一种用于耙松后旧沥青混合料温度提升的方法与流程

本发明涉及一种沥青路面就地热再生施工领域，具体地说是涉及一种用于耙松后旧沥青混合料温度提升的方法。

背景技术：

沥青路面就地热再生技术能够实现原路面材料的再生利用，对路面功能性病害具有较好的处治效果，在我国公路养护中得到了较多的推广和应用。在使用就地热再生工艺对路面病害进行修复时，再生混合料摊铺碾压的温度将直接影响施工效果，并且就地热再生技术应用于改性沥青路面时，摊铺碾压温度要求高于普通沥青混合料。

传统的就地热再生工艺中通过加热机组提升原路面沥青混合料温度，再通过耙松装置将原路面再生料耙松至松散状态形成料垅。然后进入连续式拌缸内拌合后进行摊铺碾压。目前国内外就地热再生设备在进行耙松作业后沥青混合料普遍为110℃-120℃,对进入拌缸的沥青混合料采用保温的方式防止热量流失，并没有进一步提升沥青混合料温度的设备，导致混合料最终摊铺温度只有110℃--120℃，无法满足高质量再生沥青路面及改性沥青路面再生的温度要求，并且因为混合料的温度来源于加热机的加热，路面表层与底层混合料有一定温差，虽然经过一定的搅拌拌和，但最终再生沥青混合料在摊铺时会存在温度不均匀情况，影响工程质量。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供一种用于耙松后旧沥青混合料温度提升的方法。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种用于耙松后旧沥青混合料温度提升的方法，包括以下步骤：

(1)将接料斗添加的新沥青混合料与耙松器形成的料垅一并混合，获得混合料，将混合料输送至提温器中；

(2)在提温器中，混合料均匀翻拌并与热风充分热交换，升温至140℃-150℃；

(3)升温后的混合料经提料装置输送至储料器内，同时通过喷嘴向储料器中添加外掺剂，得到再生沥青混合料；

(4)间隔开启储料器仓门，将储料器中再生沥青混合料间隔转移至拌缸，通过拌缸完成间歇式拌合；

(5)拌缸将再生沥青混合料拌合均匀，然后输送至摊铺机中摊铺，最终摊铺温度不低于130℃。

优选的，所述提温器的内部具有用于抛洒混合料的翻拌叶片和热风加热系统，当混合料被收入提温器后，翻拌叶片在液压马达驱动下旋转翻拌，将沥青混合料兜起并在提温器内抛洒，使沥青混合料始终处于浮空松散状态，并与热风进行换热升温，使沥青混合料料温从收入时的110-120℃快速均匀提温至140-150℃。

优选的，所述提料装置外附保温材料，并且提料装置的壳体外侧贴合设置回风管道，在提料装置输送混合料的过程中热风持续对混合料加热，热风在完成热交换过程后，通过回风管道回流，此时热风余热对提料密封管道的壳体进行加热保温。

优选的，储料器和拌缸之间的仓门通过电脑智能控制开合，当拌缸内正在拌合混合料时，储料器仓门关闭储存混合料并添加外掺剂，当拌缸将拌合均匀的再生混合料放出后，储料器仓门打开将混合料放入拌缸，以实现间歇式拌合。

本发明的有益技术效果是：

本发明能够将耙松后旧沥青混合料均匀提温至140℃-150℃，拌合好的沥青混合料温度平均无温差，同时集中添加多种添加剂，经过间歇式拌缸充分拌合均匀后最终摊铺温度不低于130℃，从而能够较好满足高质量再生沥青路面及改性沥青路面再生的温度要求。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1为本发明所涉及提温拌合机的整体结构示意图；

