一种新型微波加热复拌再生机及其添料复拌再生工艺的制作方法

本发明具体涉及一种新型微波加热复拌再生机及其添料复拌再生工艺，属于道路养护设备领域。

背景技术：

在就地热再生施工过程中，复拌再生机常置于多台沥青路面加热机和加热耙松机之后，主要用于再生料的重新拌和和摊铺，形成复拌再生层。

现有的复拌再生机多采用前置料斗、斜输料带、水平输料带等配合完成新沥青混合料的添加，存在设备超重超长，运输困难以及卡料、维修保养困难等问题；搅拌装置对新沥青混合料和再生料进行重新拌和后，沥青混合料的温度一般在120℃～140℃，多需进行二次加热提温才能满足摊铺温度，其二次加热提温多采用燃油/气明火加热、燃气红外线加热或柴油热风循环加热方式，再生料加热温度不易准确控制，易造成沥青的老化和焦化，且施工过程多伴有大量的有毒蓝烟，存在严重的环境污染问题；现有的就地热再生机组大多数只具备添料复拌再生工艺，少数的复拌加铺工艺的复拌过程无法添加一定比例的新的沥青混合料，而凭借加入适量的再生剂后复拌摊铺形成再生层，然后在再生层上加铺一定厚度的全新沥青混合料，并未实现真正意义上的双层摊铺，且摊铺时新旧路面间温差过大，无法有效粘结，易形成弱接缝和弱界面，影响路面的再生质量。

技术实现要素：

本发明目的是克服上述现有技术不足，提供一种具备良好的维修性和运输性，能够省去了料斗和斜输料带，解决了设备的超重超长问题的新型微波加热复拌再生机；进一步地，本发明提供一种能够对复拌后沥青料堆二次加热提温，使得摊铺温度达标，且无烟无焰，沥青料无老化、焦化，高效、环保，且对耙松后沥青路面热粘结加热，解决市场上新旧路面间温差过大，无法有效粘结，易形成弱接缝和弱界面的难题的新型微波加热复拌再生机；更进一步地，本发明提供一种具备添料复拌再生和添料复拌加铺两种工艺，实现了真正意义的双层摊铺，提高了沥青路面再生质量的添料复拌再生工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种新型微波加热复拌再生机，包括底盘行走系统，所述底盘行走系统上部承接有机架，所述机架的前部设置有发电机组，所述机架的左右两侧设置有若干组变压器箱，两个相邻的所述变压器箱之间设置有维修通道，所述机架的下方设置有位于前后轮中间的微波加热墙，所述发电机组的左右两侧设置有若干组冷却系统，所述机架的后部设置有副发动机，所述副发动机的左侧设置有水箱以及液压系统的液压油箱，右侧设置有驾驶室，所述机架的左前侧和右前侧分别设置有电气系统和燃油箱，所述机架的左前部上设置有搅拌装置，所述机架的左右支承梁之间设置有水平输料装置，所述水平输料装置最前端设有接料口，最末端设有引料槽，所述机架的后下方从前到后依次设置有一级布料螺旋和一级整平熨平板、二级布料螺旋和二级基础摊铺熨平板。

所述微波加热墙包括微波加热框架，所述微波加热框架的顶部连接有伸缩套筒，所述伸缩套筒的顶部与所述机架下方相连，所述微波加热框架内设置有若干组按照阵列规则排布的微波发生磁控管，所述微波发生磁控管固定在波导天线的顶部，所述波导天线的下口设置有透波保护板，所述透波保护板与所述微波加热框架固定。

所述微波加热墙包括一片主微波加热墙和设置在主微波加热墙左右两侧对称的两片副微波加热墙，所述主微波加热墙与所述副微波加热墙之间铰接连接，所述副微波加热墙相对于所述主微波加热墙可实现90°翻转。

所述微波发生磁控管内置真空管过盈配合有散热套，所述散热套连有上下、左右位置错开的进液管和出液管，所述微波加热框架的一侧焊接有冷却管ⅰ和冷却管ⅲ，另一侧焊接有冷却管ⅱ和冷却管ⅳ，冷却介质依次通过所述冷却管ⅰ、所述散热套、所述冷却管ⅱ、所述散热套、所述冷却管ⅲ、所述散热套和所述冷却管ⅳ，所述冷却管ⅰ的进口与所述冷却管ⅳ的出口分别与所述冷却系统相连。

