基于熱風(fēng)循環(huán)工藝的瀝青路面就地?zé)嵩偕a(bǔ)熱機(jī)

龐振領(lǐng)

（山東省路橋集團(tuán)有限公司 山東濟(jì)南 250032）

引言

隨著我國(guó)高速公路里程的增加，我國(guó)公路交通建設(shè)的重心也逐步從新建工程向養(yǎng)護(hù)工程轉(zhuǎn)移。目前，我國(guó)早期修建的高速公路已經(jīng)進(jìn)入大中修維修期，養(yǎng)護(hù)任務(wù)日趨繁重。在常規(guī)養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，產(chǎn)生大量的廢舊路面銑刨料，對(duì)環(huán)境造成污染。因此，公路管養(yǎng)部門(mén)對(duì)此投入大量人力財(cái)力對(duì)廢舊路面銑刨料進(jìn)行處理，增加過(guò)多養(yǎng)護(hù)成本。

隨之產(chǎn)生的瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)可以很好的解決上述問(wèn)題。瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)是采用專(zhuān)用的就地?zé)嵩偕O(shè)備修復(fù)瀝青路面表層病害，屬于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)設(shè)備的一種。該技術(shù)可100%利用舊瀝青路面材料，施工速度快，降低施工成本，減少環(huán)境污染，在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用范圍正逐步擴(kuò)大。

1 就地?zé)嵩偕夹g(shù)現(xiàn)狀及問(wèn)題

瀝青路面就地?zé)嵩偕┕ひ话阈枰訜釞C(jī)、銑刨機(jī)、復(fù)拌機(jī)三種設(shè)備聯(lián)合作業(yè)，加熱機(jī)將舊瀝青路面加熱到一定溫度，可使舊瀝青路面軟化，銑刨機(jī)將加熱后的舊路面進(jìn)行耙松，復(fù)拌機(jī)將銑刨料收集，添加適量的瀝青、再生劑及新料進(jìn)行拌和，形成新混合料，最后將新混合料進(jìn)行攤鋪、碾壓，鋪筑成新路面。

目前，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有就地?zé)嵩偕O(shè)備相配套的可對(duì)新混合料進(jìn)行加熱的機(jī)械設(shè)備，在銑刨機(jī)與復(fù)拌機(jī)之間還沒(méi)有設(shè)置保溫功能。在就地?zé)嵩偕┕み^(guò)程中，由于沒(méi)有相關(guān)保溫措施，銑刨后的廢舊瀝青路面材料，產(chǎn)生一定量的熱流失，造成舊料溫度低，從而影響后續(xù)的拌和環(huán)節(jié)。這也是目前就地?zé)嵩偕Ч焕硐氲闹饕蛑?。再者，為了滿(mǎn)足銑刨料的溫度要求，不得不在復(fù)拌機(jī)提高加熱環(huán)節(jié)的溫度，能耗高，且若溫度過(guò)高會(huì)造成瀝青老化、變形，嚴(yán)重影響瀝青的使用性能。

2 補(bǔ)熱機(jī)主要研發(fā)內(nèi)容

加熱系統(tǒng)的研發(fā)是補(bǔ)熱機(jī)的重要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)加熱方式的改進(jìn)，達(dá)到提高瀝青混合料溫度，提高施工質(zhì)量的目的。

2.1 加熱方式的選擇

通過(guò)對(duì)幾種不同加熱方式的比較并借鑒國(guó)外先進(jìn)熱再生修復(fù)機(jī)械的經(jīng)驗(yàn)，得到瀝青路面的維修過(guò)程中采用熱風(fēng)加熱的方式最合適。

紅外輻射加熱受限于其本身特點(diǎn)，具有不可避免的不足之處。首先，紅外加熱會(huì)使瀝青產(chǎn)生很大程度上老化，如此一來(lái)，會(huì)極大影響熱再生施工的質(zhì)量；其次，輻射嚴(yán)重，不利于施工人員身體健康；第三，對(duì)周?chē)G化破壞嚴(yán)重。因此，本文提出的加熱方式采用了更為先進(jìn)的熱風(fēng)循環(huán)加熱方式。

熱風(fēng)加熱系統(tǒng)是當(dāng)今最先進(jìn)的就地?zé)嵩偕?(HIR)技術(shù)之精髓。熱風(fēng)循環(huán)加熱技術(shù)具有加熱均勻、熱效率高、無(wú)煙氣污染、保護(hù)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。由于回收利用熱風(fēng)循環(huán)加熱，能夠節(jié)省30%的燃料，是一種“綠色”技術(shù)。

2.2 加熱裝置設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的加熱系統(tǒng)是通過(guò)高溫風(fēng)機(jī)在燃燒腔體結(jié)構(gòu)中加熱大量空氣，被加熱的氣體，通過(guò)管路通過(guò)管道直接輸送到被加熱的路面。該方式普遍存在能耗大，加熱效率不高的現(xiàn)象。

