CN109853343B - 一种就地热再生双层铣刨装备及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种就地热再生双层铣刨装备，包括机架、前铣刨装置、后铣刨装置和提料集料系统；前铣刨装置和后铣刨装置分别水平横向设置在机架下方的前部和后部，前铣刨装置对沥青路面表面磨耗层进行铣刨剥离，提料集料系统设置在机架上且位于前铣刨装置的后方，对前铣刨装置剥离的表面磨耗层进行收集装袋，后铣刨装置对由提料集料系统清理后的表面磨耗层下面的沥青混合料进行铣刨剥离。前铣刨装置对路面旧沥青性能最差的表层剥离，实现了新沥青混合料添加量的增加，降低了原路面使用状况对再生后路面性能的影响，提升了再生后路面性能的一致性；独特的双铣刨装置实现了就地热再生作业的分层铣刨，增加了铣刨作业深度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于沥青路面的再生双层铣刨工艺及装备，属于道路沥青路面修复施工的技术领域。
背景技术
公路沥青路面在使用过程中，会出现诸如车辙、拥包、泛油、磨光、平整度下降、渗水、唧浆、松散、剥落等不同类型的破损，就地热再生方法是采用就地热再生工艺和装备，将原路面进行加热、铣刨，添加一定的再生剂并补充适当比例的新沥青混合料，然后就地拌合后重新摊铺、压实形成新的路面。就地热再生主要有整形再生、复拌再生、加铺再生三种作业形式，目前施工主要采用整形再生、复拌再生作业，作业过程中存在以下几方面缺陷：
（1）沥青路面表面磨耗层老化严重，该磨耗层以下的旧沥青混合料因有表层的隔氧、隔紫外线，沥青老化较轻，因此表面磨耗层对再生后的沥青混合料性能影响很大；
（2）为保证再生后的路面高度与原路面保持一致，新沥青混合料的添加量受限，作业过程中不能完全按照实验室设计方案添加新沥青混合料，不能有效保证再生后沥青混合料性能的一致性；
（3）有限的作业深度限制了就地热再生技术的应用范围，如对于平整度变化较大、车辙深度不一样的原路面，需要剥离的旧沥青混合料厚度发生较大变化，现有的单铣刨装置难以保证耙松平整度，进而影响再生后的路面路用性能；
（4）就地热再生作业过程中，铣刨时产生的烟度最大，对环境的污染最多，难以满足国家法律法规的环保要求。
综上，因原沥青路面表面层材料、路面性能、路面病害的变化，目前就地热再生实际施工过程中，再生后的路面性能受实际施工条件的影响较大、污染排放较多。
发明内容
本发明涉及一种用于沥青路面的再生双层铣刨装备及工艺，目的是克服上述现有技术不足，以实现有限改善再生后的沥青混合料性能，有效提升再生后的路用性能，拓宽就地热再生技术的应用范围。
一种就地热再生双层铣刨装备，其特征在于：包括机架（1）、前铣刨装置（2）、后铣刨装置（3）和提料集料系统（4）；前铣刨装置（2）和后铣刨装置（3）分别水平横向设置在机架（1）下方的前部和后部，前铣刨装置（2）对沥青路面表面磨耗层进行铣刨剥离，提料集料系统（4）设置在机架（1）上且位于前铣刨装置（2）的后方，对前铣刨装置（2）剥离的表面磨耗层进行收集装袋，后铣刨装置（3）位于提料集料系统（4）的后方，对由提料集料系统（4）清理后的表面磨耗层下面的沥青混合料进行铣刨剥离。