所述冷却介质包括水、导热油或者汽车发动机用冷却液。

所述微波加热墙的四周布置有微波屏蔽装置，所述微波屏蔽装置包括扼流槽弹片、柔性屏蔽链网ⅰ、柔性屏蔽链网ⅱ，所述扼流槽弹片位于所述柔性屏蔽链网ⅰ的内侧，所述柔性屏蔽链网ⅱ位于所述柔性屏蔽链网ⅰ的外侧，所述柔性屏蔽链网ⅰ和柔性屏蔽链网ⅱ通过若干个螺栓环形固定在所述微波加热墙的四周。

所述微波加热墙的四周布置有微波泄漏检测装置，所述微波泄漏检测装置包括信号依次通过的信号采集天线、阻抗匹配电路、检波电路、放大电路和报警指示灯。

所述温拌剂箱中的温拌剂采用导热油循环加热方式，所述温拌剂箱中导热油的进口端与所述冷却管ⅳ的出口相连，所述温拌剂箱中导热油的出口端与所述冷却管ⅳ冷却管ⅰ的进口相连。

所述透波保护板的材质为聚四氟乙烯。

一种添料复拌再生工艺，包括上述任意一种新型微波加热复拌再生机和沥青料保温自卸车，沥青料保温自卸车的数量为两台，其中一台沥青料保温自卸车输送新沥青混合料至耙松后拢起的沥青料堆，二者掺杂在一起后进入搅拌装置，经过双轴强制拌和均匀，形成一条梯形垄状拌和料堆，然后经一级布料螺旋布料和一级整平熨平板摊铺预压实后形成新的复拌再生层，经碾压后得到再生沥青路面；在完成添料复拌再生工艺形成复拌再生层的同时，利用另外一台沥青料保温自卸车输送新沥青混合料至水平输料装置最前端的接料口，在水平输料装置的驱动下沥青混合料向后输送，经由末端的引料槽滑落至一级布料螺旋和一级整平熨平板完成的复拌再生层上，经过二级布料螺旋布料和二级基础摊铺熨平板的摊铺预压，从而“热对热”的产生一个全新的沥青薄磨耗层，最后经碾压得到复拌再生加铺双层沥青路面。

本发明的有益效果：本发明提供一种新型微波加热复拌再生机，机架的左前部上设置有搅拌装置，采用独特的前置式搅拌设备，具有良好的维修性，省去了料斗和斜输料带，解决了设备的超重超长问题，具有良好的运输性；微波加热墙包括一片主微波加热墙和设置在主微波加热墙左右两侧对称的两片副微波加热墙，主微波加热墙采用2.45ghz频率微波加热磁控管对复拌后沥青料堆二次加热提温，加热深度150mm～200mm，使得摊铺温度达标，且无烟无焰，沥青料无老化、焦化，高效、环保；采用5.8ghz频率微波加热磁控管对耙松后沥青路面热粘结加热，加热深度75mm～80mm，解决了市场上新旧路面间温差过大，无法有效粘结，易形成弱接缝和弱界面的难题，施工效果好；本实用提供一种添料复拌再生工艺，借助沥青混合料保温自卸智能输料车同时实现复拌再生用新料和加铺用新料的添加，具备添料复拌再生和添料复拌加铺两种工艺，实现了真正意义的双层摊铺，提高了沥青路面再生质量。