本項(xiàng)目研制的混流式熱風(fēng)產(chǎn)生裝置采用分散式回風(fēng)理念，確保余熱空氣最大的利用率，提高加熱效率。

該裝置是以熱風(fēng)混流腔體為核心部件，通過(guò)優(yōu)化與之相關(guān)聯(lián)的燃燒腔體、余熱回收腔體、新風(fēng)調(diào)節(jié)裝置等關(guān)鍵部件，以實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)循環(huán)，提高加熱效率。通過(guò)燃燒器對(duì)空氣進(jìn)行加熱，增設(shè)高溫風(fēng)機(jī)回收帶余熱的空氣，再經(jīng)混分腔體送入熱風(fēng)均布裝置，可有效利用余熱對(duì)舊料進(jìn)行加熱，減少加熱過(guò)程中的熱量損耗。

2.3 舊料疏松裝置設(shè)計(jì)

該裝置主要由螺旋布料機(jī)構(gòu)、疏松翻料機(jī)構(gòu)和螺旋收料機(jī)構(gòu)組成；螺旋布料機(jī)構(gòu)和螺旋收料機(jī)構(gòu)分別分布在疏松翻料機(jī)構(gòu)前后兩側(cè)，螺旋布料機(jī)構(gòu)和螺旋收料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)完全相同，均包括第一絞龍、第二絞龍、兩個(gè)液壓馬達(dá)和兩個(gè)刮料板。疏松翻料機(jī)構(gòu)包括熱風(fēng)均布器，熱風(fēng)均布器的管路上交替布置有多個(gè)翻料耙齒和松料耙齒。

該裝置的在施工過(guò)程中由均勻布料、疏松翻料、集料三步組成，其中均勻布料由螺旋布料機(jī)構(gòu)完成；疏松翻料是利用疏松翻料機(jī)構(gòu)對(duì)均布分布的瀝青銑刨料進(jìn)行翻料疏松；集料由螺旋收料機(jī)構(gòu)完成；通過(guò)對(duì)粉碎的舊瀝青銑刨料進(jìn)行疏松，通過(guò)加大熱風(fēng)與瀝青銑刨料的熱傳遞面積，從而提高瀝青再生混合料的溫度，達(dá)到提高施工質(zhì)量目的。

圖中，1.液壓缸，2.液壓馬達(dá)，3.傳動(dòng)單元，4.第一絞龍，5.第一絞龍架，6.第二絞龍架，7.第二絞龍，8.刮料板，9.松料耙齒，10.翻料耙齒

3 實(shí)例驗(yàn)證

2016年6月至10月，在山東高速養(yǎng)護(hù)維修工程JT夏津段就地?zé)嵩偕?xiàng)目中使用新研制就地?zé)嵩偕a(bǔ)熱機(jī)進(jìn)行施工驗(yàn)證，通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施驗(yàn)證了設(shè)備的可靠性和先進(jìn)性。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及檢測(cè)，檢測(cè)均值路面壓實(shí)度98.6%，滲水系數(shù)51.3mL/min，馬歇爾穩(wěn)定度11.3KN，流值36.9mm。再生路面質(zhì)量均滿(mǎn)足現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范要求。

加熱效果是就地?zé)嵩偕O(shè)備非常重要的技術(shù)指標(biāo)，它直接影響到熱再生施工的質(zhì)量，現(xiàn)將新增補(bǔ)熱機(jī)的機(jī)組與原有機(jī)組進(jìn)行對(duì)比，可明顯看出應(yīng)用補(bǔ)熱機(jī)的綜合加熱效果突出，施工效率得到較大提高。

以下是加熱溫度數(shù)據(jù)及施工效果綜合測(cè)試及對(duì)比：

（1）加熱溫度測(cè)試及效果對(duì)比

加熱溫度對(duì)比

（2）施工效果綜合測(cè)試及對(duì)比

施工效果綜合測(cè)試及對(duì)比

實(shí)踐證明，新增補(bǔ)熱機(jī)的就地?zé)嵩偕O(shè)備有效的提高了施工路面溫度，為后續(xù)工序—再生料的攤鋪和壓實(shí)創(chuàng)造了條件，保證了路面熱再生的質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

瀝青路面就地?zé)嵩偕a(bǔ)熱機(jī)可有效提高再生混合料的溫度，保證其質(zhì)量，可以實(shí)現(xiàn)良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于推動(dòng)再生事業(yè)的發(fā)展具有重要的作用。通過(guò)實(shí)體工程充分體現(xiàn)了就地?zé)嵩偕缆烦杀镜?、能源消耗少、社?huì)效益突出等優(yōu)點(diǎn)；通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)，再生瀝青混合料的再生質(zhì)量均滿(mǎn)足現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范要求。符合國(guó)家提倡的“綠色交通”理念，其推廣價(jià)值巨大，應(yīng)用前景廣闊。