CN107254827A - 一种微波就地再生式沥青路面养护车及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微波就地再生式沥青路面养护车，包括汽车底盘、车架、滚筒料仓、加热系统、微波加热墙系统、发电机组、变压器柜、冷却系统、乳化沥青系统、液压系统、电气系统和压路机具。本发明具有高效节能环保、加热深度适中、层间温度梯度小、加热均匀等优点；利用微波磁控管发热作为热源，既实现了乳化沥青的加热保温，又实现了微波发生磁控管自身的冷却降温，提升了微波发生磁控管工作的稳定性，达到了节能降耗的目的；采用多层屏蔽组合，对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果；能实现微波加热墙的超90°角翻转，具有良好工况的适应性，解决了沥青路面坡道施工难题；整机多功能集成，病害适应性强，修补效率高，修补质量好。

Description

一种微波就地再生式沥青路面养护车及施工方法
技术领域
本发明涉及一种沥青路面养护车，特别是涉及一种微波就地再生式沥青路面综合养护车。
背景技术
沥青路面在使用过程中经常产生坑槽、裂纹、拥包、麻面等各类病害，沥青路面养护车是一种专门用于处理上述病害的养护设备，其中就地再生式沥青路面养护车就是其中一种。现有的就地再生式沥青路面养护车存在以下缺点：就地再生加热墙多采用燃油/气明火加热、燃气红外线加热或柴油热风循环加热方式，沥青路面加热温度不易准确控制，易造成沥青路面1mm~5mm表层沥青的老化和焦化，再生后路面的路用性能下降，且施工过程多伴有大量的有毒蓝烟，存在严重的环境污染问题；就地再生加热墙加热深度不够，工况适应性差。现有路面加热机加热深度为30mm~50mm深，导致再生厚度仅能局限于30mm~50mm，深层的病害得不到很好的处理，工况适应性差；现有的采用2.45GHz频率微波加热沥青路面技术，其加热深度可达150mm，而实际就地再生深度均小于80mm，故80mm~150mm沥青层的加热能量全部浪费，能源利用率偏低，且车辆驶过后易造成深层沥青材料的推挤，使原路面级配发生改变，影响再生后的路面质量；现有就地再生式沥青路面养护车多没有沥青料仓，作业时无法添加一定比例的新沥青混合料，有料仓的多采用液化石油气为燃料，借助明火或红外线辐射加热，易造成沥青混合料的烤焦老化，且存在液化气泄漏、爆裂等安全隐患；市场上加热墙翻转机构多采用液压油缸完成，翻转角度≤90°，存在坡道无法施工难题，工况适应性差。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术不足，提供一种微波就地再生式沥青路面养护车。整机多功能集成，具备就地热再生工艺：路面加热——路面耙松——（清理表面废料）——沥青喷洒——填充热料——路面压实——废料回收，病害适应性强，修补效率高，修补质量好；微波加热墙采用5.8GHz频率微波加热技术，沥青路面有效加热深度≤80mm，加热过程沥青无老化、焦化现象，加热过程无烟无焰，高效、节能、环保，解决了传统红外和热风加热方式易烤焦沥青路面导致路用性能下降和严重的环境污染的难题，同时克服了现有采用2.45GHz频率微波加热沥青路面过深、深层路面材料易碾压推挤、能源利用率低、层间温度梯度大的缺陷，具有高效节能环保、加热深度适中、层间温度梯度小、加热均匀等优点；利用微波磁控管发热作为热源，既实现了乳化沥青的加热保温，又实现了微波发生磁控管自身的冷却降温，提升了微波发生磁控管工作的稳定性，实现了加热与冷却两者优势互补，达到了节能降耗的目的；采用扼流槽弹片+柔性屏蔽链网多层屏蔽组合，对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果；采用液压油缸和多道滑轨、滑槽结构实现装置的左右滑移，借助回转支承实现微波加热墙的超90°角翻转，位置多样，具有良好工况的适应性，解决了沥青路面坡道施工难题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种微波就地再生式沥青路面养护车，其特征在于，包括汽车底盘（1）、车架（2）、滚筒料仓（3）、加热系统（4）、微波加热墙系统（5）、发电机组（6）、变压器柜（7）、冷却系统（8）、乳化沥青系统（9）、液压系统（10）、电气系统（11）和压路机具（12）；
车架（2）固定于汽车底盘（1）支撑梁上，滚筒料仓（3）位于车架（2）之上的中后部，滚筒料仓（3）的前部设有加热系统（4），加热系统（4）的两侧分别设置变压器柜（7）、冷却系统（8），乳化沥青系统（9）位于车体一侧的后部，液压系统（10）位于滚筒料仓（3）的一侧，电气系统（11）位于车体另一侧的后部，压路机具（12）位于车体另一侧的前部，微波加热墙系统（5）位于车辆的尾部，与车架（2）可活动地连接。
