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养护管理:基于热风加热技术特征的沥青路面再生工艺和专用机械设备
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养护管理:基于热风加热技术特征的沥青路面再生工艺和专用机械设备
2022年03月29日    阅读量:16466    新闻来源:沥青网 sinoasphalt.com  |  投稿

摘 要

基于对目前沥青路面旧材料再生工艺的调查总结,提出了影响再生效率,特别是再生过程中材料易于“二次老化”的主要技术瓶颈。在此基础上对采用热风加热完成材料预热的技术和经济可行性进行了分析和研究,对热风加热专用机械设备的主要结构和作业工序进行了阐述,且对生产过程中涉及的主要技术参数进行了分析和量化。


关键词 道路工程 | 沥青路面 | 材料再生 | 热风加热 | 机械设备


沥青路面的再生利用的经济及节能减排意义

目前,国内外已建成通车和在建高等级道路绝大部分采用沥青或水泥混凝土路面,其中沥青路面占96%以上,这主要是基于沥青路面具有行车舒适、抗滑构造能够长期保持和建成(或保养修复)后能够迅速通车等较为明显的技术优势,而沥青路面材料的再生利用不仅能够节约大量宝贵的筑路材料,而且具有重要的环境?;ひ庖?a title="沥青网sinoasphalt.com" href="http://www.cubagalleryflorida.com">沥青网sinoasphalt.com。

(1)路面旧料再生利用具有突出的经济意义。上世纪90年代以来,世界范围的能用?;砣?,特别是以石油和煤炭为代表的不可再生化石燃料首当其冲,而作为主要粘结剂为石油沥青的沥青混凝土道路的材料成本越来越高。图1是近20年来路用沥青和级配矿料(石料)采购价格的上升趋势。

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沥青路面再生工艺综述

在沥青混合料制作过程中,由于沥青在常温下为固态或半固态,所以必须经过加热而以较高的工作温度与级配矿料进行拌和以形成符合路用性能的沥青混合料。沥青路面的再生也必须通过温度的提升来完成,这种被称为热再生的旧料再生方法,是目前国内外道路工程界普遍采用的再生方式。

据历史记载,虽然早在20世纪60年代初期,美国德克萨斯州(Texas.USA)就在本州的州际道路上开始利用工程中回收的沥青路面旧料进行再生利用的试验和工程实践,但直至21世纪的今天,由于没有合适的加热手段,旧料往往只能以常温状态直接添加参与新材料的拌合以形成新的沥青混合料。但由于此时级配矿料已经完成加热烘干而不会再有温度的补充养护管理投稿交流合作加微信627361748 ,所以常温旧料的温度提升只能依靠新料的原有温度与之进行热交换完成。显然,为了达到新级与新添旧料一起拌和后的出料温度(工作温度160℃±5℃,改性沥青混合料的出料温度为165℃±5℃),旧料的加入比例只好被限制在15%以下。


以间接热风加热为基本技术特征的再生工艺和专用设备研发

因为路用沥青和级配矿料在3.0~4.5μm的波段达到其红外吸收的峰值波长,因此其加热温度T的取值以400~600℃为宜。显然,温度为400~650℃的热风加热符合上述理论分析的结论。目前,以热风加热为主要技术特征的旧料再生设备已形成基地固定再生和路上移动再生2个主要的应用方向。


采用热风加热的固定式再生设备

LZ-20是国内某交通科研单位研发的固定式沥青路面旧料再生专用设备,采用热风完成旧料的加热,同时可对外排的高温废气进行回收循环再用,因此具有良好的节能和减排效果。LZ-20的基本结构见图2所示。

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LZ-20可采用柴油、重油或原煤为热源,借助引风通过专用炉膛形成热风并在热再生滚筒内与沥青旧料实现热交换以提升旧料的温度。除了热风加热的基本特征,这种再生装置还具有下述特点:

(1)旧料筛分装置能够去除旧料中的大部老化粉末和其它杂质,以尽可能保证旧料的路用品质。

(2)螺旋进料装置可对进入加热的旧料进行较为精确的计量,并能够根据材料的含水量及粒径的不同随时调整进料参数,以保证加热温度的准确和连续性。

(3)热再生滚筒内的搅拌叶片为专门设计的多变角几何面,以期在滚筒的整个圆截面上形成更为完整的受热料帘,以提高加热效率。

(4)添加剂的计量和加入系统能够根据需要进行沥青、软化剂及其它材料的计量和添加,以有效改善再生材料的路用性能。

通过热风加热,旧料能够在进入拌和之前通过预热达到100℃~120℃,由于明显提高了旧料温度,因此能够将旧料的添加比例由常温工艺时的10%~15%养护管理投稿交流合作加微信627361748 提高到30%以上。当然,如果用于较低等级的道路(包括辅道等)铺设,这种工艺也能够将沥青旧路面材料的100%进行再生利用。此时,仅需要适当调低螺旋进料装置的进料量,以保证出料温度满足作业需求(160±5℃)即可。


采用热风加热的移动式再生设备

移动式热风加热再生设备是在具有良好机动性的载重汽车底盘上装设热风加热系统而成。相对于固定作业设备其机型较小,但机动灵活,能够同时配置旧路面挖切、底油洒布、材料制备和摊铺、路面压实等机具,适于在旧路面现场再生基础上完成高等级沥青路面小面积局部病害的现场快速修复。因此,具有热风加热的移动式路面再生设备将是一种功能更为完善的多功能道路养护机械。


总结

在沥青路面再生利用工程中采用热风加热方法能够较好地规避和减少路面旧料的二次老化,同时路面旧料的预热使得旧路面材料的再生效率得到有效提高,因此具有突出的技术先进性、显著的经济和节能减排效益,推广应用前景广阔。

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标签:工程机械,再生沥青
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