基于熱風循環工藝的瀝青路面就地熱再生補熱機

龐振領

（山東省路橋集團有限公司 山東濟南 250032）

引言

隨著我國高速公路里程的增加，我國公路交通建設的重心也逐步從新建工程向養護工程轉移。目前，我國早期修建的高速公路已經進入大中修維修期，養護任務日趨繁重。在常規養護過程中，產生大量的廢舊路面銑刨料，對環境造成污染。因此，公路管養部門對此投入大量人力財力對廢舊路面銑刨料進行處理，增加過多養護成本。

隨之產生的瀝青路面就地熱再生技術可以很好的解決上述問題。瀝青路面就地熱再生技術是采用專用的就地熱再生設備修復瀝青路面表層病害，屬于預防性養護設備的一種。該技術可100%利用舊瀝青路面材料，施工速度快，降低施工成本，減少環境污染，在國內的應用范圍正逐步擴大。

1 就地熱再生技術現狀及問題

瀝青路面就地熱再生施工一般需要加熱機、銑刨機、復拌機三種設備聯合作業，加熱機將舊瀝青路面加熱到一定溫度，可使舊瀝青路面軟化，銑刨機將加熱后的舊路面進行耙松，復拌機將銑刨料收集，添加適量的瀝青、再生劑及新料進行拌和，形成新混合料，最后將新混合料進行攤鋪、碾壓，鋪筑成新路面。

目前，國內外還沒有就地熱再生設備相配套的可對新混合料進行加熱的機械設備，在銑刨機與復拌機之間還沒有設置保溫功能。在就地熱再生施工過程中，由于沒有相關保溫措施，銑刨后的廢舊瀝青路面材料，產生一定量的熱流失，造成舊料溫度低，從而影響后續的拌和環節。這也是目前就地熱再生效果不理想的主要原因之一。再者，為了滿足銑刨料的溫度要求，不得不在復拌機提高加熱環節的溫度，能耗高，且若溫度過高會造成瀝青老化、變形，嚴重影響瀝青的使用性能。

2 補熱機主要研發內容

加熱系統的研發是補熱機的重要創新點，通過對傳統加熱方式的改進，達到提高瀝青混合料溫度，提高施工質量的目的。

2.1 加熱方式的選擇

通過對幾種不同加熱方式的比較并借鑒國外先進熱再生修復機械的經驗，得到瀝青路面的維修過程中采用熱風加熱的方式最合適。

紅外輻射加熱受限于其本身特點，具有不可避免的不足之處。首先，紅外加熱會使瀝青產生很大程度上老化，如此一來，會極大影響熱再生施工的質量；其次，輻射嚴重，不利于施工人員身體健康；第三，對周圍綠化破壞嚴重。因此，本文提出的加熱方式采用了更為先進的熱風循環加熱方式。

熱風加熱系統是當今最先進的就地熱再生 (HIR)技術之精髓。熱風循環加熱技術具有加熱均勻、熱效率高、無煙氣污染、保護環境等優點。由于回收利用熱風循環加熱，能夠節省30%的燃料，是一種“綠色”技術。

2.2 加熱裝置設計

傳統的加熱系統是通過高溫風機在燃燒腔體結構中加熱大量空氣，被加熱的氣體，通過管路通過管道直接輸送到被加熱的路面。該方式普遍存在能耗大，加熱效率不高的現象。

本項目研制的混流式熱風產生裝置采用分散式回風理念，確保余熱空氣最大的利用率，提高加熱效率。

該裝置是以熱風混流腔體為核心部件，通過優化與之相關聯的燃燒腔體、余熱回收腔體、新風調節裝置等關鍵部件，以實現熱風循環，提高加熱效率。通過燃燒器對空氣進行加熱，增設高溫風機回收帶余熱的空氣，再經混分腔體送入熱風均布裝置，可有效利用余熱對舊料進行加熱，減少加熱過程中的熱量損耗。

2.3 舊料疏松裝置設計

該裝置主要由螺旋布料機構、疏松翻料機構和螺旋收料機構組成；螺旋布料機構和螺旋收料機構分別分布在疏松翻料機構前后兩側，螺旋布料機構和螺旋收料機構結構完全相同，均包括第一絞龍、第二絞龍、兩個液壓馬達和兩個刮料板。疏松翻料機構包括熱風均布器，熱風均布器的管路上交替布置有多個翻料耙齒和松料耙齒。

該裝置的在施工過程中由均勻布料、疏松翻料、集料三步組成，其中均勻布料由螺旋布料機構完成；疏松翻料是利用疏松翻料機構對均布分布的瀝青銑刨料進行翻料疏松；集料由螺旋收料機構完成；通過對粉碎的舊瀝青銑刨料進行疏松，通過加大熱風與瀝青銑刨料的熱傳遞面積，從而提高瀝青再生混合料的溫度，達到提高施工質量目的。

圖中，1.液壓缸，2.液壓馬達，3.傳動單元，4.第一絞龍，5.第一絞龍架，6.第二絞龍架，7.第二絞龍，8.刮料板，9.松料耙齒，10.翻料耙齒

3 實例驗證

2016年6月至10月，在山東高速養護維修工程JT夏津段就地熱再生項目中使用新研制就地熱再生補熱機進行施工驗證，通過項目實施驗證了設備的可靠性和先進性。通過現場試驗及檢測，檢測均值路面壓實度98.6%，滲水系數51.3mL/min，馬歇爾穩定度11.3KN，流值36.9mm。再生路面質量均滿足現行技術規范要求。

加熱效果是就地熱再生設備非常重要的技術指標，它直接影響到熱再生施工的質量，現將新增補熱機的機組與原有機組進行對比，可明顯看出應用補熱機的綜合加熱效果突出，施工效率得到較大提高。

以下是加熱溫度數據及施工效果綜合測試及對比：

（1）加熱溫度測試及效果對比

加熱溫度對比

（2）施工效果綜合測試及對比

施工效果綜合測試及對比

實踐證明，新增補熱機的就地熱再生設備有效的提高了施工路面溫度，為后續工序—再生料的攤鋪和壓實創造了條件，保證了路面熱再生的質量。

結語

瀝青路面就地熱再生補熱機可有效提高再生混合料的溫度，保證其質量，可以實現良好的社會、經濟效益，對于推動再生事業的發展具有重要的作用。通過實體工程充分體現了就地熱再生道路成本低、能源消耗少、社會效益突出等優點；通過試驗檢測，再生瀝青混合料的再生質量均滿足現行技術規范要求。符合國家提倡的“綠色交通”理念，其推廣價值巨大，應用前景廣闊。