所述的滚筒料仓（3）包括旋转滚筒（3-1）、上料机构（3-2）、进料箱（3-3）和传动系统（3-4）；上料机构（3-2）将冷的沥青混合料提升至进料箱（3-3），经进料箱（3-3）滑落至旋转滚筒3-1中；传动系统（3-4）驱动旋转滚筒（3-1）正反转，进行拌和或卸料。
所述的加热系统（4）包括燃烧器（4-1）、热风换热器（4-2）和热风循环管路（4-3）；燃烧器（4-1）产生的高温热烟气由连接的热风换热器（4-2）输送进入滚筒料仓（3）的旋转滚筒（3-1）中，为旋转滚筒（3-1）内的沥青混合料提供加热。
所述的微波加热墙系统（5）包括微波加热框架（5-1）、伸缩套筒（5-2）、微波发生磁控管（5-3）、波导天线（5-5）、透波保护板（5-6）和微波屏蔽装置（5-7）；
所述的微波加热框架（5-1）的顶部连接伸缩套筒（5-2），底部固定波导天线（5-5）；
微波发生磁控管（5-3）固定在波导天线（5-5）的顶部，用于产生5.8GHz频率的微波能；波导天线（5-5）下口处设有透波保护板（5-6）；波导天线（5-5）和透波保护板（5-6）用于传输微波发生磁控管（5-3）产生的微波能；微波发生磁控管（5-3）、波导天线（5-5）和透波保护板（5-6）均设有若干组，并按照阵列排布；
所述的微波屏蔽装置（5-7）布置在透波保护板（5-6）的四周。
还包括布置于微波加热墙系统（5）四周的微波泄漏检测装置（5-8）。
相邻的波导天线（5-5）下口之间的距离L1为30mm~50mm；
透波保护板（5-6）至沥青路面距离L2为60mm~80mm；
微波发生磁控管（5-3）加热沥青路面有效深度为75mm~80mm。
冷却系统（8）利用冷却介质对微波发生磁控管（5-3）进行冷却；冷却系统（8）包括与各微波发生磁控管（5-3）内置真空管过盈配合的散热套（5-4-5）、与散热套（5-4-5）连通的进液管（5-4-6）和出液管（5-4-7）；每个散热套（5-4-5）所连接的进液管（5-4-6）和出液管（5-4-7）位置错开，且与出液管（5-4-7）连接处管口液位高于与进液管（5-4-6）连接处管口液位。
所述的微波屏蔽装置（5-7）包括防护微波泄漏的扼流槽弹片（5-7-1）和柔性屏蔽链网；
扼流槽弹片（5-7-1）设置在透波保护板（5-6）的四周；柔性屏蔽链网设置在扼流槽弹片（5-7-1）的外侧。
所述的微波加热墙系统（5）通过加热墙翻转机构（5-9）与车架（2）连接；所述的加热墙翻转机构（5-9）包括轴向连接在车架（2）上的固定滑轨（5-9-1）、由滑移油缸（5-9-3）驱动沿固定滑轨（5-9-1）轴向滑移的滑槽总成（5-9-2）、回转支承（5-9-4）和翻转架（5-9-5）；
所述的回转支承（5-9-4）顶面/底面与滑槽总成（5-9-2）的侧面连接，底面/顶面与翻转架（5-9-5）连接，所述的翻转架（5-9-5）在回转支承（5-9-4）驱动下实现翻转，带动微波加热墙系统（5）翻转。
所述的发电机组（6）位于汽车底盘（1）驾驶室后方，采取底盘取力方式为其他系统提供电力输出。
一种微波就地再生式沥青路面养护车的施工方法，其特征在于，采用冷切热补工艺对深层次的路面病害进行施工，施工步骤如下：
第一步：路面切缝：利用随车配备的切缝机对坑槽进行划线切缝，切缝深度不低于60mm；
第二步：路面破碎：利用随车配备的液压破碎工具对切缝处理过的坑槽进行破碎刨料，并将废料置于车载废料箱中，破碎刨料深度不低于路面病害实际深度；
第三步：坑槽清扫：利用随车配备的吸尘设备对坑槽底部的块状及粉状沥青旧料进行吸附清理，并将废料置于车载废料箱中；
第四步：坑槽热连接微波加热：利用微波加热墙系统对坑槽底部及周边进行加热软化，坑槽软化深度不低于20mm，坑槽各表层温度不低于130℃，最高温度不超过180℃；
第五步：喷洒粘层油：利用乳化沥青系统在坑槽底部喷洒沥青粘层油，沥青粘层油喷洒量不低于0.25kg/m2；
第六步：添加新沥青混合料：利用滚筒料仓预先炒制好的新沥青混合料填补坑槽并摊平，摊平后高出原路面15~20mm；
第七步：压实：利用随车配备的小型压路机实施碾压，碾压温度不低于140℃。
一种微波就地再生式沥青路面养护车的施工方法，其特征在于，采用微波就地热再生工艺对浅层次的路面病害进行施工，施工步骤如下：
第一步：微波就地加热：利用微波加热墙系统直接对病害路面进行加热软化，所述微波加热墙系统选用的磁控管工作频率为5.8GHz，沥青路面加热深度75mm~80mm，旧沥青路面加热温度在可控范围内：路表面最高温度不超过180℃，路面内80mm处的温度不低于130℃；
第二步：路面耙松：利用随车配备的耙松器对加热软化后的路面进行耙松，耙松区域不大于路面加热区域；
第三步：喷洒沥青再生剂：利用乳化沥青系统喷洒沥青再生剂，沥青再生剂的喷洒量为再生料总量的1%~2%；
第四步：拌匀、摊平：利用耙松器将再生料和沥青再生剂拌和均匀形成温度不低于140℃的沥青混合料并摊平；
第五步：压实：利用随车配备的小型压路机实施碾压，得到再生沥青路面。
一种微波就地再生式沥青路面养护车的施工方法，其特征在于，采用填料微波就地热再生工艺对路面表层级配不符合要求或早期坑槽病害进行施工处理，施工步骤如下：