附图说明

图1是本发明一种新型微波加热复拌再生机的主视图；

图2是本发明一种新型微波加热复拌再生机的俯视图；

图3是本发明一种新型微波加热复拌再生机的立体图(左前45°)；

图4是本发明一种新型微波加热复拌再生机的立体图(右后45°)；

图5是本发明一种新型微波加热复拌再生机的行车状态图；

图6是本发明一种新型微波加热复拌再生机中微波加热墙的加热网面结构示意图；

图7是图5中的a-a位置的剖视图；

图8是图5中的b-b位置的剖视图；

图9是图5中的c-c位置的剖视图；

图10是本发明一种新型微波加热复拌再生机中的磁控管结构示意图；

图11是本发明一种新型微波加热复拌再生机中的磁控管冷却装置结构示意图；

图12是本发明一种新型微波加热复拌再生机中的微波屏蔽装置布置示意图；

图13是本发明一种新型微波加热复拌再生机中的微波柔性屏蔽链网结构安装示意图；

图14是本发明一种新型微波加热复拌再生机中的微波泄漏检测装置工作原理图；

图15是本发明一种新型微波加热复拌再生机中的核心零部件磁控管工作电源电路图；

图16是本发明一种新型微波加热复拌再生机中的2.45ghz磁控管加热沥青路面随时间温升变化曲线图；

图17是本发明一种新型微波加热复拌再生机中的5.8ghz磁控管加热沥青路面随时间温升变化曲线图。

图中：1、底盘行走系统，2、机架，3、发电机组，4、变压器箱，5、微波加热墙，5-1、微波加热框架，5-2、伸缩套筒，5-3、微波发生磁控管，5-4、冷却管道，5-4-1、冷却管ⅰ，5-4-2、冷却管ⅱ，5-4-3、冷却管ⅲ，5-4-4、冷却管ⅳ，5-4-5、散热套，5-4-6、进液管，5-4-7、出液管，5-5、波导天线，5-6、透波保护板，5-7、微波屏蔽装置，5-7-1、扼流槽弹片，5-7-2、柔性屏蔽链网ⅰ，5-7-3、柔性屏蔽链网ⅱ，5-8、微波泄漏检测装置，5-8-1、信号采集天线，5-8-2、阻抗匹配电路，5-8-3、检波电路，5-8-4、放大电路，5-8-5、报警指示灯，5-9、主微波加热墙，5-10、副微波加热墙，6、冷却系统，7、副发动机，8、液压系统，9、电气系统，10、燃油箱，11、水箱，12、驾驶室，13、温拌剂箱，14、集料装置，15、搅拌装置，16、水平输料装置，16-1、接料口，16-2、引料槽，17、一级布料螺旋，18、一级整平熨平板，19、二级布料螺旋，20、二级基础摊铺熨平板，21、沥青路面，l1、波导天线下口相邻左右前后距离，l2、透波保护板至沥青路面距离，l3、扼流槽弹片至波导天线的直线距离，l4、柔性屏蔽链网ⅰ至波导天线的直线距离，l5、柔性屏蔽链网ⅰ至柔性屏蔽链网ⅱ的直线距离，h、扼流槽弹片的抑制片高度，r、柔性屏蔽链网的最大网孔半径。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1到图5所示，本发明的一种新型微波加热耙松机，图中箭头代表前进方向，包括底盘行走系统1、机架2、发电机组3、变压器箱4、微波加热墙5、冷却系统6、副发动机7、液压系统8、电气系统9、燃油箱10、水箱11、驾驶室12、温拌剂箱13、集料装置14、搅拌装置15、水平输料装置16、一级布料螺旋17、一级整平熨平板19、二级布料螺旋、二级基础摊铺熨平板20。

为了解决现有的复拌再生机多采用前置料斗、斜输料带、水平输料带等配合完成新沥青混合料的添加，存在设备超重超长，运输困难以及卡料、维修保养困难等问题，本实施例采用的布置方式如下，底盘行走系统1的前后桥均采用驱动桥，上部承接机架2，并具备无级变速和全轮转向功能，发电机组3位于机架2的前部，变压器箱4设有若干组，位于机架2的左右两侧，相邻变压器箱4之间设有维修通道，微波加热墙5位于机架2的下方，前后轮中间，冷却系统6设有若干组，位于发电机组3的左右两侧，副发动机7位于机架2的后部，副发动机7右侧为驾驶室12，左侧为水箱11和液压系统8的液压油箱，电气系统9和燃油箱10分别位于机架2的左前侧和右前侧，温拌箱13位于机架2的左后部上平面上，实时输送温拌剂至搅拌装置15，搅拌装置15位于机架2下方最前部，搅拌装置15的前部设有集料装置14，辅助沥青料集料进入搅拌装置15，搅拌装置15采用双轴强制拌和方式，水平输料装置16置于机架2左右支承梁之间，最前端设有接料口16-1，最末端设有引料槽16-2，一级布料螺旋17和一级整平熨平板18位于机架2下方，后轮之后，二级布料螺旋19和二级基础摊铺熨平板20位于一级整平熨平板18之后。

