红外热成像监测沥青路面修复中的热回收过程

应用方案—红外热成像监测沥青路面修复中的热回收过程

多年以来，由于再生沥青路面RAP材料100％的使用，对于沥青路面的修复使用的是一种流行的维护技术—现场热回收（HIR）。这项技术与RAP材料重新混合只需10％到20％的原始材料即可完成沥青路面的翻新。因此，HIR可以减少路面维护成本和对环境的不利影响。而且，可以同时处理如车辙、撕裂和开裂等多种路面问题。在HIR中，对路面的修复需要进行加热，松土，再生，混合，放置和压实等操作，且这些操作均在施工现场进行。其中最具挑战性的工序之一就是加热过程，加热不足将无法良好地软化路面；过度加热会导致沥青粘合剂严重老化，影响路面的修复性能。因此，有必要在HIR施工过程中严格监视并控制加热质量。

目前，施工人员在HIR的加热过程中使用红外温度枪通过单点温度监控器（SPTM）来监控温度。SPTM测量的结果仅代表某个点温度，而不代表整个表面温度。更重要的是，在先前的文献和现有的施工规范中，没有任何用于评估HIR加热质量的指标。

图为采用红外热像仪监视的加热系统3阶段

因此，有必要提出更可靠的方法用于HIR中的加热温度监控和加热质量评估。红外热像仪可以接收检测器从物体发出的红外辐射，然后通过信号处理系统显示温度分布的热图像。这项技术的优势在于它可以同时测量路面的整个温度数据，而不是有限的观察点来监视HIR的加热过程。

图为变形路面RGB图和红外热像图

本研究利用红外热像仪来监视三个加热系统的现场加热温度，并建立了三个指标来评估温度均匀性和加热效果。较高的路面温度和较差的温度均匀性更可能导致过热。尤其是加热过程中随着路面温度的升高，对温度均匀性的要求会更加严格。研究表明，红外热成像技术可以在HIR的多级加热过程中实现对路面温度的详细监控，数字图像处理和神经网络的结合可以提取并校正变形温度图，以恢复路面温度数据。

参考资料：

Dongdong Han, Yongli Zhao, Yuanyuan Pan, et al. Heating process monitoring and evaluation of hot in-place recycling of asphalt pavement using infrared thermal imaging [J]. Automation in Construction, 111:103055, 2020.