第一步：微波就地加热：利用微波加热墙系统直接对病害路面进行加热软化，所述微波加热墙系统选用的磁控管工作频率为5.8GHz，沥青路面加热深度75mm~80mm，旧沥青路面加热温度在可控范围内：路表面最高温度不超过180℃，路面内80mm处的温度不低于130℃；
第二步：路面耙松：利用随车配备的耙松器对加热软化后的路面进行耙松，耙松区域不大于路面加热区域；
第三步：添加新沥青混合料：添加适量利用滚筒料仓预先炒制好的温度不低于160℃的新沥青混合料，用于调整路面表层级配；
第四步：喷洒沥青再生剂：利用乳化沥青系统喷洒沥青再生剂，沥青再生剂的喷洒量为再生料总量的1%~2%；
第五步：拌匀、摊平：利用随车配备的耙松器将再生料、新沥青混合料和沥青再生剂拌和均匀形成温度不低于140℃的沥青混合料并摊平，摊平后高出原路面15~20mm；
第六步：压实：利用随车配备的小型压路机实施碾压，得到再生沥青路面。
有益效果：
同现有技术中的沥青路面养护车相比，本发明微波加热墙采用5.8GHz频率微波加热技术，沥青路面有效加热深度≤80mm，加热过程沥青无老化、焦化现象，加热过程无烟无焰，高效、节能、环保，解决了传统红外和热风加热方式易烤焦沥青路面导致路用性能下降和严重的环境污染的难题，同时克服了现有采用2.45GHz频率微波加热沥青路面过深、深层路面材料易碾压推挤、能源利用率低、层间温度梯度大的缺陷，具有高效节能环保、加热深度适中、层间温度梯度小、加热均匀等优点；利用微波磁控管发热作为热源，既实现了乳化沥青的加热保温，又实现了微波发生磁控管自身的冷却降温，提升了微波发生磁控管工作的稳定性，实现了加热与冷却两者优势互补，达到了节能降耗的目的；采用扼流槽弹片+柔性屏蔽链网多层屏蔽组合，对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果；采用液压油缸和多道滑轨、滑槽结构实现装置的左右滑移，借助回转支承实现微波加热墙的超90°角翻转，位置多样，具有良好工况的适应性，解决了沥青路面坡道施工难题；整机多功能集成，具备就地热再生工艺，病害适应性强，修补效率高，修补质量好。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的俯视图；
图3是本发明的右后45度立体图；
图4是本发明的左后45度立体图；
图5是本发明的工作状态图之一；
图6是本发明的工作状态图之二；
图7是本发明的微波加热墙的布置图；
图8是本发明的微波加热网面结构示意图；
图9是图8的A-A剖视图；
图10是图8的B-B剖视图；
图11是图8的C-C剖视图；
图12是本发明5.8GHz频率磁控管冷却装置结构示意图；
图13是本发明微波屏蔽装置布置示意图；
图14是本发明微波柔性屏蔽链网结构安装示意图；
图15是本发明微波泄漏检测装置工作原理图；
图16是本发明发电机组结构示意图；
图17是本发明的微波加热墙坡道作业状态图；
图18是本发明乳化沥青系统加热原理图。
图中：1、汽车底盘，2、车架， 3、滚筒料仓，3-1、旋转滚筒，3-2、上料机构，3-3、进料箱，3-4、传动系统，3-5、支重轮，4、加热系统，4-1、燃烧器，4-2、热风换热器，4-3、热风循环管路， 4-4、除尘装置，5、微波加热墙系统，5-1、微波加热框架，5-2、伸缩套筒，5-3、微波发生磁控管，5-4、冷却管道，5-4-1、冷却管Ⅰ，5-4-2、冷却管Ⅱ，5-4-3、冷却管Ⅲ，5-4-4、冷却管Ⅳ，5-4-5、散热套，5-4-6、进液管，5-4-7、出液管，5-5、波导天线，5-6、透波保护板，5-7、微波屏蔽装置，5-7-1、扼流槽弹片，5-7-2、柔性屏蔽链网Ⅰ，5-7-3、柔性屏蔽链网Ⅱ，5-8、微波泄漏检测装置，5-8-1、信号采集天线，5-8-2、阻抗匹配电路，5-8-3、检波电路，5-8-4、放大电路，5-8-5、报警电路，5-9、加热墙翻转机构，5-9-1、固定滑轨，5-9-2、滑槽总成，5-9-3、滑移油缸，5-9-4、回转支承，5-9-5、翻转架，6、发电机组，6-1、底盘发动机，6-2、发电机，6-3、液压泵，6-4、分动箱，6-5、联轴器，7、变压器柜，8、冷却系统，9、乳化沥青系统，9-1、微波发生装置，9-2、截止阀Ⅰ，9-3、电加热导热油炉，9-4、截止阀Ⅱ，9-5、主截止阀，9-6、过滤器，9-7、导热油泵，9-8、温度传感器Ⅰ，9-9、压力表，9-10、截止阀Ⅲ，9-11、乳化沥青箱，9-12、截止阀Ⅳ，9-13、沥青压力储罐，9-14、截止阀Ⅴ，9-15、散热器，9-16、温度传感器Ⅱ，9-17、导热油膨胀罐，9-18、柴油箱，9-19、盘管器，9-20、手持喷枪，10、液压系统，11、电气系统，12、压路机具，13、上包围，14、下车防护，L1、波导天线下口相邻左右前后距离，L2、透波保护板至沥青路面距离，L3、扼流槽弹片至波导天线的直线距离，L4、柔性屏蔽链网Ⅰ至波导天线的直线距离，L5、柔性屏蔽链网Ⅰ至柔性屏蔽链网Ⅱ的直线距离，H、扼流槽弹片的抑制片高度，R、柔性屏蔽链网的最大网孔半径。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行说明。