所述的前铣刨装置（2）包括可同步实现上下运动的左前铣刨鼓（2-1）、右前铣刨鼓（2-2）和中前铣刨鼓（2-3）；左前铣刨鼓（2-1）、右前铣刨鼓（2-2）对称布置，均可在水平横向上伸缩；中前铣刨鼓（2-3）居中布置，且位于左前铣刨鼓（2-1）和右前铣刨鼓（2-2）的后方；左前铣刨鼓（2-1）、右前铣刨鼓（2-2）的内侧壁均设有一侧漏料口（2-4），铣刨后的表面磨耗层通过漏料口（2-4）进入中前铣刨鼓（2-3），中前铣刨鼓（2-3）后壁上设有后漏料口（2-5），在后漏料口（2-5）处将铣刨的表面磨耗层聚拢形成料堆。
所述的后铣刨装置（3）包括可同步实现上下运动的左后铣刨鼓（3-1）、右后铣刨鼓（3-2）和中后铣刨鼓（3-3）；左后铣刨鼓（3-1）、右后铣刨鼓（3-2）对称布置，均可在水平横向上伸缩；中后铣刨鼓（3-3）居中布置，且位于左后铣刨鼓（3-1）和右后铣刨鼓（3-2）的后方；左后铣刨鼓（3-1）、右后铣刨鼓（3-2）的内侧壁均设有一侧漏料口（3-4），铣刨后的沥青混合料通过漏料口（3-4）进入中后铣刨鼓（3-3），中后铣刨鼓（3-3）后壁上设有后漏料口（3-5），在后漏料口（3-5）处将沥青混合料聚拢形成料堆。
所述的提料集料系统（4）包括提料装置（4-1）、取袋装置（4-2）、料斗（4-3）、封袋装置（4-4）和卸袋运输装置（4-5）；提料装置（4-1）布置在前铣刨装置、与后铣刨装置之间，提料装置（4-1）可与地面接触的一端为集料口（4-1-2），通过集料口（4-1-2）将前铣刨装置（2）剥离聚拢的表面磨耗层传送至位于上方的料斗（4-3）中；料斗（4-3）下方出口的两侧分别设置取袋装置（4-2）和封袋装置（4-4），取袋装置（4-2）向料斗（4-3）出口处传递袋子，将料斗（4-3）出口释放的表面磨耗层装袋；卸袋运输装置（4-5）将装满的袋子传送至封袋装置（4-4）处，封袋装置（4-4）对袋子进行封口。
卸袋运输装置（4-5）为传送带，将装满的袋子传送至封袋装置（4-4）处时，同时将封袋装置（4-4）处已封口的袋子传送至路面卸货。
还包括喷洒装置，所述的喷洒装置包括布置于车架上方的沥青箱体（7-1）、再生剂箱体（7-2）和布置于后铣刨装置前朝向下方喷洒的喷洒系统（7-3）。
所述喷洒系统（7-3）包括两组，分别布置于后铣刨装置的左后铣刨鼓（3-1）和右后铣刨鼓（3-2）上，随左后铣刨鼓（3-1）、右后铣刨鼓（3-2）的伸缩而移动。
还包括设置在机架（1）下方用于回收作业烟气的除烟装置。
一种就地热再生双层铣刨工艺，其特征在于：包括步骤如下：
S100、由前铣刨装置按照预定深度剥离沥青路面的表层磨耗层；
S200、提料集料系统收集剥离的表层磨耗层，露出表层磨耗层下的沥青混合料；
S300、后铣刨装置按照预定深度对沥青混合料进行剥离。
步骤S200中，还包括：
S201、提料集料系统收集剥离的表层磨耗层被装袋转运。
本发明的有益效果是：
提供了一种沥青路面的就地热再生双层铣刨工艺，设计了一种基于该工艺的就地热再生双层铣刨装备，引入了独特的双层铣刨单元，前铣刨单元实现了路面旧沥青性能最差的表层（5mm～10mm）剥离，实现了后续就地再生作业过程中新沥青混合料添加量的增加，降低了原路面使用状况对再生后路面性能的影响，提升了再生后路面性能的一致性；前、后铣刨单元实现了就地热再生作业的分层铣刨，实现了铣刨作业深度的增加，拓宽了就地热再生作业的实用性；除烟装置实现了就地热再生作业过程中的烟气回收，减轻了环境的污染。
附图说明
图1为本发明的整机立体图（左前）；
图2为本发明的整机立体图（左前－下部）；
图3为本发明的前铣刨装置轴测图；
图4为本发明的后铣刨装置轴测图（包含喷洒系统）；
图5为本发明的提料集料系统轴测图；
图6为本发明的提料集料系统轴测图（下部）；
