用于路面再生的机动微波处理单元以及沥青路面生产的制作方法_2

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>[0030] 机动LEHS能够有内置的操作人员站,因此它完全可操纵。图7-10中表示了附加 图;图10表示了没有微波单元的装置。
[0031] 当与压碎和注射系统(如在前面页中在设备机组中所示)结合使用时,上述MLEHS 能够用于机组中,或者作为机动/临时的沥青设备。这种高性能HMA设备将占据很小空间, 同时产生很少或没有颗粒或VOC排放。设备可以现场设置,用于任何大规模的道路或停车 场的除去和替换。
[0032] 利用2012内从Minnesota的州项目中获得的投标表,对于4英寸深的CIR,普通投 标价格为$ 1. 90/平方码,且乳液成本为另外的$ 4. 20/平方码(3%的附加率),总价格为 $6. 10/平方码。使用$60/吨的价格用于普通HMA,且$2/平方码用于4英寸深的磨碎, 用于4英寸磨碎和覆盖的总价格将为$ 15. 50/平方码。
[0033] 由这种成本比较,能够知道为什么CIR是用于路面复原的合适方法(当影响决定 的其它因素(几何形状、路面高度、竖直间隙等)允许考虑它时)。因为CIR通常只有HMA 的结构值的大约70%,且认为并不适合用于最终磨损表面,1. 5至2. 0英寸的普通HMA覆 盖通常布置在CIR上作为最终表面,从而价格增加了另外的$ 5. 50- $ 6. 75,导致总价格为 $11.60- $12. 85/平方码。本发明生产的成本类似于下面的普通CIR,部分是因为形成的 产品优于HMA,它不需要用于普通HMA覆盖。
[0034] LEAS HMA 已经进行测试,与 U. S. Department of Transposition,Federal Highway Commission形成的、用于所有铺设项目(这些项目整个或部分由联邦基金来提供 资金)的 Superior Performing Asphalt Pavements ( "Superpave")标准比较。用于 HMA 评价的主要测量值是用于预计HMA的耐久性的拉伸强度率("TSR")。一些南方的州(特 别是Texas和Louisiana)已经用Hamburg Rut Test测量值来代替TSR测量值,因为在升 高温度下铺设的HMA可能变得较脆。下面的表示出了针对前述标准在LEAS HMA上执行的 测试结果。
[0035] 每AET的LEAP HMA特性测试结果,2013年1月12日(1)(来自于2012年12月 20日和2013年1月9日的HMA试样)
[0036]
[0037] (1)工程测试概括,Crius Corporation沥青装置空气发散工程测试,2012年12月 18 日,AET 项目号 14-01235。
[0038] (2) SPWEB340B 是Minnesola Department of Transportation Superpave 规格,其 中"SP"表示回转破碎机(测试)设计,"WE"表示磨损混合物,"B"表示< 3/4"集料,"3" 表示交通水平,"40"表示百分之4. 0的设计空隙,"B"表示原始沥青胶泥粘合剂等级。
[0039] (3)测试在20000循环停止,可测试范围的上限
[0040] (4) lb. /ft3 =镑每立方英尺
[0041] (5)psi =镑每平分英寸
[0042] Superpave规格以及大部分派生的州规格并不允许在HMA混合物设计中使用超过 百分之25至50的RAP,因为普通的批料和鼓状物HMA设备不能在并不形成过多烟排放和颗 粒物质的情况下(过多烟排放和颗粒物质违反了标准空气允许)将RAP内的集料充分加热 至满足最低TSR规格所需的温度。使用LEAS生产处理来产生的HMA满足或超过了对于大 部分州的最低TSR规格,同时使用100% RAP,实际上产生零排放或颗粒物质。
[0043] 选定州DOT规格的最低TSR