如图1至图18所示，本发明的一种微波就地再生式沥青路面养护车，包括汽车底盘1、车架2、滚筒料仓3、加热系统4、微波加热墙系统5、发电机组6、变压器柜7、冷却系统8、乳化沥青系统9、液压系统10、电气系统11、压路机具12、上包围13、下车防护14，车架2通过U型螺旋、上下连接块、止推板固定于汽车底盘1支撑梁上，滚筒料仓3位于车架2之上的中后部，滚筒料仓3的前部设有加热系统4，加热系统4的左右两侧分别是变压器柜7、冷却系统8，乳化沥青系统9位于车体的左后部，液压系统10位于滚筒料仓3的左侧，电气系统11位于车体的右后部，压路机具12位于车体的右前部，微波加热墙系统5位于车辆的尾部，通过若干个螺栓与车架2相连接。
本实施例中，为了克服现有就地再生式沥青路面养护车多没有沥青料仓，作业时无法添加一定比例的新沥青混合料的缺陷，本发明引入了滚筒料仓，所述的滚筒料仓3包括旋转滚筒3-1、上料机构3-2、进料箱3-3、传动系统3-4、支重轮3-5，上料机构3-2位于旋转滚筒3-1的右侧，进料箱3-3位于旋转滚筒3-1的后方，传动系统3-4采取齿轮传动方式，支重轮3-5设有四组，支承在旋转滚筒3-1的下方，在传动系统3-4作用下，旋转滚筒3-1可实现正转搅拌和反转出料。
为了解决现有沥青路面养护车的料仓采用液化石油气为燃料，借助明火或红外线辐射加热，易造成沥青料的烤焦老化，且存在液化气泄漏、爆裂等安全隐患的问题，本发明引入了热风循环加热系统，所述的加热系统4包括燃烧器4-1、热风换热器4-2、热风循环管路4-3、除尘装置4-4，燃烧器4-1位于加热系统4的最前端，后部连接热风换热器4-2，热风换热器4-2的出风口嵌套插入旋转滚筒3-1的前端，除尘装置4-4置于进料箱3-3的左侧。
为了解决市场上采用燃油/气红外线加热或燃油/气热风循环加热沥青路面时，易造成沥青路面1mm~5mm表层沥青的老化和焦化，再生后的沥青路面路用性能下降或不达标的难题，本发明引入了新型5.8GHz频率微波加热技术，加热过程无老化、焦化现象，高效、节能、环保；并且克服了现有的采用2.45GHz频率微波加热沥青路面加热深度过深（可达150mm），能源利用率偏低，易造成深层沥青材料的碾压推挤，易造成原路面级配发生改变等缺陷，具有高效节能环保、加热深度适中、层间温度梯度小、加热均匀等优点；所述的微波加热墙系统5由微波加热框架5-1、伸缩套筒5-2、微波发生磁控管5-3、冷却管道5-4、波导天线5-5、透波保护板5-6、微波屏蔽装置5-7、微波泄漏检测装置5-8、加热墙翻转机构5-9。
所述的微波发生磁控管5-3是微波加热装置的核心部件，微波发生磁控管5-3、波导天线5-5和透波保护板5-6均设有若干组，并按照一定阵列规则排布，微波发生磁控管5-3用于产生5.8GHz频率的微波能，波导天线5-5和透波保护板5-6用于传输5.8GHz频率的微波能，波导天线5-5下口相邻左右前后距离L1均为30mm~50mm，波导天线5-5类型采用90°弯波导，波导天线5-5下口设有透波保护板5-6，透波保护板5-6的材质为聚四氟乙烯，透波保护板5-6至沥青路面距离L2为60mm~80mm，微波发生磁控管5-3固定在波导天线5-5的顶部，加热沥青路面有效深度为75mm~80mm。
如图12所示，磁控管易在工作时发热而损坏，需进行冷却降温处理，于是引入液冷散热方式，冷却液按照图12中箭头指示方向流动，液冷散热方式系统结构简单紧凑，方便安装和维修保养，可以有效解决风冷散热方式冷却性能差及风道设计加工困难等问题，散热均匀不存在死角，可有效控制冷却液的温度，改善磁控管等关键元器件工作稳定性。所述的微波发生磁控管5-3采用液冷式磁控管，冷却系统6为微波发生磁控管5-3实施冷却，冷却介质为水、导热油或汽车发动机用冷却液，冷却管道5-4由冷却管Ⅰ5-4-1、冷却管Ⅱ5-4-2、冷却管Ⅲ5-4-3、冷却管Ⅳ5-4-4、散热套5-4-5、进液管5-4-6、出液管5-4-7组成，冷却管Ⅰ5-4-1、冷却管Ⅱ5-4-2、冷却管Ⅲ5-4-3和冷却管Ⅳ5-4-4焊接在微波加热框架5-1上，散热套5-4-5与微波发生磁控管5-3内置真空管过盈配合，进液管5-4-6和出液管5-4-7上下、左右错开，低温的冷却介质通过低液位的管子进入，高温的冷却介质通过高液位的管子流出。