图7为本发明的取袋装置轴测图；
图8为本发明的工艺流程图。
实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步说明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
依据本发明设计的沥青路面就地热再生双层铣刨工艺要求，结合图8，包括以下步骤：
第一步是依据路面的实际使用状况，调整第一铣刨装置的铣刨深度，剥离路面旧沥青性能最差的表层（5mm～10mm）；
第二步是收集剥离的旧沥青混合料，实现表层旧沥青混合料与表层下沥青路面的分离，可使用其他车辆将表层旧沥青混合料转运至其他使用场景，如作为路基填料等；
第三步是依据路面的施工要求，调整第二铣刨装置的铣刨深度，对表层下的路面进行铣刨作业，满足后续就地热再生作业要求。
如图1、图2所示，本发明还设计了一种用于沥青路面的就地热再生双层铣刨装备，包括机架（1）、前铣刨装置（2）、后铣刨装置（3）、提料集料系统（4）、动力装置（5）、行走系统（6）、喷洒装置（7）、油箱（8）、发电机（9）、除烟装置（10）、驾驶棚（11）、外罩（12），在同一台设备上配备两个铣刨装置。
结合图3所示，所述的前铣刨装置（2）布置在车辆机架（1）的下方靠近前部，包括左前铣刨鼓（2-1）、右前铣刨鼓（2-2）、中前铣刨鼓（2-3），左、右铣刨鼓对称布置，中铣刨鼓居中布置，且位于左前铣刨鼓（2-1）、右前铣刨鼓（2-2）的后方；左铣刨鼓可实现向左伸缩、右铣刨鼓可实现向右伸缩，保证铣刨作业宽度的调节，左、右、中铣刨鼓连接在一起，可同时实现上下移动，保证铣刨作业深度的同步调节。
所述的前铣刨装置的左铣刨鼓、右铣刨鼓的内侧壁均有侧漏料口（2-4），实现铣刨后的沥青料进入中铣刨鼓，中铣刨鼓后壁中间有后漏料口（2-5），实现铣刨料堆的统一收集，同时保证料堆高度、宽度依据铣刨作业深度的可调节性，实现表层（5mm～10mm）沥青混合料的剥离、聚拢、形成料堆。
结合图4所示，所述的后铣刨装置（3）布置在机架（1）的下方靠近后部，位于前铣刨装置的后面，包括左后铣刨鼓（3-1）、右后铣刨鼓（3-2）、中后铣刨鼓（3-3），左、右铣刨鼓对称布置，中铣刨鼓居中布置，且位于左后铣刨鼓（3-1）、右后铣刨鼓（3-2）的后方；左铣刨鼓可实现向左伸缩、右铣刨鼓可实现向右伸缩，保证铣刨作业宽度的调节，左、右、中铣刨鼓连接在一起，可同时实现上下移动，保证铣刨作业深度的同步调节。
所述的后铣刨装置的左铣刨鼓、右铣刨鼓的内侧壁均有侧漏料口（3-4），实现铣刨后的沥青料进入中铣刨鼓，中铣刨鼓后壁中间有后漏料口（3-5），实现铣刨料堆的统一收集，同时保证料堆高度、宽度依据铣刨作业深度的可调节性，实现表层下面沥青混合料的剥离、聚拢、形成料堆。
结合图5、图6和图7所示，所述的提料集料系统（4）包括提料装置（4-1）、取袋装置（4-2）、料斗（4-3）、封袋装置（4-4）、卸袋运输装置（4-5），提料装置布置在前铣刨装置、后铣刨装置之间，通过升降油缸（4-1-1）、固定底板（4-2-4）、旋转轴固定支架（4-5-1）、封袋装置侧立柱（4-4-1）与机架连接，提料装置（4-1）具有垂直升降功能，集料口（4-1-2）可实现与地面接触，集料螺旋（4-1-3）和刮板链（4-1-4）收集前铣刨装置剥离的表层（5mm～10mm）沥青混合料，输送至料斗（4-3）；料斗（4-3）的料门（4-3-1）在开启油缸（4-3-2）作用下可定时开启，实现沥青混合料的定量下落；取袋装置