如图6到图9所示，为了解决现有的复拌再生机对复拌后的再生料堆二次加热提温多采用燃油/气明火加热、燃气红外线加热或柴油热风循环加热方式，再生料加热温度不易准确控制，易造成沥青的老化和焦化，且施工过程多伴有大量的有毒蓝烟，存在严重的环境污染问题，本发明引入了新型微波加热技术，微波加热墙5由微波加热框架5-1、伸缩套筒5-2、微波发生磁控管5-3、冷却管道5-4、波导天线5-5、透波保护板5-6、微波屏蔽装置5-7和微波泄漏检测装置5-8组成，微波加热墙5均由相铰接的一片主微波加热墙和两片左右对称的副微波加热墙组成，副微波加热墙相对主微波加热墙可实现90°翻转，且伸缩套筒5-2可实现微波加热墙5离地高度50mm～350mm的调节。

微波发生磁控管5-3是微波加热装置的核心部件，具体结构如图10所示，工作电源电路图如图15所示。微波加热框架5-1的顶部连接伸缩套筒5-2，底部固定波导天线5-5，微波发生磁控管5-3、波导天线5-5和透波保护板5-6均设有若干组，并按照一定阵列规则排布，微波发生磁控管5-3固定在波导天线5-5的顶部，微波发生磁控管5-3有两种，一种微波发生磁控管5-3装配于主微波加热墙上，用于产生2.45ghz频率的微波能，实现对耙松后拢起的沥青料堆的加热，加热深度150mm～200mm，另一种微波发生磁控管5-3装配于副微波加热墙上，用于产生5.8ghz频率的微波能，实现对耙松后沥青路面的热粘结加热，加热深度75mm～80mm，波导天线5-5和透波保护板5-6用于传输两种频率的微波能，波导天线5-5下口相邻左右前后距离l1均为30mm～50mm，波导天线5-5类型采用90°弯波导，波导天线5-5下口设有透波保护板5-6，透波保护板5-6的材质为聚四氟乙烯，透波保护板5-6至沥青路面21的距离l2为60mm～80mm。2.45ghz磁控管5-3和5.8ghz磁控管5-3加热沥青路面随时间温升变化曲线图分别如图16和图17所示。

如图11所示，磁控管易在工作时发热而损坏，需进行冷却降温处理，于是引入液冷散热方式，冷却液按照图11中箭头指示方向流动，液冷散热方式系统结构简单紧凑，方便安装和维修保养，可以有效解决风冷散热方式冷却性能差及风道设计加工困难等问题，散热均匀不存在死角，可有效控制冷却液的温度，改善磁控管等关键元器件工作稳定性。微波发生磁控管5-3采用液冷式磁控管，冷却系统6为微波发生磁控管5-3实施冷却，冷却管道5-4由冷却管ⅰ5-4-1、冷却管ⅱ5-4-2、冷却管ⅲ5-4-3、冷却管ⅳ5-4-4、散热套5-4-5、进液管5-4-6、出液管5-4-7组成，冷却管ⅰ5-4-1、冷却管ⅱ5-4-2、冷却管ⅲ5-4-3和冷却管ⅳ5-4-4焊接在微波加热框架5-1上，散热套5-4-5与微波发生磁控管5-3内置真空管过盈配合，进液管5-4-6和出液管5-4-7上下、左右错开，低温的冷却介质通过低液位的管子进入，高温的冷却介质通过高液位的管子流出。其中，冷却介质为水、导热油或者汽车发动机用冷却液，汽车发动机用冷却液主要适用于北方寒冷地区，目的是防止因环境温度过低导致的冷却介质结冰，引发冷却失效造成元器件损坏，无法正常工作。使用水作为冷却介质适用于温度10摄氏度以上、导热油适用于车载再生剂的辅助加热、汽车发动机用冷却液适用于各种工况，尤其是极寒恶劣条件下。用户可根据具体条件选择适合的冷却介质。