为了取得良好的微波屏蔽效果，采用柔性屏蔽链网+扼流槽弹片多层屏蔽体防护设计，所述的微波屏蔽装置5-7布置在微波加热墙5的四周，由扼流槽弹片5-7-1、柔性屏蔽链网Ⅰ5-7-2、柔性屏蔽链网Ⅱ5-7-3组成，扼流槽弹片5-7-1有四组，均位于柔性屏蔽链网Ⅰ5-7-2的内侧，充当微波泄漏的第一层防护，其至波导天线5-5的直线距离L3为40mm~50mm，扼流槽弹片5-7-1抑制片高度H为波导天线5-5波长λg/4，柔性屏蔽链网Ⅰ5-7-2通过若干个螺栓环形固定在微波加热墙5的四周，其至波导天线5-5的直线距离L4为80mm~90mm，柔性屏蔽链网Ⅱ5-7-3位于柔性屏蔽链网Ⅰ5-7-2的外侧，通过若干个螺栓环形固定在微波加热墙5的四周，其至柔性屏蔽链网Ⅰ5-7-2的直线距离L5为30mm，柔性屏蔽链网Ⅰ5-7-2和柔性屏蔽链网Ⅱ5-7-3的最大网孔半径R为6mm，采用柔性屏蔽链网+扼流槽弹片多层屏蔽组合后，微波加热墙外侧5cm位置的微波泄漏量可控制在2mW/cm2以内。
此外，所述的微波泄漏检测装置5-8布置于微波加热墙5的四周，由信号采集天线5-8-1、阻抗匹配电路5-8-2、检波电路5-8-3、放大电路5-8-4、报警电路5-8-5组成。装置工作时，信号采集天线5-8-1将泄漏出来的微波信号耦合后输入到阻抗匹配电路5-8-2，阻抗匹配电路5-8-2将所接收的信号传向介质滤波器，介质滤波器将非微波设备发出的频段信号滤去后送至检波电路5-8-3，检波电路5-8-3将介质滤波器送来的信号进行处理后与预设定值进行放大、比较、判定并将判定结果信号输入到报警电路5-8-5中，报警电路5-8-5根据检波电路5-8-3的检波结果决定是否报警提示，如果检波电路5-8-3的监测结果达到了预设的门阀值，报警电路5-8-5进行报警指示，否则不会报警。
为了解决市场上加热墙翻转机构多采用液压油缸完成，翻转角度≤90°，存在坡道无法施工难题，所述的加热墙翻转机构5-9包括固定滑轨5-9-1、滑槽总成5-9-2、滑移油缸5-9-3、回转支承5-9-4、翻转架5-9-5，在滑移油缸5-9-3的作用下，滑槽总成5-9-2可沿固定滑轨5-9-1实现左右滑移，所述的回转支承5-9-4为涡轮蜗杆机构，设有两组，左右对称布置，所述的翻转架5-9-5由两组弧形翻转大臂焊接而成，通过若干个螺栓与回转支承5-9-4相连接，在回转支承5-9-4驱动下，翻转架5-9-5实现翻转，进而带动微波加热墙实现超90°角翻转，采用液压油缸和多道滑轨、滑槽结构实现装置的左右滑移，借助回转支承实现微波加热墙的超90°角翻转，位置多样，具有良好工况的适应性，解决了沥青路面坡道施工难题。
此外，为了更好地利用底盘动力，本发明取消了上装发动机，采用底盘取力，所述的发电机组6位于汽车底盘1驾驶室后方，燃烧器4-1的下方，为微波加热墙系统5提供电力需求，发电机组6采取底盘取力方式，包括底盘发动机6-1、发电机6-2，底盘发动机6-1用于液压和电力输出，为满足发电机6-2和液压泵6-3不同转速需求，设有底盘发动机6-1输出端装有分动箱6-4，同时连接发电机6-2和液压泵6-3，底盘发动机6-1和分动箱6-4之间设有联轴器6-5。
本发明具有良好的通过性能，所述的下车防护14包括电瓶箱防护罩14-1、右废料箱14-2、燃油箱防护罩14-3、左废料箱14-4，均与车架2螺栓连接；左废料箱14-4和右废料箱14-2对称放置，在液压油缸驱动下，均可实现135°旋转，回收的废料可重力作用自动倒出，省时省力，具有良好的环保性及工况适应性。
此外，本发明利用微波磁控管发热作为热源，既实现了乳化沥青的加热保温，又实现了微波发生磁控管自身的冷却降温，提升了微波发生磁控管工作的稳定性，实现了加热与冷却两者优势互补，达到了节能降耗的目的；所述的乳化沥青系统9包括微波发生装置9-1、截止阀Ⅰ9-2、电加热导热油炉9-3、截止阀Ⅱ9-4、主截止阀9-5、过滤器9-6、导热油泵9-7、温度传感器Ⅰ9-8、压力表9-9、截止阀Ⅲ9-10、乳化沥青箱9-11、截止阀Ⅳ9-12、沥青压力储罐9-13、截止阀Ⅴ9-14、散热器9-15、温度传感器Ⅱ9-16、导热油膨胀罐9-17、柴油箱9-18、盘管器9-19、手持喷枪9-20，沥青压力储罐9-13分别外设管路及阀门与汽车底盘气包、乳化沥青箱9-11、柴油箱9-18相连，实现沥青自动喷洒、柴油清洗和高压空气清洗。
本发明的工作原理如下：
如图16所示，发电机组6采取底盘取力，同时输出220V/380V电能和液压动力，电能主要输送至燃烧器4-1、微波发生磁控管5-3、电加热导热油炉9-3和导热油泵9-7，液压动力消耗包括旋转滚筒3-1、上料机构3-2、滑移油缸5-9-3、回转支承5-9-4、伸缩套筒5-2。
本发明多功能集成，具备就地热再生工艺：路面加热——路面耙松——（清理表面废料）——沥青喷洒——填充热料——路面压实——废料回收，病害适应性强，修补效率高，修补质量好。