[0045] 多个南方的州已经将Hamburg Rut Test作为HMA耐久性的更可靠测量值。原始沥 青胶泥有两种主要的化学组分:沥青烯和软沥青。沥青烯是硬材料,它提供了机械强度,而 软沥青是油状部分,它用作在HMA中的粘接组分。软沥青将通过老化或过多热量而氧化,以 便形成沥青烯,这使得HM变得硬和脆。老化或热损坏的HM在较重负载下产生裂纹,从而 引起道路表面故障。Hamburg Rut Test使用在HMA试样上面通过的轮来进行,直到随后的 车辙超过12.5毫米深度。南方的州(其中,夏天铺设温度能够使得HM过早老化)已经转 变成以Hamburg Rut Test作为代替测量值,以便保证软沥青部分不会在施加过程中受损。 当在RAP中的沥青胶泥老化时,该测试是用于LEAS HMA的重要基准,且使用RAP的普通HMA 超过百分之25有早期失效的趋势(由于相对缺乏软沥青)。
[0046] 下面的曲线图表示了用于两种变型的LEAS HMA的测试结果
[0048] LEAS车辙测试结果远胜于最佳执行HMA产品的车辙测试结果,特别是当你认为用 过的RAP并不设计成用于接近该水平的任何位置的负载时(拉伸〈60)。
[0049] 绿线表示加热至220度的材料,紫线是加热至290度。普通的Superpave HMA在 8500次通过时失效,而LEAS HMA在一些情况下超过20000循环而没有失效。
[0050] 使用微波技术的现场再生中的热机会(opportunities)
[0051] 实验室测试表明,使得100 %再生沥青路面(RAP)与4-5% LEAS沥青乳液混合以 及通过MLEHS来将其加热至250-300华氏度能够产生与新的热混合沥青(HMA)相等或者更 好材料特性的沥青产品。设计成用于CIR铺设机组中的微波MLEHS单元将该处理转变成 HMA处理机组。热量的添加将使得CIR材料以与HMA类似的密度来布置,且性能结果证明完 成的表明将与普通HMA相当或者更优。
[0052] MLEHS单元需要在CIR或FDR注射处理中添加从大约4-8% (在CIR中5%,直到 用于FDR的8% )的工程乳液,以产生高性能LEAS HMA。在5%乳液含量时,成本将增加从 $6. 10/平方码(用于CIR)至$9. 00/平方码(HIR)。显然,使用微波技术加热的HIR将是 有成本效益的可选方式,因为MLEHS加热能够应用为小于$ 6. 50/平方码(设备和能量成 本)。
[0053] 当前在美国有8616200车道英里的路面,包括在Minnesota州中的292599。在 Minnesota中,40%的道路英里数铺设有沥青,2%为混凝土,58%具有烁石或尘土表面。在 US中的全部铺设道路的表面的统计还不容易获得,但是当表面类型的百分数与丽类似时 (合理假设),有大约3446480车道英里的沥青表面道路。沥青路面在复原之间的平均寿命 周期为20年(在高交通量的城市环境中为5-12年,在居民区和低交通量的郊区环境中为 15-30年),意味着每年有大约175000车道英里(1,232, 000, 000平方码)的潜在市场用于 路面恢复(作为可能的复原方法)。提供新HMA性能的路面现场复原的经济冲击是巨大的。
[0054] 下面表示的排放测试执行为用于室内LEHS系统的排气的颗粒和不稳定有机碳 ("V0C")测试。该测试概括如下。
[0055] 总的观点:颗粒和VOC气体排放测试在2012年12月18日在引导规模沥青设备 上进行。颗粒排放测试根据EPA Method 5和EPA Method 202来进行。VOC排放测试根据 EPA Method 25A使用总烃(THC)分析器来进行。在排放测试时,引导规模的沥青设备生产 10吨/小时的沥青。
[0056] 存在用于全部热混合沥青设备(HMA)的颗粒物质的联邦规定(NSPS Subpart I)。 当前没有用于VOC的联邦规定限制;在下面的表中VOC排放与EPA排放系数比较。详细测 试结果在附接于本文中的表1和表2中找到。

[0059] a) VOC等效于作为丙烷的总烃
[0060] b)该数表示通过天然气运行的Drum Mix HMA的VOC排放的EPA排放系数。
[0061] 表 1
[0062] 沥青设备颗粒测试结果的概括
[0063] Crius Corporation-Plymouth, Minnesota
[0064] AET#14-01235

[0067] 表 2
[0068] 沥青设备VOC排放测试结果的概括
[0069] Crius Corporation-Plymouth, Minnesota
[0070] 2012 年 12 月 18 日,AET#14-01235
[0071] 运行 #1 9:29-10:28
[0075] 运行 #3 13:28-14:27
[0076]
[0079] 污染测试结果表明LEAS设备将很好地低于用于HMA生产的所需排放标准。这些 结果证明LEAS设备适合在大部分州中的、普通HMA设备不能到达的位置(由于污染和空气 质量规定)。
[0080] 尽管本发明的前述说明使得本领域普通技术人员能够以当前认为最佳的方式来 制造和使用,但是本领域普通技术人员应当知道这里的特殊实施例、方法和示例存在变化、 组合和等效物。因此,本发明并不由上述实施例、方法和示例来限制,而是由在本发明的范 围和精神内的所有实施例和方法来限制。
【主权项】
1. 一种用于生产高性能热混合沥青产品的机动沥青设备,包括: RAP材料; 乳液,所述乳液添加给RAP ;以及 低能微波加热系统,用于处理RAP乳液混合物。
【专利摘要】本申请公开了一种用于生产高性能热混合沥青产品的机动沥青设备,产品包括:RAP材料;乳液,该乳液添加给RAP;以及低能微波加热系统,用于处理RAP乳液混合物。
【IPC分类】E01C19/10
【公开号】CN104981569
【申请号】CN201380035208
【发明人】M·埃利奥特
【申请人】飞跃技术股份有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2013年5月6日
【公告号】CA2875747A1, CA2875874A1, CN104662230A, EP2845439A2, EP2872693A1, US20140146632, WO2013166489A1, WO2013166490A2, WO2013166490A3
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