如图12和图13所示，为了取得良好的微波屏蔽效果，采用柔性屏蔽链网+扼流槽弹片多层屏蔽体防护设计，微波屏蔽装置5-7布置在微波加热墙5的四周，由扼流槽弹片5-7-1、柔性屏蔽链网ⅰ5-7-2、柔性屏蔽链网ⅱ5-7-3组成，扼流槽弹片5-7-1有四组，均位于柔性屏蔽链网ⅰ5-7-2的内侧，充当微波泄漏的第一层防护，其至波导天线5-5的直线距离l3为40mm～50mm，扼流槽弹片5-7-1抑制片高度h为波导天线5-5波长λg/4，柔性屏蔽链网ⅰ5-7-2通过若干个螺栓环形固定在微波加热墙5的四周，其至波导天线5-5的直线距离l4为80mm～90mm，柔性屏蔽链网ⅱ5-7-3位于柔性屏蔽链网ⅰ5-7-2的外侧，通过若干个螺栓环形固定在微波加热墙5的四周，其至柔性屏蔽链网ⅰ5-7-2的直线距离l5为30mm，柔性屏蔽链网ⅰ5-7-2和柔性屏蔽链网ⅱ5-7-3的最大网孔半径r为6mm。采用柔性屏蔽链网+扼流槽弹片多层屏蔽组合后，微波加热墙外侧5cm位置的微波泄漏量可控制在2mw/cm2以内。

如图14所示，微波泄漏检测装置5-8布置于微波加热墙5的四周，由信号采集天线5-8-1、阻抗匹配电路5-8-2、检波电路5-8-3、放大电路5-8-4、报警指示灯5-8-5组成。装置工作时，信号采集天线5-8-1将泄漏出来的微波信号耦合后输入到阻抗匹配电路5-8-2，阻抗匹配电路5-8-2将所接收的信号传向介质滤波器，介质滤波器将非微波设备发出的频段信号滤去后送至检波电路5-8-3，检波电路5-8-3将介质滤波器送来的信号进行处理后与预设定值进行放大、比较、判定并将判定结果信号输入到报警电路5-8-5中，报警电路5-8-5根据检波电路5-8-3的检波结果决定是否报警提示，如果检波电路5-8-3的监测结果达到了预设的门阀值，报警电路5-8-5进行报警指示，否则不会报警。

更进一步地，温拌剂箱13中的温拌剂采用导热油循环加热方式，微波发生磁控管5-3作业释放的热量可通过导热油循环管路引入温拌剂箱13作为热源，既实现了温拌剂的加热，又实现了微波发生磁控管5-3的冷却降温。

为了克服现有的就地热再生机组大多数只具备添料复拌再生工艺，少数的复拌加铺工艺的复拌过程无法添加一定比例的新的沥青混合料，而凭借加入适量的再生剂后复拌摊铺形成再生层，然后在再生层上加铺一定厚度的全新沥青混合料，并未实现真正意义上的双层摊铺，且摊铺时新旧路面间温差过大，无法有效粘结，易形成弱接缝和弱界面，影响路面的再生质量。本发明推出了一种新型微波加热复拌再生机，可实现添料复拌再生和添料复拌加铺两种工艺。

一种添料复拌再生工艺：沥青料保温自卸车输送新沥青混合料至耙松后拢起的沥青料堆，二者掺杂在一起后进入搅拌装置15，经过双轴强制拌和均匀，形成一条梯形垄状拌和料堆，料堆高度为150mm～200mm，底部宽度1100mm～1300mm，然后经一级布料螺旋17布料和一级整平熨平板18摊铺预压实后形成新的复拌再生层，经碾压后得到再生沥青路面。

在完成添料复拌再生工艺形成复拌再生层的同时，利用另外的沥青料保温自卸车输送新沥青混合料至水平输料装置16最前端的接料口16-1，在水平输料装置16的驱动下沥青混合料向后输送，经由末端的引料槽16-2滑落至一级布料螺旋17和一级整平熨平板18完成的复拌再生层上，经过二级布料螺旋19布料和二级基础摊铺熨平板20的摊铺预压，从而“热对热”的产生一个全新的沥青薄磨耗层，最后经碾压得到复拌再生加铺双层沥青路面。