如图1至18所示，微波加热墙实施沥青路面的就地加热，首先，采用液压油缸和多道滑轨、滑槽结构实现装置的左右滑移，借助回转支承实现微波加热墙的超90°角翻转，将微波加热墙平铺在沥青路面的病害部位。然后，变压器柜7中设有低压变压器、高压变压器、整流二极管等，低压变压器用于给磁控管提供3.0V的灯丝电压，高压变压器和整流二级管构成的半波倍压整流电路给磁控管提供4.65kV的阳极电压，将电能转化为源源不断的电磁能量，电磁能量通过波导等介质以波的形式传输渗透到沥青路面介质内部，使介质损耗而发热，表现为沥青路面温度升高。加热过程中考虑到磁控管每天连续工作数小时，为了保证磁控管的加热效率稳定，如图18所示，利用微波磁控管发热作为热源，既实现了乳化沥青的加热保温，又实现了微波发生磁控管自身的冷却降温，提升了微波发生磁控管工作的稳定性，实现了加热与冷却两者优势互补，达到了节能降耗的目的，有效解决了风冷散热方式冷却性能差及风道设计加工困难等问题，散热均匀不存在死角，可有效控制冷却液的温度，改善磁控管等关键元器件工作稳定性。微波加热元件工作安全性尤为重要，本发明采用柔性屏蔽链网+扼流槽弹片多层屏蔽体防护设计，为了取得良好的微波屏蔽效果。
微波加热墙对沥青路面的就地加热完成后，利用耙松器等作业工具实施路面耙松，并添加一定比例的新沥青混合料和适量的乳化沥青，其中新沥青混合料来源于滚筒料仓3，上料机构3-2将冷的沥青混合料提升至进料箱3-3，沥青混合料在重力作用下滑落至旋转滚筒3-1中，传动系统3-4采用齿轮传动方式，驱动旋转滚筒3-1实施正转拌和和反转卸料。旋转滚筒3-1实施正转拌和过程中，借助加热系统4实施沥青混合料的加热，燃烧器4-1工作产生高温热烟气，进入热风换热器4-2加热新鲜热空气，并送入旋转滚筒3-1中，实现沥青混合料的加热，加热过程中借助热风循环管路实现热量的循环再利用，提升了能源的利用率和加热效率，且加热系统设有除尘装置，具备良好的环保性能。
此外，本发明高度集成，配备压实机具，实现沥青路面的压实再生；设有两个废料回收箱，左废料箱14-4和右废料箱14-2对称放置，在液压油缸驱动下，均可实现135°旋转，回收的废料可重力作用自动倒出，省时省力，具有良好的环保性及工况适应性。
综上，本发明提供一种微波就地再生式沥青路面养护车，整机多功能集成，具备就地热再生工艺：路面加热——路面耙松——（清理表面废料）——沥青喷洒——填充热料——路面压实——废料回收，病害适应性强，修补效率高，修补质量好；微波加热墙采用5.8GHz频率微波加热技术，沥青路面有效加热深度≤80mm，加热过程沥青无老化、焦化现象，加热过程无烟无焰，高效、节能、环保，解决了传统红外和热风加热方式易烤焦沥青路面导致路用性能下降和严重的环境污染的难题，同时克服了现有采用2.45GHz频率微波加热沥青路面过深、深层路面材料易碾压推挤、能源利用率低、层间温度梯度大的缺陷，具有高效节能环保、加热深度适中、层间温度梯度小、加热均匀等优点；利用微波磁控管发热作为热源，既实现了乳化沥青的加热保温，又实现了微波发生磁控管自身的冷却降温，提升了微波发生磁控管工作的稳定性，实现了加热与冷却两者优势互补，达到了节能降耗的目的；采用扼流槽弹片+柔性屏蔽链网多层屏蔽组合，对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果；采用液压油缸和多道滑轨、滑槽结构实现装置的左右滑移，借助回转支承实现微波加热墙的超90°角翻转，位置多样，具有良好工况的适应性，解决了沥青路面坡道施工难题。
本发明的微波就地再生式沥青路面养护车的施工方法，具备冷切热补工艺、微波就地热再生工艺和添料微波就地热再生工艺；
冷切热补工艺适用于较深层次的病害（如坑槽），主要施工步骤如下：
第一步：路面切缝。利用随车配备的切缝机对坑槽进行划线切缝，切缝深度一般不低于60mm，并确保切缝边缘平直美观；
第二步：路面破碎。利用随车配备的液压破碎工具对切缝处理过的坑槽进行破碎刨料，并将废料置于车载废料箱中，破碎刨料深度不低于路面病害实际深度；
第三步：坑槽清扫。利用随车配备的吸尘设备对坑槽底部的块状及粉状沥青旧料进行吸附清理干净，并将废料置于车载废料箱中；
第四步：坑槽热连接微波加热。利用微波加热墙系统对坑槽底部及周边进行加热软化，坑槽软化深度不低于20mm，坑槽各表层温度不低于130℃，最高温度不超过180℃；
第五步：喷洒粘层油。利用随车配备的乳化沥青系统在坑槽底部喷洒沥青粘层油，沥青粘层油喷洒量不低于0.25kg/m2；
第六步：添加新沥青混合料并摊平。利用滚筒料仓预先炒制好的新沥青混合料（料温不低于160℃）填补坑槽并摊平，摊平后应高出原路面15~20mm，当坑槽深度大于60mm时，应采取分步填补法；
第七步：压实。利用随车配备的小型压路机实施碾压，碾压温度不低于140℃，当坑槽深度大于60mm时，应采取分步压实法。
微波就地热再生工艺适用于早期裂纹、脱皮、麻面等较浅层次的病害，主要施工步骤如下：
第一步：微波就地加热。利用微波加热墙系统直接对病害路面进行加热软化，所述微波加热墙系统选用的磁控管工作频率为5.8GHz，沥青路面加热深度75mm~80mm，旧沥青路面加热温度在可控范围内：路表面最高温度不超过180℃，路面内80mm处的温度不低于130℃；
第二步：路面耙松。利用随车配备的耙松器对加热软化后的路面进行耙松，耙松区域不大于路面加热区域，耙松深度60mm左右，耙松后路面松软、平直；