（4-2）的取袋连杆（4-2-1）可绕旋转轴（4-2-2）进行垂直方向的90°旋转，可绕旋转轴（4-2-3）进行水平方向的90°旋转，可沿车辆纵向进行前后移动，实现料袋的连续供给；封袋装置（4-4）可实现袋子的封口操作（可选购现有成熟封袋机）；卸袋运输装置（4-5）可实现袋子自料斗（4-3）至封袋装置（4-4）的转运，可实现袋子自封袋装置至路面的卸货；因剥离去除路面旧沥青性能最差的表层（5mm～10mm），避免表面磨耗层对再生后的沥青混合料性能影响，保证再生作业过程中按照实验室设计方案添加新沥青混合料，因此双层铣刨可有效避免路面使用状况对铣刨平整度的影响，提高再生路面的摊铺平整度。
所述的喷洒装置包括沥青箱体（7-1）、再生剂箱体（7-2）、喷洒系统（7-3），沥青箱体（7-1）、再生剂箱体（7-2）对称布置于车架上方，实现整车重心的左右分布均匀，喷洒系统（7-3）包括两组，分别布置于左后铣刨鼓（3-1）、右后铣刨鼓（3-2）上，通过管路与沥青箱体（7-1）、再生剂箱体（7-2）输出口连接，可以随左后铣刨鼓（3-1）、右后铣刨鼓（3-2）的伸缩而移动实现喷洒宽度的调节，并朝向后铣刨装置前面下方喷洒，依据实际作业的要求，铣刨作业的同时选择喷洒沥青、再生剂，满足沥青混合料的再生需求。
所述的发电机（9）布置于机架（1）上平面的右后方，满足提料集料系统的电机供能要求，满足喷洒装置的供能要求，满足整机照明的供能要求，实现车架上方通道的连续性。
所述的除烟装置（10）布置于机架（1）下方，满足再生作业过程中烟气的回收，实现车架上方通道的最大化。
所述的动力装置（5）布置于机架（1）上方后面，满足整机行驶、作业的动力需求；
所述的行走系统（6）布置于机架（1）下方，满足整机行驶性能需求；
所述的油箱（8）布置于机架（1）上方、动力装置（5）前面，满足整机的燃油、液压油需求；
所述的驾驶棚（11）布置于机架（1）上方前面，满足整机操作的人员需求；
所述的外罩（12）布置于机架（1）上方，满足整机防护、美观性需求。
Claims (8)
1.一种就地热再生双层铣刨装备，其特征在于：包括机架（1）、前铣刨装置（2）、后铣刨装置（3）和提料集料系统（4）；前铣刨装置（2）和后铣刨装置（3）分别水平横向设置在机架（1）下方的前部和后部，前铣刨装置（2）对沥青路面表面磨耗层进行铣刨剥离，提料集料系统（4）设置在机架（1）上且位于前铣刨装置（2）的后方，对前铣刨装置（2）剥离的表面磨耗层进行收集装袋，后铣刨装置（3）位于提料集料系统（4）的后方，对由提料集料系统（4）清理后的表面磨耗层下面的沥青混合料进行铣刨剥离；
所述的前铣刨装置（2）实现了路面旧沥青性能最差的表层5mm～10mm剥离，包括可同步实现上下运动的左前铣刨鼓（2-1）、右前铣刨鼓（2-2）和中前铣刨鼓（2-3）；左前铣刨鼓（2-1）、右前铣刨鼓（2-2）对称布置，均可在水平横向上伸缩；中前铣刨鼓（2-3）居中布置，且位于左前铣刨鼓（2-1）和右前铣刨鼓（2-2）的后方；左前铣刨鼓（2-1）、右前铣刨鼓（2-2）的内侧壁均设有一侧漏料口（2-4），铣刨后的表面磨耗层通过漏料口（2-4）进入中前铣刨鼓（2-3），中前铣刨鼓（2-3）后壁上设有后漏料口（2-5），在后漏料口（2-5）处将铣刨的表面磨耗层聚拢形成料堆；