本发明的工作原理如下：

该新型微波加热复拌再生机配合在多台沥青路面微波加热机和加热耙松机后使用，采用沥青料保温自卸车输送新沥青混合料。

沥青料保温自卸车输送新沥青混合料至加热耙松机耙松后拢起的沥青料堆，二者掺杂在一起后进入前置搅拌装置15，经过双轴强制拌和均匀，形成一条梯形垄状拌和料堆，料堆高度为150mm～200mm，底部宽度1100mm～1300mm。

采用微波加热技术对复拌后形成的料堆加热以及耙松后的路面热粘结加热。发电机组3将柴油化学能转化能220v/380v电能，变压器箱4中设有低压变压器、高压变压器、整流二极管等，低压变压器用于给磁控管提供3.0v的灯丝电压，高亚变压器和整流二级管构成的半波倍压整流电路给磁控管提供4.65kv的阳极电压，将电能转化为源源不断的电磁能量，电磁能量通过波导等介质以波的形式传输渗透到沥青路面介质内部，使介质损耗而发热，表现为沥青路面温度升高。加热过程中考虑到磁控管每天连续工作数小时，为了保证磁控管的加热效率稳定，本实施例采用了2.45ghz和5.8ghz两种频率的液冷式磁控管，冷却介质为水或导热油，有效解决了风冷散热方式冷却性能差及风道设计加工困难等问题，散热均匀不存在死角，可有效控制冷却液的温度，改善磁控管等关键元器件工作稳定性。并将导热油循环管路引入到温拌剂箱13中，既实现了温拌剂的加热，又实现了微波发生磁控管5-3的冷却降温。为确保沥青料施工温度达标以及良好的新旧沥青料结合温度，采用2.45ghz频率的微波发生磁控管5-3装配于主微波加热墙5-9上，实现对耙松后拢起的沥青料堆的加热，加热深度150mm～200mm；采用5.8ghz频率的微波发生磁控管5-3装配于副微波加热墙5-10上，实现对加热耙松机耙松后沥青路面的热粘结加热，加热深度75mm～80mm。微波加热元件工作安全性尤为重要，本发明采用柔性屏蔽链网+扼流槽弹片多层屏蔽体防护设计，对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果，取得了良好的微波屏蔽效果，具有良好的安全防护保障。

然后经一级布料螺旋布料和一级整平熨平板摊铺预压实后形成新的复拌再生层，经碾压后得到再生沥青路面，即实现了添料复拌再生工艺。

当采用添料复拌加铺工艺时，在完成添料复拌再生工艺形成复拌再生层的同时，利用另外的沥青料保温自卸车输送新沥青混合料至水平输料装置最前端的接料口，在水平输料装置的驱动下沥青混合料向后输送，经由末端的引料槽滑落至一级布料螺旋和一级整平熨平板完成的复拌再生层上，经过二级布料螺旋布料和二级基础摊铺熨平板的摊铺预压，从而“热对热”的产生一个全新的沥青薄磨耗层，最后经碾压得到复拌再生加铺双层沥青路面。

本发明提供的一种新型微波加热复拌再生机。该新型微波加热复拌再生机配合在多台沥青路面微波加热机和加热耙松机后使用，采用独特的前置式搅拌设备，具有良好的维修性，省去了料斗和斜输料带，解决了设备的超重超长问题，具有良好的运输性；借助沥青混合料保温自卸智能输料车同时实现复拌再生用新料和加铺用新料的添加，具备添料复拌再生和添料复拌加铺两种工艺，实现了真正意义的双层摊铺，提高了沥青路面再生质量；采用2.45ghz频率微波加热磁控管对复拌后沥青料堆二次加热提温，加热深度150mm～200mm，使得摊铺温度达标，且无烟无焰，沥青料无老化、焦化，高效、环保；采用5.8ghz频率微波加热磁控管对耙松后沥青路面热粘结加热，加热深度75mm～80mm，解决了市场上新旧路面间温差过大，无法有效粘结，易形成弱接缝和弱界面的难题，施工效果好。