第三步：喷洒沥青再生剂。利用随车配备的乳化沥青系统喷洒适量沥青再生剂，沥青再生剂的喷洒量为再生料总量的1%~2%；
第四步：拌匀、摊平。利用随车配备的耙松器将再生料和沥青再生剂拌和均匀，并将沥青混合料（综合料温不低于140℃）摊平；
第五步：压实。利用随车配备的小型压路机实施碾压，得到再生沥青路面。
填料微波就地热再生工艺适用于路面表层级配不符合要求、早期坑槽等病害，主要施工步骤如下：
第一步：微波就地加热。同权利要求3的施工步骤第一步；
第二步：路面耙松。同权利要求3的施工步骤第二步；
第三步：添加新沥青混合料。添加适量利用滚筒料仓预先炒制好的新沥青混合料（料温不低于160℃），用于调整路面表层级配；
第四步：喷洒沥青再生剂。同权利要求3的施工步骤第三步；
第五步：拌匀、摊平。利用随车配备的耙松器将再生料（即原路面可再生的旧沥青料）、新沥青混合料和沥青再生剂拌和均匀，并将沥青混合料（综合料温不低于140℃）摊平，摊平后应高出原路面15~20mm；
第六步：压实。利用随车配备的小型压路机实施碾压，得到再生沥青路面。

Claims (13)

1.一种微波就地再生式沥青路面养护车，其特征在于，包括汽车底盘（1）、车架（2）、滚筒料仓（3）、加热系统（4）、微波加热墙系统（5）、发电机组（6）、变压器柜（7）、冷却系统（8）、乳化沥青系统（9）、液压系统（10）、电气系统（11）和压路机具（12）；
车架（2）固定于汽车底盘（1）支撑梁上，滚筒料仓（3）位于车架（2）之上的中后部，滚筒料仓（3）的前部设有加热系统（4），加热系统（4）的两侧分别设置变压器柜（7）、冷却系统（8），乳化沥青系统（9）位于车体一侧的后部，液压系统（10）位于滚筒料仓（3）的一侧，电气系统（11）位于车体另一侧的后部，压路机具（12）位于车体另一侧的前部，微波加热墙系统（5）位于车辆的尾部，与车架（2）可活动地连接。
2.根据权利要求1所述的一种微波就地再生式沥青路面养护车，其特征在于，所述的滚筒料仓（3）包括旋转滚筒（3-1）、上料机构（3-2）、进料箱（3-3）和传动系统（3-4）；上料机构（3-2）将冷的沥青混合料提升至进料箱（3-3），经进料箱（3-3）滑落至旋转滚筒3-1中；传动系统（3-4）驱动旋转滚筒（3-1）正反转，进行拌和或卸料。
3.根据权利要求1所述的一种微波就地再生式沥青路面养护车，其特征在于，所述的加热系统（4）包括燃烧器（4-1）、热风换热器（4-2）和热风循环管路（4-3）；燃烧器（4-1）产生的高温热烟气由连接的热风换热器（4-2）输送进入滚筒料仓（3）的旋转滚筒（3-1）中，为旋转滚筒（3-1）内的沥青混合料提供加热。
4.根据权利要求1所述的一种微波就地再生式沥青路面养护车，其特征在于，所述的微波加热墙系统（5）包括微波加热框架（5-1）、伸缩套筒（5-2）、微波发生磁控管（5-3）、波导天线（5-5）、透波保护板（5-6）和微波屏蔽装置（5-7）；
所述的微波加热框架（5-1）的顶部连接伸缩套筒（5-2），底部固定波导天线（5-5）；
微波发生磁控管（5-3）固定在波导天线（5-5）的顶部，用于产生5.8GHz频率的微波能；波导天线（5-5）下口处设有透波保护板（5-6）；波导天线（5-5）和透波保护板（5-6）用于传输微波发生磁控管（5-3）产生的微波能；微波发生磁控管（5-3）、波导天线（5-5）和透波保护板（5-6）均设有若干组，并按照阵列排布；
所述的微波屏蔽装置（5-7）布置在透波保护板（5-6）的四周。
5.根据权利要求1或4所述的一种微波就地再生式沥青路面养护车，其特征在于，还包括布置于微波加热墙系统（5）四周的微波泄漏检测装置（5-8）。
6.根据权利要求4所述的一种微波就地再生式沥青路面养护车，其特征在于，相邻的波导天线（5-5）下口之间的距离L1为30mm~50mm；
透波保护板（5-6）至沥青路面距离L2为60mm~80mm；
微波发生磁控管（5-3）加热沥青路面有效深度为75mm~80mm。
7.根据权利要求4所述的一种微波就地再生式沥青路面养护车，其特征在于，冷却系统（8）利用冷却介质对微波发生磁控管（5-3）进行冷却；冷却系统（8）包括与各微波发生磁控管（5-3）内置真空管过盈配合的散热套（5-4-5）、与散热套（5-4-5）连通的进液管（5-4-6）和出液管（5-4-7）；每个散热套（5-4-5）所连接的进液管（5-4-6）和出液管（5-4-7）位置错开，且与出液管（5-4-7）连接处管口液位高于与进液管（5-4-6）连接处管口液位。
8.根据权利要求4所述的一种微波就地再生式沥青路面养护车，其特征在于，所述的微波屏蔽装置（5-7）包括防护微波泄漏的扼流槽弹片（5-7-1）和柔性屏蔽链网；
扼流槽弹片（5-7-1）设置在透波保护板（5-6）的四周；柔性屏蔽链网设置在扼流槽弹片（5-7-1）的外侧。