图2为本发明所涉及提温拌合机掺加新沥青混合料时施工示意图；

图3为本发明所涉及提温拌合机的结构原理示意图，图中示出热风走向；

图4为本发明所涉及提温拌合机的提温工作过程示意图；

图5为本发明所涉及提温拌合机的三维立体结构示意图；

图6为本发明所涉及提温拌合机中翻拌装置的结构原理示意图；

图7为本发明所涉及提温拌合机中翻拌叶片的结构示意图；

图8为图7的另一侧视图；

图9为本发明翻拌装置中多个翻拌叶片配合布置的结构示意图；

图10为本发明中翻拌叶片将料垅铲起抛洒的结构示意图；

图11为本发明中提温器的三维结构示意图；

图12为本发明中提温器的侧视结构示意图；

图13为本发明中拌缸及储料器的整体结构示意图；

图14示出储料器仓门开启状态；

图15为本发明中拌缸的结构示意图；

图16示出沥青混合料在拌缸内的三维涡旋运动状态。

图中：1-提温器，101-提温腔室，102-翻拌装置，1021-主轴，1022-翻拌叶片，1023-搅拌臂，1024-拌叶，1025-外螺纹，1026-紧固螺栓，1027-交叉孔，103-风机，104-回风仓，105-燃烧器，106-回风管道，2-提料装置，201-密封管道，202-物料提升装置，3-储料仓，4-间歇式拌缸，401-拌缸叶片，402-出料口，5-液压马达，6-降温扇叶，7-防尘栅网，8-储料器仓门，9-提温拌合机，11-摊铺机，12-接料斗，13-自卸车，15-原路面洗刨料，16-摊铺后的新路面，17-外掺剂喷嘴。

具体实施方式

本发明提供一种用于耙松后旧沥青混合料温度提升的方法，包括以下步骤：

(1)将接料斗添加的新沥青混合料与耙松器形成的料垅一并混合，获得混合料，将混合料输送至提温器中；

(2)在提温器中，混合料均匀翻拌并与热风充分热交换，升温至140℃-150℃；

(3)升温后的混合料经提料装置输送至储料器内，同时通过喷嘴向储料器中添加外掺剂，得到再生沥青混合料；

(4)间隔开启储料器仓门，将储料器中再生沥青混合料间隔转移至拌缸，通过拌缸完成间歇式拌合；

(5)拌缸将再生沥青混合料拌合均匀，然后输送至摊铺机中摊铺，最终摊铺温度不低于130℃。

上述提温器的内部具有用于抛洒混合料的翻拌叶片和热风加热系统，当混合料被收入提温器后，翻拌叶片在液压马达驱动下旋转翻拌，将沥青混合料兜起并在提温器内抛洒，使沥青混合料始终处于浮空松散状态，并与热风进行换热升温，使沥青混合料料温从收入时的110-120℃快速均匀提温至140-150℃。

上述提料装置外附保温材料，并且提料装置的壳体外侧贴合设置回风管道，在提料装置输送混合料的过程中热风持续对混合料加热，热风在完成热交换过程后，通过回风管道回流，此时热风余热对提料密封管道的壳体进行加热保温。

上述储料器和拌缸之间的仓门通过电脑智能控制开合，当拌缸内正在拌合混合料时，储料器仓门关闭储存混合料并添加外掺剂，当拌缸将拌合均匀的再生混合料放出后，储料器仓门打开将混合料放入拌缸，以实现间歇式拌合。

下面对本发明方法所涉及提温拌合机的结构进行详细说明：

结合附图，一种用于沥青路面就地热再生的提温拌合机，包括提温器1、提料装置2、储料仓3和间歇式拌缸4，提料装置2倾斜布置，提温器1设置在提料装置2的底端，储料仓3设置在提料装置2的顶端，间歇式拌缸4设置在储料仓的下方。所述提温器1包括提温腔室101，在提温腔室的底部间隔布设有用于翻拌混合料的翻拌装置102，在提温腔室的一端顶部设置有风机103，在风机的下方进风口处设置有回风仓104，在提温腔室的另一端顶部设置有燃烧器105。所述提料装置包括提料密封管道201，在提料密封管道的内部设置有物料提升装置202，提料密封管道201的底端与提温腔室101相连通，提料密封管道201的顶端与储料仓3相连通，在提料密封管道的外侧紧贴设置回风管道106，回风管道的一端与储料仓3相连通，回风管道的另一端与回风仓104相连通，风机的出风口与燃烧器的进气腔室连通。混合料在提温器内完成换热提温后，通过提料装置送入储料器内，在提料装置输送混合料的过程中热风持续对混合料加热，热风在完成热交换过程后，通过回风管道回流，此时热风余热对提料密封管道的壳体进行加热保温。

作为对本发明的进一步设计，所述翻拌装置102包括主轴1021，在主轴1021上设置有翻拌叶片1022，所有翻拌装置的主轴均通过传动链条与液压马达5传动连接。在翻拌装置的翻拌叶片翻拌下混合料始终处于抛起状态，抛起状态的混合料与热风的接触面积增加，热风进行持续加热均匀提升混合料温度。

