不同路面对加热高度的要求。电器操纵部分通过按钮开关实现加温和停止加温，电路中还装有温度继电器，作为电器系统的过载保护。

工作原理
由于行驶车辆对路面的反复作用和自然环境的影响，沥青路面不断出现各种形式的局部损坏。处理这些损坏的路面时，过去由人力不加温开挖后修补，劳动强度大，工效低，并且易于破坏路面底层和相邻边侧，难以保证养护质量，尤其是在冬季气温下，无法正常施工。实践证明，先将损坏部分路面加热后再开挖，是路面养护行之有效的养护工艺。

红外加热
HM-1型远红外加热器以电为热源，利用远红外辐射加热。辐射元件由碳化硅基体和SiC与Fe、Ni等金属氧化物的混合物组成的远红外辐射涂层组成。碳化硅的低温辐射性能好，加热沥青路面是比较适宜的。涂层利用高温烧结在基体上。经测定，此种涂层温度在500℃时的全辐射率为0.83，而在3~4.2微米的红外波段内达到辐射能量的峰值。沥青、砂石料、水及气态水(经测定，破坏的沥青路面含有不超过2%的液态水和气态水)在红外波段（尤其是远红外波段）都有很好的吸收性能。因此，利用远红外辐加热沥青路面，是完全可行的。

辐射加热沥青路面的原理是，基体和涂层将电能转换为红外辐射能，路面吸收辐射能并迅速转换为热能，从而使沥青路面迅速升温、熔解，强度下降，便于开挖，而且不破坏路面底层和相邻边侧。

微波加热微波是频段范围为300MHz到300GHz，是一种频率相对较高的电磁波，使用微波能量对辐射目标进行辐射加热时，由于被加热介质物料中含有极性分子，它在快速变化的微波能量辐射作用下，其极性取向随着微波场快速地变化，也就使得极性分子不断的进行运动与碰撞，从而得到热能。1

特点
1.结构简单，走行灵活，操纵方便，适合沥青路面日常养护作业。
2.采用远红外加热方式，加热均匀迅速。当环境温度为-5~80℃，路面厚度为20~50毫米时，加热时间为3~5分钟。
3.解决了冬季养护问题，使沥青路面的养护作业不受季节限制。
4.加热后铲挖下来的旧沥青温度为60~800℃，并呈松散状态，可掺拌一定量的新料立即使用，为回收旧料创造了条件。
5.经加热后的路面，便于开挖且不致破坏路面底层和相邻边侧，而且底层和边侧都有一定的温度，使新旧混合料结合良好。提高了养护质量，降低了劳动强度，改善了作业条件。