9.根据权利要求1所述的一种微波就地再生式沥青路面养护车，其特征在于，所述的微波加热墙系统（5）通过加热墙翻转机构（5-9）与车架（2）连接；所述的加热墙翻转机构（5-9）包括轴向连接在车架（2）上的固定滑轨（5-9-1）、由滑移油缸（5-9-3）驱动沿固定滑轨（5-9-1）轴向滑移的滑槽总成（5-9-2）、回转支承（5-9-4）和翻转架（5-9-5）；
所述的回转支承（5-9-4）顶面/底面与滑槽总成（5-9-2）的侧面连接，底面/顶面与翻转架（5-9-5）连接，所述的翻转架（5-9-5）在回转支承（5-9-4）驱动下实现翻转，带动微波加热墙系统（5）翻转。
10.根据权利要求1所述的一种微波就地再生式沥青路面养护车，其特征在于，所述的发电机组（6）位于汽车底盘（1）驾驶室后方，采取底盘取力方式为其他系统提供电力输出。
11.基于权利要求1所述的一种微波就地再生式沥青路面养护车的施工方法，其特征在于，采用冷切热补工艺对深层次的路面病害进行施工，施工步骤如下：
第一步：路面切缝：利用随车配备的切缝机对坑槽进行划线切缝，切缝深度不低于60mm；
第二步：路面破碎：利用随车配备的液压破碎工具对切缝处理过的坑槽进行破碎刨料，并将废料置于车载废料箱中，破碎刨料深度不低于路面病害实际深度；
第三步：坑槽清扫：利用随车配备的吸尘设备对坑槽底部的块状及粉状沥青旧料进行吸附清理，并将废料置于车载废料箱中；
第四步：坑槽热连接微波加热：利用微波加热墙系统对坑槽底部及周边进行加热软化，坑槽软化深度不低于20mm，坑槽各表层温度不低于130℃，最高温度不超过180℃；
第五步：喷洒粘层油：利用乳化沥青系统在坑槽底部喷洒沥青粘层油，沥青粘层油喷洒量不低于0.25kg/m2；
第六步：添加新沥青混合料：利用滚筒料仓预先炒制好的新沥青混合料填补坑槽并摊平，摊平后高出原路面15~20mm；
第七步：压实：利用随车配备的小型压路机实施碾压，碾压温度不低于140℃。
12.基于权利要求1所述的一种微波就地再生式沥青路面养护车的施工方法，其特征在于，采用微波就地热再生工艺对浅层次的路面病害进行施工，施工步骤如下：
第一步：微波就地加热：利用微波加热墙系统直接对病害路面进行加热软化，所述微波加热墙系统选用的磁控管工作频率为5.8GHz，沥青路面加热深度75mm~80mm，旧沥青路面加热温度在可控范围内：路表面最高温度不超过180℃，路面内80mm处的温度不低于130℃；
第二步：路面耙松：利用随车配备的耙松器对加热软化后的路面进行耙松，耙松区域不大于路面加热区域；
第三步：喷洒沥青再生剂：利用乳化沥青系统喷洒沥青再生剂，沥青再生剂的喷洒量为再生料总量的1%~2%；
第四步：拌匀、摊平：利用耙松器将再生料和沥青再生剂拌和均匀形成温度不低于140℃的沥青混合料并摊平；
第五步：压实：利用随车配备的小型压路机实施碾压，得到再生沥青路面。
13.基于权利要求1所述的一种微波就地再生式沥青路面养护车的施工方法，其特征在于，采用填料微波就地热再生工艺对路面表层级配不符合要求或早期坑槽病害进行施工处理，施工步骤如下：
第一步：微波就地加热：利用微波加热墙系统直接对病害路面进行加热软化，所述微波加热墙系统选用的磁控管工作频率为5.8GHz，沥青路面加热深度75mm~80mm，旧沥青路面加热温度在可控范围内：路表面最高温度不超过180℃，路面内80mm处的温度不低于130℃；
第二步：路面耙松：利用随车配备的耙松器对加热软化后的路面进行耙松，耙松区域不大于路面加热区域；
第三步：添加新沥青混合料：添加适量利用滚筒料仓预先炒制好的温度不低于160℃的新沥青混合料，用于调整路面表层级配；
第四步：喷洒沥青再生剂：利用乳化沥青系统喷洒沥青再生剂，沥青再生剂的喷洒量为再生料总量的1%~2%；
第五步：拌匀、摊平：利用随车配备的耙松器将再生料、新沥青混合料和沥青再生剂拌和均匀形成温度不低于140℃的沥青混合料并摊平，摊平后高出原路面15~20mm；
第六步：压实：利用随车配备的小型压路机实施碾压，得到再生沥青路面。
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Denomination of invention: A kind of microwave in situ recycling asphalt pavement maintenance vehicle and its construction method

Effective date of registration: 20221227

Granted publication date: 20221125

Pledgee: Bank of Jiangsu Co.,Ltd. Xuzhou Economic Development Zone sub branch

Pledgor: JIANGSU JITRI ROAD ENGINEERING TECHNOLOGY AND EQUIPMENT RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980029181