更进一步的，所述主轴外侧配置有降温扇叶6，降温扇叶6跟随主轴旋转对主轴强制风冷。

进一步的，所述翻拌叶片1022包括搅拌臂1023，搅拌臂的一端设置有拌叶1024，搅拌臂的另一端设置有外螺纹1025和紧固螺栓1026，在搅拌臂的中部设置有交叉孔1027。

更进一步的，所述主轴的截面周向顺序布置有四个搅拌臂1023，相邻搅拌臂之间垂直交叉分布，搅拌臂互相配合锁死，通过紧固螺栓锁紧，紧固螺栓将一组四个搅拌臂紧固成一个整体，同时与主轴1021锁紧。

进一步的，在提温腔室与风机之间设置有用于防止热风携带混合料粉尘进入风机的防尘栅网7，防尘栅网7采用快插拆装方式。

更进一步的，储料器和间歇式拌缸之间采用储料器仓门8分隔，储料器仓门8间隔开启；在间歇式拌缸4的内部设置有拌缸叶片401，底部设置有出料口402。

进一步的，在提料密封管道外附保温材料，以增强保温效果。

更进一步的，该提温拌合机9位于耙松器与摊铺机11中间，在提温拌合机的前部设置有接料斗12，由自卸车13提供新沥青混合料至接料斗中，在耙松器的前方设置有加热器。

本发明涉及的提温拌合机工作位置在耙松器与摊铺机之间，工作时最大行进速度为4米/分钟，其工作流程可以简述为：将接料斗添加的新沥青混合料与耙松器形成的料垅一同收入提温器，经由提温器提供的热风均匀翻拌加热后，由提料装置将混合料送入储料器内，外掺剂在储料器内同时集中添加，储料器与拌缸间智能控制，配合完成间歇式拌合，最终将拌合均匀的再生沥青混合料放入摊铺机摊铺。

接料斗由自卸车供料，当旧路面因车辙等原因导致原路面混合料缺失时，可通过接料斗补充一部分新沥青混合料，通过调节接料斗内刮料板的运行速度，可以实现最大30％的新沥青混合料添加量。

提温器是设备的核心部件，内部具有用于抛洒混合料的翻拌叶片和热风加热系统。当混合料被收入提温器后，翻拌叶片在液压马达驱动下，以至少80转/每分钟的转速旋转翻拌，“l”型叶片将沥青混合料兜起并在提温器内抛洒，使沥青混合料始终处于浮空松散状态；热风从提温器上方加热箱吹出，直接冲击抛起的沥青混合料进行加热，处于抛洒状态的沥青混合料，一是拥有更大的热交换接触面积，二是使提温器的混合料始终处于搅拌的状态，受热均匀，可以保证在短时间内使沥青混合料料温从收入时的110-120℃快速均匀提温至140-150℃。

经过提温器提温的沥青混合料由提料装置送入储料器，提料装置整体外附保温材料，并且底部有余热回风管道利用提温器内热风余热。减少沥青混合料在提料装置中热量损失。提料装置运行速度由行进速度和耙松深度确定。

提料装置将均匀提温后的再生沥青混合料以及热风送入储料器内储存并添加外掺剂，储料器内设有计量装置以及多种外掺剂同时添加装置，对进入储料器的沥青混合料精确计量添加外掺剂，与传统的通过车组行走速度计算出再生剂掺加量的方式更加精确，功能性也更强。

储料器和拌缸之间的仓门通过电脑智能控制开合，当拌缸内正在拌合混合料时，储料器仓门关闭储存混合料并添加外掺剂，当拌缸将拌合均匀的再生混合料放出后，储料器仓门打开将混合料放入拌缸，以实现间歇式拌合。

拌缸内特殊设计的搅拌叶能使全部沥青混合料在拌缸中进行三维涡旋式搅拌，沥青混合料之间产生剧烈交换，使外掺剂与沥青混合料作用均匀，外掺剂充分发挥其性能。

经过均匀提温拌合好的沥青再生料再进入摊铺机接料斗进行摊铺碾压作业，保证摊铺温度不低于130℃。

下面分别结合各个附图对本发明作进一步说明：

图1示出本发明涉及的提温拌合器主要由接料斗、提温器、提料装置、储料器、外掺剂集中添加装置、拌缸、燃烧器、风机、传动装置等机构组成。

图2为提温拌合器掺加新沥青混合料时施工示意图。提温拌合器可满足最大30％的新沥青混合料掺比。自卸卡车将新沥青混合料装入接料斗，刮料板根据热再生配合比试验确定的新沥青混合料掺加量来调整运行速度，新沥青混合料与耙松后旧料一同进入提温器内搅拌提温，再由提料装置将提温后再生沥青混合料送入储料器，配合拌缸完成混合料拌合，最后放入摊铺机摊铺。

