基于热风循环工艺的沥青路面就地热再生补热机

庞振领

（山东省路桥集团有限公司 山东济南 250032）

引言

随着我国高速公路里程的增加，我国公路交通建设的重心也逐步从新建工程向养护工程转移。目前，我国早期修建的高速公路已经进入大中修维修期，养护任务日趋繁重。在常规养护过程中，产生大量的废旧路面铣刨料，对环境造成污染。因此，公路管养部门对此投入大量人力财力对废旧路面铣刨料进行处理，增加过多养护成本。

随之产生的沥青路面就地热再生技术可以很好的解决上述问题。沥青路面就地热再生技术是采用专用的就地热再生设备修复沥青路面表层病害，属于预防性养护设备的一种。该技术可100%利用旧沥青路面材料，施工速度快，降低施工成本，减少环境污染，在国内的应用范围正逐步扩大。

1 就地热再生技术现状及问题

沥青路面就地热再生施工一般需要加热机、铣刨机、复拌机三种设备联合作业，加热机将旧沥青路面加热到一定温度，可使旧沥青路面软化，铣刨机将加热后的旧路面进行耙松，复拌机将铣刨料收集，添加适量的沥青、再生剂及新料进行拌和，形成新混合料，最后将新混合料进行摊铺、碾压，铺筑成新路面。

目前，国内外还没有就地热再生设备相配套的可对新混合料进行加热的机械设备，在铣刨机与复拌机之间还没有设置保温功能。在就地热再生施工过程中，由于没有相关保温措施，铣刨后的废旧沥青路面材料，产生一定量的热流失，造成旧料温度低，从而影响后续的拌和环节。这也是目前就地热再生效果不理想的主要原因之一。再者，为了满足铣刨料的温度要求，不得不在复拌机提高加热环节的温度，能耗高，且若温度过高会造成沥青老化、变形，严重影响沥青的使用性能。

2 补热机主要研发内容

加热系统的研发是补热机的重要创新点，通过对传统加热方式的改进，达到提高沥青混合料温度，提高施工质量的目的。

2.1 加热方式的选择

通过对几种不同加热方式的比较并借鉴国外先进热再生修复机械的经验，得到沥青路面的维修过程中采用热风加热的方式最合适。

红外辐射加热受限于其本身特点，具有不可避免的不足之处。首先，红外加热会使沥青产生很大程度上老化，如此一来，会极大影响热再生施工的质量；其次，辐射严重，不利于施工人员身体健康；第三，对周围绿化破坏严重。因此，本文提出的加热方式采用了更为先进的热风循环加热方式。

热风加热系统是当今最先进的就地热再生 (HIR)技术之精髓。热风循环加热技术具有加热均匀、热效率高、无烟气污染、保护环境等优点。由于回收利用热风循环加热，能够节省30%的燃料，是一种“绿色”技术。

2.2 加热装置设计

传统的加热系统是通过高温风机在燃烧腔体结构中加热大量空气，被加热的气体，通过管路通过管道直接输送到被加热的路面。该方式普遍存在能耗大，加热效率不高的现象。

本项目研制的混流式热风产生装置采用分散式回风理念，确保余热空气最大的利用率，提高加热效率。

该装置是以热风混流腔体为核心部件，通过优化与之相关联的燃烧腔体、余热回收腔体、新风调节装置等关键部件，以实现热风循环，提高加热效率。通过燃烧器对空气进行加热，增设高温风机回收带余热的空气，再经混分腔体送入热风均布装置，可有效利用余热对旧料进行加热，减少加热过程中的热量损耗。

2.3 旧料疏松装置设计

该装置主要由螺旋布料机构、疏松翻料机构和螺旋收料机构组成；螺旋布料机构和螺旋收料机构分别分布在疏松翻料机构前后两侧，螺旋布料机构和螺旋收料机构结构完全相同，均包括第一绞龙、第二绞龙、两个液压马达和两个刮料板。疏松翻料机构包括热风均布器，热风均布器的管路上交替布置有多个翻料耙齿和松料耙齿。

该装置的在施工过程中由均匀布料、疏松翻料、集料三步组成，其中均匀布料由螺旋布料机构完成；疏松翻料是利用疏松翻料机构对均布分布的沥青铣刨料进行翻料疏松；集料由螺旋收料机构完成；通过对粉碎的旧沥青铣刨料进行疏松，通过加大热风与沥青铣刨料的热传递面积，从而提高沥青再生混合料的温度，达到提高施工质量目的。

图中，1.液压缸，2.液压马达，3.传动单元，4.第一绞龙，5.第一绞龙架，6.第二绞龙架，7.第二绞龙，8.刮料板，9.松料耙齿，10.翻料耙齿

3 实例验证

2016年6月至10月，在山东高速养护维修工程JT夏津段就地热再生项目中使用新研制就地热再生补热机进行施工验证，通过项目实施验证了设备的可靠性和先进性。通过现场试验及检测，检测均值路面压实度98.6%，渗水系数51.3mL/min，马歇尔稳定度11.3KN，流值36.9mm。再生路面质量均满足现行技术规范要求。

加热效果是就地热再生设备非常重要的技术指标，它直接影响到热再生施工的质量，现将新增补热机的机组与原有机组进行对比，可明显看出应用补热机的综合加热效果突出，施工效率得到较大提高。

以下是加热温度数据及施工效果综合测试及对比：

（1）加热温度测试及效果对比

加热温度对比

（2）施工效果综合测试及对比

施工效果综合测试及对比

实践证明，新增补热机的就地热再生设备有效的提高了施工路面温度，为后续工序—再生料的摊铺和压实创造了条件，保证了路面热再生的质量。

结语

沥青路面就地热再生补热机可有效提高再生混合料的温度，保证其质量，可以实现良好的社会、经济效益，对于推动再生事业的发展具有重要的作用。通过实体工程充分体现了就地热再生道路成本低、能源消耗少、社会效益突出等优点；通过试验检测，再生沥青混合料的再生质量均满足现行技术规范要求。符合国家提倡的“绿色交通”理念，其推广价值巨大，应用前景广阔。