所述的提料集料系统（4）包括提料装置（4-1）、取袋装置（4-2）、料斗（4-3）、封袋装置（4-4）和卸袋运输装置（4-5）；提料装置（4-1）布置在前铣刨装置、与后铣刨装置之间，提料装置（4-1）可与地面接触的一端为集料口（4-1-2），通过集料口（4-1-2）将前铣刨装置（2）剥离聚拢的表面磨耗层传送至位于上方的料斗（4-3）中；料斗（4-3）下方出口的两侧分别设置取袋装置（4-2）和封袋装置（4-4），取袋装置（4-2）向料斗（4-3）出口处传递袋子，将料斗（4-3）出口释放的表面磨耗层装袋料斗；卸袋运输装置（4-5）将装满的袋子传送至封袋装置（4-4）处，封袋装置（4-4）对袋子进行封口。
2.根据权利要求1所述的一种就地热再生双层铣刨装备，其特征在于：所述的后铣刨装置（3）包括可同步实现上下运动的左后铣刨鼓（3-1）、右后铣刨鼓（3-2）和中后铣刨鼓（3-3）；左后铣刨鼓（3-1）、右后铣刨鼓（3-2）对称布置，均可在水平横向上伸缩；中后铣刨鼓（3-3）居中布置，且位于左后铣刨鼓（3-1）和右后铣刨鼓（3-2）的后方；左后铣刨鼓（3-1）、右后铣刨鼓（3-2）的内侧壁均设有一侧漏料口（3-4），铣刨后的沥青混合料通过漏料口（3-4）进入中后铣刨鼓（3-3），中后铣刨鼓（3-3）后壁上设有后漏料口（3-5），在后漏料口（3-5）处将沥青混合料聚拢形成料堆。
3.根据权利要求1所述的一种就地热再生双层铣刨装备，其特征在于：卸袋运输装置（4-5）为传送带，将装满的袋子传送至封袋装置（4-4）处时，同时将封袋装置（4-4）处已封口的袋子传送至路面卸货。
4.根据权利要求1所述的一种就地热再生双层铣刨装备，其特征在于：还包括喷洒装置，所述的喷洒装置包括布置于车架上方的沥青箱体（7-1）、再生剂箱体（7-2）再生剂箱体（7-2）和布置于后铣刨装置前朝向下方喷洒的喷洒系统（7-3）。
5.根据权利要求4所述的一种就地热再生双层铣刨装备，其特征在于：所述喷洒系统（7-3）包括两组，分别布置于后铣刨装置的左后铣刨鼓（3-1）和右后铣刨鼓（3-2）上，随左后铣刨鼓（3-1）、右后铣刨鼓（3-2）的伸缩而移动，并通过管路与沥青箱体（7-1）、再生剂箱体（7-2）输出口连接。
6.根据权利要求1所述的一种就地热再生双层铣刨装备，其特征在于：还包括设置在机架（1）下方用于回收作业烟气的除烟装置。
7.一种基于权利要求1所述的就地热再生双层铣刨装备的就地热再生双层铣刨工艺，其特征在于：包括步骤如下：
S100、由前铣刨装置按照预定深度剥离沥青路面的表层磨耗层；
S200、提料集料系统收集剥离的表层磨耗层，露出表层磨耗层下的沥青混合料；
S300、后铣刨装置按照预定深度对沥青混合料进行剥离；
所述的前铣刨装置（2）实现了路面旧沥青性能最差的表层5mm～10mm剥离，包括可同步实现上下运动的左前铣刨鼓（2-1）、右前铣刨鼓（2-2）和中前铣刨鼓（2-3）；左前铣刨鼓（2-1）、右前铣刨鼓（2-2）对称布置，均可在水平横向上伸缩；中前铣刨鼓（2-3）居中布置，且位于左前铣刨鼓（2-1）和右前铣刨鼓（2-2）的后方；左前铣刨鼓（2-1）、右前铣刨鼓（2-2）的内侧壁均设有一侧漏料口（2-4），铣刨后的表面磨耗层通过漏料口（2-4）进入中前铣刨鼓（2-3），中前铣刨鼓（2-3）后壁上设有后漏料口（2-5），在后漏料口（2-5）处将铣刨的表面磨耗层聚拢形成料堆。
8.根据权利要求7所述的就地热再生双层铣刨装备的就地热再生双层铣刨工艺，其特征在于：步骤S200中，还包括：
S201、提料集料系统收集剥离的表层磨耗层被装袋转运。
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