图3为循环利用热风走向图，在风机正压引导作用下，热风从燃烧室进入提温器，在提升器内完成热交换后进入储料器，最后通过储料器壁上的回风管道进入风机，由风机将带有余热的热风重新送入燃烧器参与燃烧。

图4为提温器提温过程示意图，提温器内有用于翻拌混合料的翻拌装置，其动力由液压马达驱动，液压马达通过传动链驱动4个主轴。主轴带动翻拌叶进行翻拌。

首先混合料被收入提温器内，在翻拌装置叶片翻拌下混合料始终处于抛起状态，热风进行持续加热均匀提升混合料温度，抛起状态的混合料与热风的接触面积增加，提高热利用效率，时刻搅拌的混合料保证提温均匀，混合料不产生温差。

混合料在提温器内完成换提温后，通过提料装置将再生料送入储料器内，过程中热风持续对混合料加热，提料装置为密封结构，并且外附保温材料，减少提料过程中混合料热量损失。

储料器定时开启将再生料放入拌缸，在此过程中，少量热风进入拌缸，降低拌缸内混合料热量损失，保证最终摊铺时再生料温度。

热风在完成热交换过程后，通过储料器壁上的回风管道回流，此时热风余热对提料装置壳体进行加热，进一步做好保温工作。

图5为提温器及提料装置三维示意图，提料装置两侧均设有精确计算截面积的回风管道，保证整个热风加热系统工作稳定。经过回风管道的热风回到燃烧器继续参与燃烧，充分利用残余热量，并将产生的沥青烟高温燃烧，达到环保节能的目的。

图6为提温器翻拌装置，该装置由两侧液压马达提供动力，每个液压马达通过传动链条带动两根主轴，每根主轴上装有12组翻拌单元。每组翻拌单元倾角间隔30°。密集排列的翻拌叶使再生料进入提温器后始终处于抛起状态，极大提升了混合料与热风接触面积的同时，保证混合料提温均匀。主轴外侧均设有降温扇叶，降温扇叶跟随主轴旋转对主轴强制风冷，避免单独为降温装置提供动力，降低总体能耗。翻拌装置的液压马达转速无级可调节，根据车组行进速度调节对应转速，达到将收入提温器内的混合料均匀抛洒的目的。

图7-图9为提温器翻拌叶片结构示意图，拌叶与拌臂之间存在固定角度能最大限度的扬起混合料。翻拌叶片底部紧固螺栓旋出即可单独对翻拌叶片进行更换，结构简单易拆卸，方便维修。搅拌臂互相配合锁死，螺栓将一组四个搅拌臂紧固成一个整体，同时与搅拌轴锁紧。当搅拌叶损坏时拆下一组更换即可。翻拌叶片及主轴均采用耐磨钢为原材料，增加使用寿命。

图10为提温拌合器行进时将料垅收入提温器内部，液压马达驱动的翻拌叶片将料垅铲起抛洒至空中，使沥青混合料与热风接触面积最大化，热风吹入提温器与抛起的混合料接触进行热交换，翻拌叶片不断的将下面混合料抛起，使混合料始终处于搅拌状态，加热平均，使沥青混合料温度均匀提升至施工温度。

图11为提温拌合器三维结构示意图，提温拌合器为单独部套，通过螺栓安装在加热箱下方，拆装简单，方便检修。

图12为回风管道进入回风箱的接口处设有防尘网，防止热风携带混合料粉尘进入风机及燃烧器，防尘网采用快插拆装方式，更换方便。

图13-图14为拌缸及储料器整体示意图，提料装置将沥青混合料送入储料器内，多种外掺剂可同时集中在储料器内添加，储料器仓门间隔开启将沥青混合料送入拌缸内进行拌合。

图15-图16为拌缸示意图，拌叶布局可使混合料在拌缸内进行三维涡旋式拌合；在两个搅拌循环的涡流交换区，沥青料产生了剧烈的交换；长达50秒的拌合时间可以使外掺剂充分发挥其性能作用，沥青混合料温度均匀、稳定性好。

上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。

以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。