[发明专利]用于路面再生的机动微波处理单元以及沥青路面生产

说明书

技术领域

本发明是沥青生产的技术领域。更特别是，本发明涉及在机动沥青生产设备中使用微波能量。

背景技术

沥青再循环和回收是除去老化沥青路面的过程。该过程能够从大约很小的英寸至几英寸的沥青路面去除，并能够包括除去沥青下面的一部分基部集料和将它压碎至特殊尺寸。在除去和压碎材料之后，产品与沥青乳液混合(在大部分情况下，乳液添加的比率为大约1.5％-6％重量)，这具有改进成用于特殊区域和天气条件的性能特征。

来自DOT公司的报告表示了方法之间的成功和失败的不连贯率(disconnected rate)，且对于沥青再生当前没有要遵循的国家规范。DOT公司、城镇和县都寻找更好更经济的方式来延长路面寿命。近年来，现场热再生(“HIR”)处理的普及度已经在增长，但是这些处理具有多个缺陷。这些缺陷包括处理对环境不友好、引起污染、以及需要大量的能量来产生用于HIR处理所需的热量。

还有其它用于路面再生的方法，包括CIR-冷现场再生、FDR-全深度再生以及HIR-热现场再生。

CIR是对环境友好的路面恢复处理，该路面恢复处理在不使用热量的情况下进行，该CIR从二十一世纪初期以来就是普通的路面恢复技术。两种最普通的CIR方法使用沥青乳液或泡沫沥青作为稳定剂。在任何位置，2至5英寸的当前道路表面磨碎至特定集料尺寸，与乳液或泡沫沥青混合，然后重新用于铺设该相同道路。使用的设备(图1)在单次通过时碾碎一部分路面(直到14英尺宽)，使它通过机动的压碎和尺寸设置装置，然后通过搅拌机，沥青稳定剂在该搅拌机中添加，最终的材料堆在后部外，在该处，它由标准的沥青铺设设备来拾取，并向下铺设至相同的道路表面上。联合铺路机为大约150’长。

CIR生产的最终产品有大约10％的气隙(与用于热混合沥青的3-7％比较)，并有新近热混合沥青的结构值的大约60-80％(AASHTO层系数0.25-0.28vs热混合的0.35-0.44)。因此，最终产品具有明显较差的初始完整性，且在质量上在强度和寿命方面比新近的沥青路面更差。

FDR本质上与CIR类似，尽管通常该方法将再生更多基部材料，其中，通常2+英寸的基部被拔起和包含在再生处理中。

HIR也是类似的处理，包括四个步骤：(1)通过热量来使得路面表面软化；(2)机械除去表面材料；(3)使得该材料与再生剂和/或原始集料和沥青粘合剂混合；以及(4)将再生的混合物放置和铺设在路面表面上。用于执行HIR的设备近似200英尺或更长的长度，包括预热器、翻路机和混合设备。HIR通常限制为只再生路面的上部1至2英寸。还没有关于HIR路面的结构值的可用公布研究，不过，因为使用的方法，它同样等效或稍微优于CIR，但是仍然并不等效于新沥青路面。生产HIR所需的设备使用大量的热量来软化路面。路面通常在加热后翻松，而不是磨碎，这与CIR相比导致更不确定的路面边缘-使得完成的最终产品较差。热量通常通过红外线加热器来产生，该红外线加热器使用丙烷作为燃料源(最通常使用Heat Master 16)。根据制造商的规格，HM-16具有每主面板8222000BTU/hr输出x 2＝16444000BTU/hr的总BTU/hr输出。因为直接将高热量施加在路面上，因此沥青粘合剂将老化和因此硬化，从而降低了最终产品抗热裂化的能力。

由于再生设备机组的尺寸，这些路面复原方法最适合较长部分的路面，如图2中所示。HIR设备机组能够相当大(图3)。

我们国家的道路在过去二十年里的增长交通要求、减少的预算资金以及对于安全、高效和具有成本效益的道路系统的需求都导致明显增加了再生我们现有路面的需求。过去的25年也发现，作为现有路面复原的、在技术上和环境上优选的方式，沥青的再生和利用明显增加。沥青再生和利用需要进行改进，以便满足提供安全、高效的道路的全部社会目标，同时还需要明显降低对环境的影响和能量(油)的消耗(与普通路面重新建造相比)。通过新结构来快速发展道路网络的时期到达顶点，现有道路的基础结构已经老化，大量的道路正接近它们的有利使用寿命的结束。有限的资金和对现有资源的需求已经将重点从新结构转变成保持和/或延长现有道路的使用寿命。实施更及时或提前的预防维护和复原处理已经用作保持现有道路基础结构的方式。